Electromiografia

Análisis de Señales EMG Superficiales y su 

Aplicación en Control de Prótesis de Mano 

Surface EMG Signals Analysis and Its 

Applications in Hand Prosthesis Control 

Harold A. Romo, Esp., Judy C. Realpe, Ing., Pablo E. Jojoa, PhD. 

Universidad del Cauca  hromo@unicauca.edu.co , jcrealpe@unicauca.edu.co , pjojoa@unicauca.edu.co 

Recibido para revisión 26 de Marzo de 2007, aceptado 15 de Junio de 2007, versión final 18 de junio de 2007 

Resumen—Las  señales  Electromiogr áficas  Superficiales 

(EMGS)  son  fuente  de  información  muy  apropiada  par a  el  control de dispositivos virtuales como las prótesis de mano. Las 

r azones par a utilizar estas señales obedece a difer entes aspectos 

tales  como:  facilidad  par a  r ecolectar  muestr as,  r espeto  por  la 

integridad  de  la  persona  quien  utiliza  la  prótesis, r eutilización  de  una  persona  a  otr a,  y  fácil  r emoción  par a  efectos  de 

mantenimiento  y  calibr ación. En  este  artículo, se pr esenta una 

r evisión de las técnicas más utilizadas en análisis y extr acción de 

car acterísticas discriminantes de las señales motor as EMGs con 

fines de  aplicación  en  el  control de prótesis virtuales de mano;  haciendo  énfasis  en  la  evolución  de  las  técnicas  tempor ales  clásicas  a  las  técnicas  espectr ales  más  r ecientes  basadas  en 

tr ansformadas wavelets, y su aceptación par a procesar este tipo 

de señales según su desempeño en la clasificación y ejecución de 

movimientos sobr e la prótesis. Así mismo, se hace r efer encia de 

los  tr abajos  más  r ecientes  de  desarrollo  e  investigación  en  el  campo  del  procesamiento  de  señales  biomédicas  EMGs  y  sus 

aplicaciones en control mioeléctrico. 

Palabras  Clave—Análisis  Wavelets,  Control  Mioeléctrico,  Prótesis de Mano, Señales EMGS. 

Abstract—The  surface  Electromyogr aphic  signals  (EMGS) 

ar e appropriate sour ce of information to virtual devices control  as  the  hand  prosthesis. The r easons  to  use  this signals  obey  to 

differ ent  aspects  as:  the  simplicity  to  collect  samples  of  the 

signal,  the r espect for  the  integrity  of  the person who uses the 

prosthesis,  the  r eusability  of  the  device  from  one  person  to 

another,  and  the  easiness  to  r emove  it  for  maintenance  or  calibr ation purposes. This article pr esents a r eview of the most  used  techniques  in  analysis  and  extr action  of  discriminant 

featur es from the EMGs driving signals in order to apply them 

in virtual hand prosthesis control, emphasizing in the evolution 

from the classic tempor al techniques to the most r ecent spectr al 

techniques  based  on  the  wavelets  tr ansformed  and,  its 

acceptance  to  process  this  kind  of  signals  according  to  their  performance in the classification and carrying out of movements 

over  the  prosthesis.  As  well,  it  makes  r efer ence  to  the  most 

r ecent  works  on  development  and  r esear ch  in  the  biomedical  signals  EMGs  processing  field  and  its  applications  in  myoelectric control. 

Key  words—Wavelets  Analysis,  Myoelectric  Control,  Hand  Prosthesis, EMGs Signals. 

I.  INTRODUCCIÓN  ON  el  avance tecnológico,  cada  vez se logra mejorar la  construcción de sistemas de prótesis como extensiones de  algún  miembro  del  cuerpo  humano  con  características  esenciales como: flexibilidad, estética cosmética, peso ligero y  multifuncionalidad. Igualmente, la ciencia y la ingeniería han 

C

realizado grandes avances en el área de procesamiento digital  de  señales  biomédicas  como  las  señales  electromiográficas 

superficiales  (EMGS)  y  sus  aplicaciones  en  el  control  de  dispositivos activos como las prótesis mioeléctricas.  Una  prótesis  mioeléctrica  es  un  sistema  accionado  por 

servomotores  que se gobierna a partir de señales EMG, bien 

sean  intramusculares,  capturadas  mediante  agujas  o 

superficiales,  recogidas  en  el  muñón  del  paciente  mediante  electrodos [1]. Su desempeño, sin importar que tipo de señal 

se utilice es igualmente aceptable como lo muestran Hargrove  L.  et  al.  en  [2].  Este  tipo  de  prótesis  son  cada  vez  más  aceptadas  por  personas  con  amputación  de  mano,  por  que  permite  a  la  persona  quien  la  utiliza su  rehabilitación  para  desempeñarse  activamente  en su  campo  laboral.  Para lograr  esto se requiere también del acompañamiento continuo de un  grupo de profesionales en el área médica, de la disponibilidad 

y  esfuerzo  mental  y  físico  del  paciente  para  obtener  los  mejores resultados.  El  éxito  de  una  prótesis  mioeléctrica será  medido  por  su 

Revista Avances en Sistemas e Informática, Vol. 4 No. 1 Junio de 2007, Medellín, ISSN 1657­7663 

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desempeño  en la ejecución  de movimientos prácticos, con la naturalidad de los ejecutados por la mano humana, la menor  complejidad  de  operación  como  sistema  y  con  el  menor  esfuerzo  físico­mental  por  parte  del  paciente.  Para  esto,  es  esencial  un  adecuado  proceso  de  análisis  de  las  señales  motoras EMGS.  La  evolución  en  las  técnicas  de  procesamiento  de  las 

señales  de  naturaleza  transitoria  y  no  periódica  como  las  EMGS  ha  jugado  un  papel  importante 

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