Desarrollo de un electrodo multicanal flexible para el registro de las señales electromiográficas en músculos orbiculares superiores de la boca
Cargando...
Fecha
2023
Título de la revista
Publicado en
Publicado por
URL de la fuente
ISSN de la revista
Título del volumen
Resumen
La fisura labio palatina (FLP) es una malformación congénita frecuente, la cual se produce por una alteración en la fusión de los tejidos que darán origen al labio superior y al paladar. Dada la carencia de electrodos comerciales con las características adecuadas para utilizarlos en niños y pacientes con FLP, el objetivo de este proyecto se basó en el desarrollo de un electrodo flexible para el registro de las señales electromiográficas en el músculo orbicular superior de la boca. De la primera etapa metodológica, se identificaron las variables implicadas en el diseño del electrodo: identificación de las medidas antropométricas y fisiológicas del músculo orbicular en población infantil, las más relevantes corresponden al filtrum labial con un valor de 7.5 mm y una medida bicomisural de 35 mm. Por otro lado, se tuvo en consideración el distanciamiento entre electrodos, el cual es de 15 mm y un diámetro de electrodo de 10 mm. En cuanto a materiales se emplearon el kapton (poliamida) como sustrato y tinta de plata dadas sus propiedades de alta conductividad y baja resistencia.
Posteriormente, en la segunda etapa se realizó la impresión del electrodo mediante la técnica de serigrafia de forma manual, de igual manera se hizo una verificación de los diseños impresos mediante el uso del micrometro, con el cual se midió el diámetro de los mismos, el ancho y largo de los canales, el distanciamiento entre electrodos y por último el diámetro del electrodo, en donde el máximo error obtenido es de 2.33\% lo cual indica que las dimensiones del electrodo impreso coinciden con las del diseño inicialmente planteado. Finalmente, se evaluó el electrodo por medio de distintas pruebas mecánicas y el elétricas como lo son el Bending Test y una prueba de tensión midiendo para cada una de estas la resistencia del material al ser sometido ante una fuerza, dando como resultado un aumento del valor de la resistencia a medida que se realiza el esfuerzo tanto para flexión como tensión, no obstante no son cambios significativos que puedan conllevar a una pérdida de la conductividad del electrodo. Por otro lado, los resultados obtenidos del registro electromiográfico.
Por otro lado, el electrodo serigrafiado es capaz de registrar la señal electromiográfica, sin embargo, presenta ruido a comparación del electrodo comercial. No obstante, gracias al procesamiento de señales es posible por medio de filtros reducir esta interferencia. Cabe resaltar, que parte de este ruido provocado es por la falta de un gel conductor ya sea sólido, el adhesivo del electrodo serigrafiado el cual es posible que no permita del todo la correcta fijación de la matriz del electrodo sobre la superficie de la piel. Es por esto que se realizó en conjunto un procesamiento de los registros por medio del software de MatLab para el ajuste de la señal EMG.
Descripción
Abstract
Cleft lip and palate (FLP) is a frequent congenital malformation, which is produced by a loss in the fusion of the tissues that will give rise to the upper lip and palate. Given the lack of commercial electrodes with adequate characteristics for use in children and patients with FLP, the objective of this project was based on the development of a flexible electrode for the recording of electromyographic signals in the orbicularis superior muscle of the mouth. From the first methodological stage, the variables involved in the design of the appliance were identified, such as the identification of the anthropometric and physiological measurements of the orbicularis muscle in children, the most relevant correspond to the lip filter with a value of 7.5 mm and a bicommissural measurement of 35 mm. On the other hand, the distance between electrodes was taken into account, which is 15 mm, an electrode diameter of 10 mm and a total of 4 channels. Regarding materials, kapton (polyamide) was used as a substrate and silver ink given its high conductivity and low resistance properties.
Subsequently, in the second stage, the electrode was printed using the silkscreen technique manually, in the same way a verification of the printed designs was made using the Mitutoyo Digital micrometer, with which the diameter of the electrode was measured. the same, the width and length of the channels, the distance between electrodes and finally the diameter of the electrode, where the maximum error obtained is 2.33\%, which indicates that the dimensions of the printed electrode coincide with those of the proposed design. Finally, the electrode was evaluated by means of different mechanical and electrical tests such as the Bending Test and a tension test, measuring for each of these the resistance of the material when subjected to a force (flexion or tension), resulting in an increase in the resistance value as the effort is made both for bending and tension, however they are not significant changes that can lead to a loss of conductivity of the appliance. On the other hand, the results obtained from the electromyographic recording.
On the other hand, the screen-printed appliance is capable of recording the electromyographic signal, however, it presents noise compared to the commercial appliance. However, thanks to signal processing it is possible by means of filters to reduce this interference. It should be noted that part of this noise caused is due to the lack of either a solid conductive gel or the silk-screened electrode adhesive, which may not fully allow the correct fixation of the electrode matrix on the skin surface.
Palabras clave
EMGSM, Electrodo impreso, Fisura labio-palatina, Multicanal, Serigrafía
Keywords
EMGSM, Printed electrode, Cleft lip-palate, Multichannel, Serigraphy