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

Vista sencilla de ítem
dc.contributor.advisorMartínez Reyes, Diana Carolina
dc.contributor.advisorPáez Ardila, Diego Ricardo
dc.contributor.authorParra Camacho, Luis Carlos
dc.contributor.authorRodríguez Bayona, Andrés Fernando
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomásspa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001742975Spa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001563870Spa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000168123Spa
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?hl=es&user=_UJdhucAAAAJSpa
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?hl=es&user=nSV37tkAAAAJSpa
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8072-3764Spa
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8514-4948Spa
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7899-1770Spa
dc.coverage.campusCRAI-USTA Bucaramangaspa
dc.date.accessioned2021-10-12T20:32:58Z
dc.date.available2021-10-12T20:32:58Z
dc.date.issued2021-10-12
dc.descriptionLas 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.spa
dc.description.abstractBioelectrical 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.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Mecatrónico
dc.description.domainhttps://www.ustabuca.edu.co/spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.citationParra Camacho, L. C. y Rodríguez Bayona, A. F. (2021). Development of a Portable EOG Device for Signal Acquisition and Movement Characterization. [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.spa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/37958
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.relation.referencesWorld 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.spa
dc.relation.referencesPan American Health Organization(PAHO), www.paho.org/en/topics/disability, accessed: 2021-04-14spa
dc.relation.referencesArticle 25 – health | united nations enable, www.un.org/development/desa/disabilities/convention-on-the-rights-of-persons-with-disabilities/article-25-health.html, accessed: 2021-04-14spa
dc.relation.referencesJ. Ryu, M. Lee, D.-H. Kim, Eog-based eye tracking protocol usingbaseline drift removal algorithm for long-term eye movement detection,Expert Systems with Applications 131 (2019) 275–287.spa
dc.relation.referencesK. Lukander, Measuring gaze point on handheld mobile devices, in:CHI’04 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems,2004, pp. 1556–1556.spa
dc.relation.referencesP. Zhang, M. Ito, S.-i. Ito, M. Fukumi, Implementation of eog mouseusing learning vector quantization and eog-feature based methods, in:2013 IEEE Conference on Systems, Process & Control (ICSPC), IEEE,2013, pp. 88–92.spa
dc.relation.referencesN. M. M. Noor, M. Q. bin Kamarudin, Study the different level of eyemovement based on electrooculography (eog) technique, in: 2016 IEEEEMBS Conference on Biomedical Engineering and Sciences (IECBES),IEEE, 2016, pp. 792–796.spa
dc.relation.referencesR. V. G. Bermúdez, Procesamiento de registros oculares sacádicosen pacientes de ataxia sca2. aplicación del análisis de componentes independientes, Universidad de Granada (2010).spa
dc.relation.referencesM. Brown, M. Marmor, E. Zrenner, M. Brigell, M. Bach, et al.,Iscev standard for clinical electro-oculography (eog) 2006, Documentaophthalmologica 113 (3) (2006) 205–212.spa
dc.relation.referencesA. López Martínez, et al., Sistema asistencial basado en computadorempleando señales electrooculográficas orientado a personas discapaci-tadas, Master’s thesis, Universidad de Oviedo (2012).spa
dc.relation.referencesAnalog Devices, Single-Lead, Heart Rate Monitor Front End.spa
dc.relation.referencesK. A. Charles, N. O. Matthew, Fundamentals of Electric Circuits, LTC,2017.spa
dc.relation.referencesAd8232 filter design, https://www.analog.com/en/products/ad8232.html#product-tools.spa
dc.relation.referencesEspressif, ESP32 Series Datasheet.spa
dc.relation.referencesTexas Instruments, ADS1115 Datasheet.spa
dc.relation.referencesDigi, XBee®/XBee-PRO S2C Zigbee Datsheet.spa
dc.relation.referencesO. 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. Sachs (Eds.), CellularInternet of Things, Academic Press, 2018, pp. 327–360.doi:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812458-1.00009-5.URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128124581000095spa
dc.relation.referencesS. Mishra, N. K. Singh, V. Rousseau, Chapter 10 - sensor interfaces, in:S. Mishra, N. K. Singh, V. Rousseau (Eds.), System on Chip Interfacesfor Low Power Design, Morgan Kaufmann, 2016, pp. 331–344.doi:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-801630-5.00010-4.URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128016305000104spa
dc.relation.referencesSilicon labs, Single-chip USB to UART bridge, CP2102 datasheet.spa
dc.relation.referencesD. R. Jácome Quilumbango, Prototipo banda de muslo para la capturay acondicionamiento de las señales emg de las extremidades inferiores,B.S. thesis, Universidad Técnica del Norte (2016).spa
dc.relation.referencesJ. A. C. Osorio, H. B. C. Garzón, J. A. C. Osorio, Del análisis defourier a las wavelets-transformada continua wavelet (cwt)., Scientia etTechnica 5 (37) (2007).spa
dc.relation.referencesM. Laster, Introducción a la transformada wavelet, descomposiciónde señales, Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica,Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenas Aires (2006).spa
dc.relation.referencesL. A. Arcila Armero, L. Y. Cajas Hoyos, Análisis de señales eeg con reg-istros de epilepsia mediante reconocimiento de patrones y transformadawavelet, Master’s thesis, Universidad del Cauca (2016).spa
dc.relation.referencesH. González Acosta, Reducción de ruido digital en señales de elec-trocardiogramas utilizando la transformada de wavelet, Master’s thesis,Universidad de Oviedo (2015).spa
dc.relation.referencesS. Sudha, G. Suresh, R. Sukanesh, Wavelet based image denoising usingadaptive thresholding, in: International Conference on ComputationalIntelligence and Multimedia Applications (ICCIMA 2007), Vol. 3, IEEE,2007, pp. 296–300.spa
dc.relation.referencesW. Zhang, F. Yu, H.-m. Guo, Improved adaptive wavelet threshold forimage denoising, in: 2009 Chinese Control and Decision Conference,IEEE, 2009, pp. 5958–5963.spa
dc.relation.referencesA. Cedeño Pozo, R. Trujillo Codorniú, Estudio comparativo de técnicasde reducción de ruido en señales industriales mediante transformadawavelet discreta y selección adaptativa del umbral, Revista Iberoameri-cana de Automática e Informática industrial 10 (2) (2013) 143–148.spa
dc.relation.referencesP. Augustyniak, Adaptive sampling of the electrocardiogram based ongeneralized perceptual features, Sensors 20 (2) (2020) 373.spa
dc.relation.referencesI. Elyasi, S. Zarmehi, Elimination noise by adaptive wavelet threshold,World Academy of Science, Engineering and Technology 56 (2009)462–466.spa
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.subject.keywordEOG signalsspa
dc.subject.keywordAnalog filterspa
dc.subject.keywordDigital filterspa
dc.subject.keywordCharacterization dataspa
dc.subject.keywordWavelet transformspa
dc.subject.lembGeneradores de señalesspa
dc.subject.lembPrueba de aparatos e instrumentos electrónicosspa
dc.subject.lembComunicaciones digitalesspa
dc.subject.lembProcesamiento de señales-técnicas digitalesspa
dc.subject.lembInnovaciónspa
dc.subject.proposalSeñales EOGspa
dc.subject.proposalFiltro analógicospa
dc.subject.proposalFiltro digitalspa
dc.subject.proposalCaracterizaciónspa
dc.subject.proposalTransformada waveletspa
dc.titleDevelopment of a Portable EOG Device for Signal Acquisition and Movement Characterizationspa
dc.typebachelor thesis
dc.type.categoryFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.driveinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTesis de pregradospa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 3 de 3
Miniatura
Nombre:
2021parraluis
Tamaño:
4.1 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar
Thumbnail USTA
Nombre:
2021cartaaprobaciónfacultad
Tamaño:
124.5 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar
Thumbnail USTA
Nombre:
2021cartaderechosautor
Tamaño:
186.01 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
Thumbnail USTA
Nombre:
license.txt
Tamaño:
807 B
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:
Descargar

Colecciones

Pregrado Ingeniería Mecatrónica