CONTROL DE UN MOVIL POR MEDIO DEL MOVIMIENTO OCULAR.

Gonzales Rojas, Antony Felipe., Huisa Alvarez, Alex

thoni_tkm, hotmail.com., aha.alvarez@gmail.com

Universidad Nacional de San Agustin de Arequipa

Escuela profesional de Ingeniera Electronica

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 CONTROL DE UN MOVIL POR MEDIO DEL MOVIMIENTO OCULAR

Resumen—Este articulo trata acerca de una implementación y un diseño de un modulo para medir y presentar señales electrooculograficas EOG, Entre los varios tipos de movimientos oculares existentes, se consideró el movimiento sacádico como el principal objeto de análisis, con el objetivo de ser usado para el registro del movimiento de los ojos en el control de un móvil. La detección del movimiento voluntario de los ojos se realiza por medio de electrodos colocados en los músculos alrededor de los ojos, que registra la actividad eléctrica de la retina y muestra los patrones eléctricos para cada tipo específico de movimiento ocular. La señal EOG detectada es un biopotencial eléctrico muy débil en el orden de los microvoltios y un ancho de banda espectral del orden de las decenas de hertzios; por ello, el modulo desarrollado realiza la amplificación, filtrado del ruido y el acondicionamiento para el procesado y análisis para su posterior acondicionamiento al móvil.

Palabras Clave— eog electrooculograma, movimiento ocular, amplificador de instrmuentacion, filtro, movimiento sacadico, potencial, señal electrica

Abstract—This article discusses the implementation and design of a module for portable measurement and displaying of electro-oculography EOG, Among the various types of existing eye movements , the saccade was considered as the object manager Analysis, whit the purpose of being used for recording the movement of the eyes in control of a mobile. The detection of voluntary movement of the eyes is done by electrodes placed on the muscles around the eyes, recording the electrical activity of the retina and showing the electrical patterns for each specific type of eye movement. EOG signal detected is very weak electric biopotentials about to microvolts and a spectral banwidth about to tens of hertz, so the module developed realize amplification, noise filtering and conditioning for the processing and analysis for subsequent conditioning to mobile.

1. INTRODUCCIÓN

Los potenciales bio-eléctricos del cuerpo humano no son determinísticos, es decir sus magnitudes pueden variar en el tiempo y operan dentro de un rango variable aunque todos los factores estén controlados. Los valores pueden variar de un individuo a otro de forma significativa aunque estos estén completamente sanos y las condiciones de adquisición sean las mismas.

El principal problema en la captación de las señales bio-eléctricas viene dado por que éstas tienen un valor muy pequeño en comparación con otro tipo de señales eléctricas con las que se acostumbra a trabajar en electrónica y el hecho que están limitadas a un rango muy preciso de frecuencia.

Estos dos factores hacen que a menudo se encuentren contaminadas de ruido que enmascara la señal al ser de amplitud muy superior al de la propia señal que se quiere registrar.

En las próximas páginas de este articulo se dará una concisa explicación de los mecanismos de generación de bio-potenciales en el ojo humano, para tener toda la información posible con la que realizar el diseño del aparato, y veremos con más detalle cuales son los problemas de captación, centrados sobre la obtención de la señal de EOG, y las estrategias de diseño que podemos seguir para eliminarlos o atenuarlos lo suficiente para que no entorpezcan la adquisición de la señal sin dañar información útil.

1. Marco de referencia

ANTECEDENTES

Emil du Bois-Reymond (1848) observo que la cornea del ojo es eléctricamente positiva con respecto a la parte trasera del ojo.

Elwin Marg lo llamo electrooculograma en 1951. Geoffrey Arden desarrollo el 1962 la primera aplicación clínica.

El origen de la señal viene de las variaciones de voltaje que ocurren con el movimiento angular del ojo, ya que la esfera ocular es desde el punto de vista eléctrico, un dipolo, con su parte positiva en la cornea y negativa detrás de la retina

En la actualidad existen cuatro técnicas de exploraciones electrofisiológicas del ojo humano:

1. Electrorretinograma (ERG): Es un método que registra la respuesta eléctrica de las células del ojo sensibles a la luz (conos y bastones de la retina).

2. Electrooculograma (EOG): Es un método que puede detectar los movimientos oculares, y se basa en el registro de la diferencia de potencial existente entre la córnea y la retina.

3. Videooculograma (VOG): Es un método similar al EOG pero más avanzado.

4. Potenciales Evocados Visuales (PEV): resultan de los cambios producidos en la actividad bioeléctrica cerebral tras estimulación luminosa.

EL OJO HUMANO: ANATOMÍA

El globo ocular es una estructura esférica de aproximadamente 2,5 cm de diámetro con un marcado abombamiento sobre su superficie anterior.

• La capa más externa o esclerótica tiene una función protectora.

• La capa media o úvea que está compuesta a su vez por tres zonas: - La coroides - El cuerpo ciliar - El iris

• La capa interna formada por la retina (sensible a la luz).

[pic 1]

La córnea es una membrana resistente, compuesta por cinco capas, a través de la cual la luz penetra en el interior del ojo. Por detrás, hay una cámara llena de un fluido claro y húmedo (el humor acuoso) que separa la córnea de la lente del cristalino.

La retina es una capa compleja compuesta sobre todo por células nerviosas. Las células receptoras sensibles a la luz se encuentran en su superficie exterior detrás de una capa de tejido pigmentado. Estas células tienen la forma de conos y bastones y están ordenadas como los fósforos de una caja.

FISIOLOGÍA

¿Cómo vemos?

Vemos porque nuestros ojos reciben la luz que reflejan los objetos que nos rodean. El ojo humano actúa como una cámara de vídeo. Para conseguir un buen enfoque y la captación del movimiento, los ojos cuentan con un especial sistema de acomodación formado por una minúscula lente llamada cristalino y el músculo ciliar, que es el encargado de modificar la forma de esta lente natural hasta conseguir que la imagen quede perfectamente enfocada en una estructura muy sensible a la luz: la retina. En el momento en que la imagen está correctamente enfocada, y al igual que haría el conjunto de cables y circuitos electrónicos de una cámara de vídeo, la retina se encarga de hacerla llegar al cerebro a través del nervio óptico, de manera que se obtenga una imagen clara y precisa.

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