Development of a Portable EOG Device for Signal Acquisition and Movement Characterization

Las señales bioeléctricas producidas por el movimiento sacádico son ampliamente estudiadas en aplicaciones biomédicas como ciclos de sueños, polisomnografía y discapacidades motoras, entre otras. En este estudio se presenta el desarrollo de un dispositivo electrooculografíco portátil (EOG). Los módu...

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Autores:: Parra Camacho, Luis Carlos
Rodríguez Bayona, Andrés Fernando

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad Santo Tomás

Repositorio:: Repositorio Institucional USTA

Idioma:

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Repositorio Institucional.http://hdl.handle.net/11634/37958repourl:https://repository.usta.edu.coLas señales bioeléctricas producidas por el movimiento sacádico son ampliamente estudiadas en aplicaciones biomédicas como ciclos de sueños, polisomnografía y discapacidades motoras, entre otras. En este estudio se presenta el desarrollo de un dispositivo electrooculografíco portátil (EOG). Los módulos de adquisición de señales, hardware y software están integrados en un prototipo de placa. Para este propósito, se han utilizado un microchip Analog Front End, un convertidor analógico a digital y un SOC ESP32-WROOM-32D. La señal EOG digitalizada se transmite a una PC utilizando Bluetooth como protocolo de comunicación inalámbrica. También se puede transmitir utilizando el protocolo UART como protocolo de comunicación por cable, lo que requiere un dispositivo convertidor USB. Las señales EOG son proporcionadas por movimientos oculares horizontales y verticales. El diseño de filtro digital reduce el rendimiento ruidoso. La simulación y las pruebas evaluaron el filtro digital seleccionado. La realización del prototipo presentado se autenticó a través de su implementación con dos sujetos, donde se presenta una correcta visualización de las señales EOG medidas, incluso cuando el ruido de 60 Hz se mezcla con las señales oculares. Al mismo tiempo, se estableció la caracterización de la señal.Bioelectrical signals produced by saccadic movement are widely studied in biomedical applications like dream cycles, polysomnography, and motor disabilities among others. In this study, the development of a portable electrooculograph (EOG) device is presented. The signal acquisition, hardware, and software modules are integrated into a board prototype. An Analog Front End microchip, Analog to digital converter, and ESP32-WROOM-32D SOC have been used for this purpose. The digitized EOG signal is transmitted to a PC using Bluetooth as the wireless communication protocol. It can also be transmitted using the UART protocol as the wired communication protocol, requiring a USB converter device. EOG signals are provided by horizontal and vertical ocular movements. Noisy performance is reduced by the digital filter design. Simulation and testing evaluated the selected digital filter. The accomplishment of the presented prototype was authenticated through its implementation with two subjects, where a correct visualization of the measured EOG signals is presented, even when the 60 Hz noise is mixed with the ocular signals. At the same time, the characterization of the signal was established.Ingeniero Mecatrónicohttps://www.ustabuca.edu.co/Pregradoapplication/pdfAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Development of a Portable EOG Device for Signal Acquisition and Movement Characterizationbachelor thesisTesis de pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPregrado Ingeniería MecatrónicaEOG signalsAnalog filterDigital filterCharacterization dataWavelet transformGeneradores de señalesPrueba de aparatos e instrumentos electrónicosComunicaciones digitalesProcesamiento de señales-técnicas digitalesInnovaciónSeñales EOGFiltro analógicoFiltro digitalCaracterizaciónTransformada waveletCRAI-USTA BucaramangaWorld health organization, disability and health, www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/disability-and-health#:~:text=Over%201%20billion%20people%20are,functioning%2C%20often%20requiring%20healthcare%20services, accessed: 2021-04-14.Pan American Health Organization(PAHO), www.paho.org/en/topics/disability, accessed: 2021-04-14Article 25 – health \| united nations enable, www.un.org/development/desa/disabilities/convention-on-the-rights-of-persons-with-disabilities/article-25-health.html, accessed: 2021-04-14J. 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Bach, et al.,Iscev standard for clinical electro-oculography (eog) 2006, Documentaophthalmologica 113 (3) (2006) 205–212.A. López Martínez, et al., Sistema asistencial basado en computadorempleando señales electrooculográficas orientado a personas discapaci-tadas, Master’s thesis, Universidad de Oviedo (2012).Analog Devices, Single-Lead, Heart Rate Monitor Front End.K. A. Charles, N. O. Matthew, Fundamentals of Electric Circuits, LTC,2017.Ad8232 filter design, https://www.analog.com/en/products/ad8232.html#product-tools.Espressif, ESP32 Series Datasheet.Texas Instruments, ADS1115 Datasheet.Digi, XBee®/XBee-PRO S2C Zigbee Datsheet.O. Liberg, M. Sundberg, Y.-P. E. Wang, J. Bergman, J. Sachs, Chapter 9- the competitive internet of things technology landscape, in: O. Liberg,M. Sundberg, Y.-P. E. Wang, J. Bergman, J. 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Development of a Portable EOG Device for Signal Acquisition and Movement Characterization

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