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ES2253943B1 - DEVICE CONTROL DEVICE BY BIOELECTRIC SIGNS PRODUCED BY MOVEMENT OF A MUSCLE. - Google Patents

DEVICE CONTROL DEVICE BY BIOELECTRIC SIGNS PRODUCED BY MOVEMENT OF A MUSCLE.
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ES2253943B1ES200301103AES200301103AES2253943B1ES 2253943 B1ES2253943 B1ES 2253943B1ES 200301103 AES200301103 AES 200301103AES 200301103 AES200301103 AES 200301103AES 2253943 B1ES2253943 B1ES 2253943B1
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Abstract

Translated fromSpanish

Aparato de control de dispositivos mediante señales bioeléctricas producidas por movimiento de un músculo. Comprende electrodos de captación de señales bioeléctricas producidas por el movimiento de subida, bajada a izquierdas o a derechas de los ojos, y por movimiento del brazo del usuario para controlar un dispositivo electro-electrónico. Se basa en el empleo de un amplificador (1) conectado a los electrodos para amplificar la señal bioeléctrica captada. Comprende un circuito de control de nivel de continua de voltaje que establece un nivel de continua de voltaje selectivo ligeramente mayor a un umbral, para que al captarse la señal bioeléctrica produzca un descenso del nivel de continua de tensión por debajo del umbral que se aplica a un circuito monoestable (3) que se activa con un nivel de continua inferior al umbral establecido y su salida se aplica a un circuito interruptor (4) para generar un pulso digital de gobierno de una entrada del dispositivo electro-electrónico. Esta configuración básica se emplea para cada señal bioeléctricaDevice for controlling devices using bioelectric signals produced by movement of a muscle. It comprises electrodes for capturing bioelectric signals produced by the upward, downward movement to the left or right of the eyes, and by movement of the user's arm to control an electro-electronic device. It is based on the use of an amplifier (1) connected to the electrodes to amplify the captured bioelectric signal. It comprises a voltage continuum level control circuit that establishes a level of selective voltage continuum slightly greater than a threshold, so that when the bioelectric signal is captured produces a decrease in the level of voltage continuum below the threshold that is applied to a monostable circuit (3) that is activated with a continuous level below the set threshold and its output is applied to a circuit breaker (4) to generate a digital pulse of steering of an input of the electro-electronic device. This basic configuration is used for each bioelectric signal

Description

Translated fromSpanish

Aparato de control de dispositivos medianteseñales bioeléctricas producidas por movimiento de un músculo.Device control device byBioelectric signals produced by movement of a muscle.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención, tal y como se expresa enel enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en un aparatoque tiene por objeto realizar el control de dispositivoselectro-electrónicos mediante señales bioeléctricasque se producen por el movimiento de un músculo, de manera quemediante el movimiento de un músculo se pueda gobernar elfuncionamiento de un dispositivo electro-electrónico.The present invention, as expressed inThe statement of this specification consists of an apparatuswhich aims to perform device controlelectro-electronic via bioelectric signalsthat are produced by the movement of a muscle, so thatthrough the movement of a muscle you can govern theoperation of a deviceelectro-electronic

La invención puede ser empleada por cualquierpersona, pero preferentemente ha sido diseñada para ser empleadapor personas discapacitadas, para que puedan gobernar por ejemploel funcionamiento del ratón de un ordenador, una silla de ruedas,etc, mediante el movimiento de los ojos y de un brazo.The invention can be employed by anyperson, but preferably has been designed to be usedby disabled people, so they can govern for examplethe operation of a computer mouse, a wheelchair,etc, through the movement of the eyes and one arm.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

En electromedicina es sobradamente conocido elempleo de electrodos que captan las señales bioeléctricas que producen los músculos al moverse, para mediante la medida de dichasseñales, detectar posibles disfunciones y realizardiagnósticos.In electromedicine, theuse of electrodes that capture the bioelectric signals thatproduce the muscles when moving, to measure themsignals, detect possible dysfunctions and performDiagnostics

Aunque estas señales son conocidas, no se conoceun aparato que permita realizar el gobierno de un dispositivo electro-electrónico a partir de dichas señales.Although these signals are known, it is not knownan apparatus that allows the government of a deviceelectro-electronic from said signals.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

Para conseguir los objetivos anteriormenteindicados, la invención ha desarrollado un nuevo aparato que sebasa en el empleo de electrodos de captación de las señales bioeléctricas producidas por el movimiento de un músculo.To achieve the objectives aboveindicated, the invention has developed a new apparatus thatbased on the use of signal pick-up electrodesbioelectric produced by the movement of a muscle.

El aparato de la invención se caracteriza porquese preve que el electrodo esté conectado a un amplificador que incluye un filtro paso-alto y un filtropaso-bajo para seleccionar y amplificar la señalbioeléctrica producida al moverse un músculo.The apparatus of the invention is characterized in thatthe electrode is expected to be connected to an amplifier thatincludes a high-pass filter and a filterlow-pass to select and amplify the signalbioelectric produced when moving a muscle.

Además la invención comprende un circuito decontrol de nivel de continua de voltaje, que establece un nivel de continua de voltaje selectivo ligeramente mayor a un umbral, paraque al producirse el movimiento del músculo la señal bioeléctricacaptada por el amplificador produzca un descenso de nivel decontinua de la tensión por debajo del umbral. La salida delcircuito de control de nivel de continua está aplicada a uncircuito monoestable, cuyo estado estable se activa con un nivel decontinua inferior al umbral establecido, de manera que dichocircuito monoestable produce un pulso cada vez que el electrodo capta una señal bioeléctrica producida por el movimiento de unmúsculo.In addition the invention comprises a circuit ofContinuous voltage level control, which sets a level ofContinuous selective voltage slightly greater than a threshold, forthat when the muscle movement occurs the bioelectric signalcaptured by the amplifier produces a decrease in the level ofContinuous voltage below threshold. The exit ofContinuous level control circuit is applied to amonostable circuit, whose stable state is activated with a level ofcontinues below the established threshold, so thatmonostable circuit produces a pulse every time the electrodecaptures a bioelectric signal produced by the movement of amuscle.

La salida del circuito monoestable estáconectada a un circuito interruptor que genera un pulso digital alrecibir el pulso del circuito monoestable, de manera que dicho pulso digital es empleado para gobernar una entrada de un dispositivo electro-electrónico.The monostable circuit output isconnected to a circuit breaker that generates a digital pulse to thereceive the pulse of the monostable circuit, so that saiddigital pulse is used to govern an input of aelectro-electronic device

Según el músculo que genera la señalbioeléctrica, su nivel de tensión continua puede ser positivo onegativo, de manera que para el caso en el que el nivel seapositivo, la conexión del amplificador al circuito de control de nivel de continua de voltaje se realiza mediante un inversor, paraque a su salida se obtenga una señal negativa que produzca labajada del nivel de continua de voltaje por debajo del umbralestablecido en el circuito de control de nivel de continua, de lamisma forma que se produce con las señales bioeléctricas con nivelde tensión de continua negativos.According to the muscle that generates the signalbioelectric, its continuous voltage level can be positive ornegative, so that in the case where the level ispositive, the connection of the amplifier to the control circuit ofContinuous voltage level is performed by an inverter, tothat at its exit a negative signal is obtained that produces thevoltage level drop below thresholdestablished in the continuous level control circuit of thesame form that occurs with bioelectric signals with levelContinuous negative voltage.

En una realización preferente de la invención se detectan seis señales bioeléctricas para obtener seis pulsosdigitales diferentes, cinco de los cuales permitan gobernar cincoparámetros de funcionamiento de un dispositivoelectro-electrónico, como por ejemplo puede ser elratón de un ordenador personal, una silla de ruedas, etc.In a preferred embodiment of the invention, detect six bioelectric signals to obtain six pulsesdifferent digital, five of which allow to govern fiveoperating parameters of a deviceelectro-electronic, such as themouse of a personal computer, a wheelchair, etc.

La invención preve la obtención de las señales bioeléctricas por el movimiento producido por los ojos; así obtienelas señales bioeléctricas producidas por el movimiento lateralhorizontal de los ojos a izquierda y derecha, y las señalesbioeléctricas producidas por el movimiento ascendente y descendentede los ojos, de forma que se obtienen cuatro pulsos digitales y elquinto se obtiene mediante el movimiento del músculo del brazo, preferentemente el bíceps.The invention provides for obtaining the signalsbioelectric by the movement produced by the eyes; so you getthe bioelectric signals produced by lateral movementhorizontal of the eyes to left and right, and the signalsbioelectric produced by the upward and downward movementof the eyes, so that four digital pulses are obtained and thefifth is obtained by movement of the arm muscle,preferably the biceps.

Así, unos electrodos se disponen sobre la pieldel bíceps, que se conectan al amplificador descrito con anterioridad para obtener un pulso digital en el circuito interruptor cada vez que se mueve el bíceps.Thus, electrodes are arranged on the skinof the biceps, which are connected to the amplifier described withbeforehand to obtain a digital pulse in the circuitswitch every time the biceps moves.

Además, en la realización preferente de lainvención se preve la disposición de un amplificador conectado ados electrodos, uno situado en el lateral externo de un ojo y elotro en el lateral externo del otro ojo, para detectar movimiento aizquierdas y derechas de los ojos.In addition, in the preferred embodiment of theinvention the provision of an amplifier connected totwo electrodes, one located on the outer side of an eye and theanother on the outer side of the other eye, to detect movement atleft and right of the eyes.

En este caso cada una de las señalesproporcionadas por los electrodos se trata en un circuito decontrol de nivel de continua de voltaje diferente conectado al amplificador. Cada uno de los circuitos de control de nivel decontinua de voltaje está conectado a un circuito monoestable y uncircuito interruptor diferentes para generar un pulso digitalindependiente con el movimiento de los ojos a derechas y aizquierdas.In this case each of the signalsprovided by the electrodes is treated in a circuit ofContinuous level control of different voltage connected toamplifier. Each of the level control circuits ofcontinuous voltage is connected to a monostable circuit and aDifferent circuit breaker to generate a digital pulseindependent with the movement of the eyes to the right and toleft

En este caso el movimiento de los ojos aizquierdas produce un nivel de tensión positivo, por lo que la conexión del amplificador al correspondiente circuito de controldel nivel de continua de voltaje se realiza mediante un circuitoinversor de la forma que fue descrita con anterioridad.Circunstancia que no se da con el movimiento a derechas de los ojoscuyo nivel de tensión continua es negativo.In this case the movement of the eyes tolefts produces a positive tension level, so theamplifier connection to the corresponding control circuitThe level of continuous voltage is done by a circuitinverter in the manner described above.Circumstance that does not occur with the right movement of the eyeswhose level of continuous voltage is negative.

Además el aparato de la invención comprende un amplificador como los descritos anteriormente que está conectado atres electrodos, uno situado en la parte media superior del ojo,otro en la parte media inferior, y el tercero correspondiente a unode los descritos con anterioridad que se dispone en el lateralexterno de un ojo, para detectar movimiento hacia arriba, haciaabajo y parpadeo de los ojos, detectándose este último movimiento mediante el electrodo ubicado en el lateral externo del ojo, ya quecuando una persona parpadea, se genera una señal bioeléctrica comopara el caso en el que se realiza un desplazamiento lateral de losojos, pero con la particularidad de que en este caso la señal tieneun nivel superior que para el caso en el que se realice el desplazamiento lateral de los
ojos.
In addition, the apparatus of the invention comprises an amplifier such as those described above which is connected to three electrodes, one located in the upper middle part of the eye, another in the lower middle part, and the third corresponding to one of those described above which is It has on the outer side of an eye, to detect upward, downward movement and blinking of the eyes, the latter movement being detected by the electrode located on the outer side of the eye, since when a person blinks, a bioelectric signal is generated as for the case in which a lateral displacement of the eyes is performed, but with the particularity that in this case the signal has a higher level than for the case in which the lateral displacement of the
eyes

De esta manera, se obtienen señales digitales independientes cuando se mueven los ojos hacia arriba, hacia abajoy cuando se parpadea, para lo que el amplificador está conectado atres circuitos de control de nivel de continua de voltaje,conectados a su vez a correspondientes circuitos monoestables, cuyasalida se aplica a un circuito interruptor, para generar trespulsos digitales independientes.In this way, digital signals are obtainedindependent when they move their eyes up, downand when it blinks, for which the amplifier is connected toThree voltage continuous level control circuits,connected in turn to corresponding monostable circuits, whoseoutput is applied to a circuit breaker, to generate threeindependent digital pulses.

La invención requiere la detección del parpadeode los ojos, ya que este movimiento se produce de forma involuntaria, por lo que se precisa que el aparato de la invención,cada vez que se realiza este movimiento, inhiba el funcionamientodel resto del aparato. Para ello la salida del circuito interruptorque genera el pulso digital al detectarse el parpadeo de los ojos,se aplica sobre la entrada de inhibición de todos los circuitosmonoestables descritos con anterioridad, de modo que se inhibe el funcionamiento de éstos y se impide la obtención de un pulsodigital, de manera que se asegura el correcto control de losdispositivos mediante el movimiento hacia arriba, hacia abajo, aizquierdas y a derechas de los ojos, así como con el movimiento delbíceps del brazo, obteniéndose cinco salidas digitales diferentespara controlar cinco entradas de un dispositivoelectro-electrónico.The invention requires flicker detectionof the eyes, since this movement occursinvoluntary, so it is required that the apparatus of the invention,each time this movement is performed, inhibit the operationof the rest of the device. For this, the circuit breaker outputwhich generates the digital pulse when the blinking of the eyes is detected,Applies to the inhibition input of all circuitsmonostable described above, so that theoperation of these and prevents obtaining a pulsedigital, so that the correct control of thedevices by moving up, down, toleft and right of the eyes, as well as with the movement of thearm biceps, obtaining five different digital outputsto control five inputs of a deviceelectro-electronic

En este punto también cabe señalar que elmovimiento de los ojos hacia abajo produce una señal con nivel de tensión continua positivo, para lo que en este caso se precisa queel amplificador se conecte al circuito de control del nivel decontinua de voltaje mediante un inversor.At this point it should also be noted that thedownward eye movement produces a signal with level ofpositive continuous voltage, for which in this case it is required thatthe amplifier is connected to the level control circuitContinuous voltage through an inverter.

Los diferentes circuitos interruptores están conectados a un circuito de alimentación externo, preferentementeproporcionado por el dispositivo electro-electrónicoa gobernar, para conseguir el nivel de tensión adecuado del pulsodigital.The different circuit breakers areconnected to an external power circuit, preferablyprovided by electro-electronic deviceto govern, to achieve the appropriate level of pulse voltagedigital.

También cabe señalar que cada uno de los amplificadores descritos se conecta a una masa determinada por unpunto de la piel, mediante un circuito estabilizador, de forma quese consiga el correcto funcionamiento del aparato, ya que de estamanera el amplificador tiene una referencia de masa obtenida del cuerpo del usuario.It should also be noted that each of thedescribed amplifiers are connected to a mass determined by apoint of the skin, by means of a stabilizing circuit, so thatthe correct functioning of the device is achieved, since thisso the amplifier has a mass reference obtained fromUser body

En el caso en el que se necesitase tener unnúmero mayor de pulsos digitales para gobernar un mayor número de entradas de un dispositivo electro-electrónico, seemplea la estructura de amplificador, circuito de control del nivel de continua de voltaje, circuito monoestable y circuitointerruptor anteriormente descrito, para obtener distintos pulsosdigitales independientes de diferentes partes del cuerpo si así serequiriese.In the case where it was necessary to have agreater number of digital pulses to govern a greater number ofinputs of an electro-electronic device, itemploys the amplifier structure, control circuit of theContinuous voltage level, monostable circuit and circuitswitch described above, to obtain different pulsesdigital independent of different parts of the body if sorequired.

Anteriormente se comentó que el nivel de señal proporcionado por el parpadeo de los ojos es mayor que el delmovimiento lateral de los ojos, para lo que en este caso elcircuito de control del nivel de continua de voltaje se estableceligeramente por encima de 1,5 voltios, en tanto que en los casosanteriores se ubica ligeramente por encima de 1 voltio.Previously it was commented that the signal levelprovided by the blinking of the eyes is greater than that of thelateral movement of the eyes, for which in this case theDC voltage level control circuit is setslightly above 1.5 volts, while in casesAbove is located slightly above 1 volt.

A continuación para facilitar una mejorcomprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrantede la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objetode la invención.Next to facilitate a betterunderstanding of this descriptive report and being an integral partof the same, they accompany a series of figures in which withillustrative and non-limiting nature the object has been representedof the invention.

Breve enunciado de las figurasBrief statement of the figures

Figura 1.- Muestra un diagrama de bloques de laparte del aparato empleada para detectar el movimiento del bíceps de un brazo del usuario, mediante el que se produce un pulsodigital para controlar una entrada de un dispositivo electro-electrónico.Figure 1.- Shows a block diagram of thepart of the device used to detect bicep movementof a user's arm, by means of which a pulse is produceddigital to control an input of a deviceelectro-electronic

Figura 2.- Muestra un diagrama de bloques de laparte del aparato que detecta el movimiento lateral horizontal a izquierdas o derechas de los ojos, para proporcionar dos salidasindependientes de pulsos digitales complementarias a la obtenidacon el movimiento del brazo de la figura anterior.Figure 2.- Shows a block diagram of thepart of the device that detects horizontal lateral movement aleft or right of the eyes, to provide two outputsindependent of digital pulses complementary to the one obtainedwith the movement of the arm of the previous figure.

Figura 3.- Muestra un diagrama de bloques paraobtener dos salidas de pulsos digitales independientes correspondientes al movimiento de bajada y subida de los ojos, quese complementan con los pulsos digitales obtenidos en las figurasanteriores. Además en esta figura se obtiene un pulso digitalcorrespondiente al parpadeo de los ojos que inhibe elfuncionamiento del aparato.Figure 3.- Shows a block diagram forget two independent digital pulse outputscorresponding to the movement of lowering and raising of the eyes, whichthey are complemented with the digital pulses obtained in the figuresprevious. Also in this figure a digital pulse is obtainedcorresponding to the blinking of the eyes that inhibits theappliance operation.

Figura 4.- Muestra un esquema de la ubicación delos electrodos en el brazo del usuario.Figure 4.- Shows a diagram of the location ofthe electrodes on the user's arm.

Figura 5.- Muestra un esquema de la ubicación delos electrodos en la cara del usuario para detectar movimiento vertical de subida y bajada de los ojos.Figure 5.- Shows a diagram of the location ofthe electrodes on the user's face to detect movementvertical rise and fall of the eyes.

Descripción de la forma de realización preferidaDescription of the preferred embodiment

A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.Below is a description of theinvention based on the figures discussed above.

Tal y como ya fue señalado en apartadosanteriores la invención se basa en la obtención de señalesbioeléctricas captadas mediante electrodos.As already indicated in sectionsThe invention is based on obtaining signalsBioelectric captured by electrodes.

Así, una de las señales bioeléctricas empleadaspor el aparato de la invención, es la señal conocida convencionalmente como EMG (Electromyogram) producida por elmovimiento del brazo en la que los electrodos se disponen sobre lapiel del bíceps del brazo del usuario en los puntos FGHrepresentados en la figura 4, donde el punto H es la toma de tierray los puntos F y G captan el potencial de la señal bioeléctricaproducida al moverse el bíceps del brazo del usuario.Thus, one of the bioelectric signals usedby the apparatus of the invention, it is the known signalconventionally as EMG (Electromyogram) produced by thearm movement in which the electrodes are arranged on theBiceps skin of the user's arm at the FGH pointsrepresented in figure 4, where point H is the groundand points F and G capture the potential of the bioelectric signalproduced by moving the biceps of the user's arm.

La señal EMG (Figura 1) se aplica a unamplificador 1 que está dotado de un filtropaso-alto y un filtro paso-bajo paraseleccionar y amplificar por cien la señal bioeléctrica EMG. Elfactor de amplificación es cien.The EMG signal (Figure 1) is applied to aamplifier 1 which is equipped with a filterhigh-pass and low-pass filter forselect and amplify the EMG bioelectric signal by one hundred. Heamplification factor is one hundred.

La conexión a masa H del amplificador 1 serealiza mediante un circuito estabilizador (no representado en las figuras) para proporcionar un nivel de masa estable al amplificador.The ground connection H of amplifier 1 isperformed by means of a stabilizing circuit (not represented in thefigures) to provide a stable mass level atamplifier.

La señal amplificada y filtrada se aplica a un circuito de control del nivel de continua del voltaje 2 que esajustado exactamente por encima de 1 voltio de forma que cuando elmúsculo del brazo es movido, el nivel de continua del voltajedisminuye por debajo de 1 voltio. La salida del circuito 2 esaplicada a un circuito monoestable 3, cuyo estado estable se activacon un nivel de continua inferior a 1 voltio, de manera que cuandose produce el movimiento del brazo al bajar el nivel de continuapor debajo de un voltio del circuito 2, se activa el circuitomonoestable 3 en cuya salida produce un pulso positivo.The amplified and filtered signal is applied to avoltage level 2 continuous control circuit which isadjusted exactly above 1 volt so that when thearm muscle is moved, the level of continuous voltagedecreases below 1 volt. The output of circuit 2 isapplied to a monostable circuit 3, whose stable state is activatedwith a continuous level of less than 1 volt, so that whenarm movement occurs when the level of continuous dropsbelow one volt of circuit 2, the circuit is activatedmonostable 3 at whose output produces a positive pulse.

El pulso positivo del circuito monoestable esaplicado a un circuito interruptor 4, básicamente constituido porun transistor, de manera que dicho pulso se aplica a la base deltransistor, cuyo colector se encuentra conectado a una fuente de 5voltios, proporcionada por el dispositivo electro-electrónico a controlar, como por ejemplopuede ser un ordenador personal, de manera que cuando dicho pulso llega al transistor, éste conduce presentando en su salida un pulsodigital adecuado para gobernar una entrada, por ejemplo, del ratóndel ordenador personal.The positive pulse of the monostable circuit isapplied to a circuit breaker 4, basically constituted bya transistor, so that said pulse is applied to the base of thetransistor, whose collector is connected to a source of 5volts, provided by the deviceelectro-electronic to control, such asit can be a personal computer, so when said pulsearrives at the transistor, it leads presenting a pulsedigital suitable to govern an input, for example, of the mouseof the personal computer.

Para gobernar el funcionamiento completo delratón, se precisan cuatro señales más, dos de las cuales seconsiguen detectando el movimiento horizontal a izquierda y derecha de los ojos, para lo que se disponen electrodos en los puntos A, Ey D mostrados en la figura 5, para obtener las señales conocidasconvencionalmente como EOG (Electro Omio Grama) donde el punto A esla toma de tierra y el punto D es la señal bioeléctrica producidaal desplazar los ojos hacia la derecha, en tanto que en el punto Ese recoge la señal bioeléctrica producida al desplazar los ojos ala izquierda.To govern the full functioning of themouse, four more signals are required, two of which arethey get by detecting horizontal movement left and right of the eyes, for which electrodes are arranged at points A, Eand D shown in Figure 5, to obtain the known signalsconventionally as EOG (Electro Omio Grama) where point A isgrounding and point D is the bioelectric signal producedwhen moving the eyes to the right, while at point Ethe bioelectric signal produced by moving the eyes tothe left.

Las señales obtenidas en los puntos D y E seaplican a un amplificador 1 igual al descrito para el caso anterior (figura 2), pero en este caso el factor de amplificación es mil,ya que estas señales son más débiles que la señal EMG. La salidadel amplificador se conecta a un circuito inversor 6, al que seaplica la señal procedente del electrodo situado sobre el punto Eque detecta el desplazamiento hacia la izquierda, ya que esta señal bioeléctrica tiene un nivel de continua positivo, por lo que esnecesario invertirla para que el nivel de continua del circuito 2descienda por debajo de 1 voltio al aplicarle la señal como en elcaso anterior, y se pueda activar el circuito monoestable 3 y enconsecuencia el circuito interruptor 4 de la forma descrita con anterioridad cuando se detecta un desplazamiento horizontal de losojos hacia la izquierda.The signals obtained at points D and E areapply to an amplifier 1 equal to that described for the previous case (figure 2), but in this case the amplification factor is thousand,since these signals are weaker than the EMG signal. The exitof the amplifier is connected to an inverter circuit 6, to whichapply the signal from the electrode above point Ewhich detects the shift to the left, since this signal bioelectric has a positive continuous level, so it isit is necessary to invert it so that the level of the circuit 2 continuesdescend below 1 volt when applying the signal as in theprevious case, and monostable circuit 3 can be activated and inconsequently the circuit breaker 4 in the manner described withbefore when a horizontal displacement of theEyes to the left.

Además la salida del amplificador 1 de la figura2 está conectado a un circuito de control del nivel de continua devoltaje 2 al que se aplica la señal procedente de un electrodosituado sobre el punto D de la figura 5, para detectar elmovimiento horizontal hacia la derecha de los ojos, en cuyo caso laseñal bioeléctrica producida es una señal con nivel de continuanegativo, por lo que no se precisa la incorporación del inversor,obteniéndose el pulso digital a la salida del circuito interruptor4 de forma idéntica a la descrita en los casos anteriores.In addition the output of the amplifier 1 of the figure2 is connected to a continuous level control circuit ofvoltage 2 to which the signal from an electrode is appliedlocated on point D of figure 5, to detect thehorizontal movement to the right of the eyes, in which case thebioelectric signal produced is a continuous level signalnegative, so the incorporation of the investor is not required,obtaining the digital pulse at the output of the circuit breaker4 in the same way as described in the previous cases.

La cuarta y quinta entrada que se precisan para controlar un ratón, se obtienen mediante el desplazamiento haciaarriba y hacia debajo de los ojos, para lo que se conectanelectrodos en los puntos B y C de la figura 5, y además se utilizael punto E como toma de masa. Este caso se muestra en la figura 3,y su funcionamiento es igual al descrito para la figura 2, pero conla particularidad de que ahora el inversor 6 se emplea para laseñal bioeléctrica que se produce al bajar los ojos y que se detecta mediante el electrodo situado en el punto C, no necesitándose este inversor para el caso de la detección de laseñal bioeléctrica producida por el movimiento vertical de subidade los ojos que se detecta por el electrodo situado en el punto Bde la figura 5.The fourth and fifth entries required forcontrol a mouse, are obtained by scrolling towardsup and down the eyes, for which they connectelectrodes at points B and C of Figure 5, and also usedpoint E as mass take. This case is shown in Figure 3,and its operation is the same as described for figure 2, but withthe peculiarity that now the inverter 6 is used for thebioelectric signal that occurs when the eyes are lowered and thatdetected by the electrode located at point C, noneeding this inverter in the case of the detection of thebioelectric signal produced by the vertical upward movementof the eyes detected by the electrode located at point Bof figure 5.

Además el ejemplo de la figura 3 presenta la particularidad de que el circuito está diseñado para detectar elparpadeo de los ojos, ya que éste es un movimiento involuntario queproduce una señal igual a la del desplazamiento vertical de bajadade los ojos, pero con un nivel de continua del voltaje superior.Por consiguiente, para detectar el parpadeo de los ojos, se utiliza un electrodo situado sobre el punto C de la figura 5, quese conecta al amplificador 1, el cual tiene una tercera salida queestá conectada a un circuito de control del nivel de continua devoltaje 2a en el que se establece un nivel de continua ligeramentesuperior a 1,5 voltios, para que al producirse el parpadeo de losojos, se produzca un descenso del nivel de continua de la tensiónpor debajo de 1,5 voltios en el circuito 2a, activándose elcircuito monoestable 3 a cuya salida se aplica un circuito interruptor 4a que está conectado a las entradas de inhibición detodos los circuitos monoestables 3 representados en las figuras 1,2 y 3, para inhibir el funcionamiento del aparato cuando se produceel parpadeo de los ojos, ya que como fue indicado este movimientoes realizado involuntariamente por el usuario y produciría un pulso digital en la salida no deseado. Por consiguiente para evitareste inconveniente el pulso digital proporcionado por el circuitointerruptor 4a inhibe el funcionamiento del aparato de lainvención.In addition, the example in Figure 3 presents theparticularity that the circuit is designed to detect theeye blink, since this is an involuntary movement thatproduces a signal equal to that of the vertical downward movementof the eyes, but with a continuous level of the higher voltage.Therefore, to detect the blinking of the eyes,uses an electrode located on point C of figure 5, whichit is connected to amplifier 1, which has a third output thatis connected to a continuous level control circuit ofvoltage 2a at which a continuous level is set slightlyhigher than 1.5 volts, so that when the flashes of theeyes, there is a decrease in the level of continuous tensionbelow 1.5 volts in circuit 2a, activating themonostable circuit 3 to whose output a circuit is appliedswitch 4a that is connected to the inhibition inputs ofall monostable circuits 3 represented in figures 1,2 and 3, to inhibit the operation of the device when it occursthe blinking of the eyes, since as this movement was indicatedit is done involuntarily by the user and would produce aDigital pulse on unwanted output. Therefore to avoidthis inconvenience the digital pulse provided by the circuitswitch 4a inhibits the operation of the apparatus of theinvention.

La realización preferida de la invención integralos diferentes circuitos mostrados en las figuras 1, 2 y 3 para proporcionar cinco salidas digitales que permitan controlar cincoentradas de un aparato electro-electrónico para gobernar su funcionamiento.The preferred embodiment of the invention integratesthe different circuits shown in figures 1, 2 and 3 forprovide five digital outputs that allow five to be controlledinputs of an electro-electronic device forgovern its operation.

Como ejemplo puede citarse que el amplificador 1 utilizado en el ejemplo de realización de la invención se materializa mediante el circuito integrado AD620 que permite laadquisición de señales en presencia de señales de interferencia nodeseadas. Como circuito estabilizador de la toma de masa se empleael amplificador operacional AD705 de baja potencia. El circuitoinversor 6 empleado se ha materializado mediante el circuitointegrado IC LM158, como circuito de control del nivel de continuael circuito integrado OP90, el circuito monoestable se hamaterializado mediante el circuito integrado IC555, y por último el circuito interruptor está materializado mediante el transistorBC547.As an example, it can be mentioned that amplifier 1 used in the embodiment of the inventionmaterializes by means of the integrated circuit AD620 that allows thesignal acquisition in the presence of interference signals nodesired. The stabilizer circuit of the ground connection is usedAD705 low power operational amplifier. The circuitinverter 6 employee has materialized through the circuitintegrated IC LM158, as a continuous level control circuitOP90 integrated circuit, the monostable circuit has beenmaterialized by the integrated circuit IC555, and finally the circuit breaker is materialized by the transistorBC547

Claims (9)

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1. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioeléctricas producidas por movimiento de un músculo, quesiendo de preferente aplicación en personas discapacitadas,comprende electrodos de captación de señales bioeléctricasproducidas por el movimiento de un músculo; secaracterizaporque el electrodo está conectado a un amplificador (1) queincluye un filtro paso-alto y un filtropaso-bajo para seleccionar y amplificar la señal bioeléctrica producida al moverse el músculo; contando además conun circuito de control del nivel de continua de voltaje (2, 2a) queestablece un nivel de continua de voltaje selectivo ligeramentemayor a un umbral, para que al producirse el movimiento del músculola señal bioeléctrica captada por el amplificador produzca un descenso del nivel de continua de la tensión por debajo del umbral,que se aplica a un circuito monoestable (3), cuyo estado estable seactiva con un nivel de continua inferior al umbral establecido;habiéndose previsto que la salida del circuito monoestable (3) estéconectada a un circuito interruptor (4, 4a) que genera un pulsodigital al recibir el pulso del circuito monoestable (3), medianteel cual se gobierna una entrada de un dispositivoelectro-electrónico.1. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, which being preferably applied to disabled persons, comprises electrodes for capturing bioelectric signals produced by the movement of a muscle; it ischaracterized in that the electrode is connected to an amplifier (1) that includes a high-pass filter and a low-pass filter to select and amplify the bioelectric signal produced when the muscle moves; counting in addition on a circuit of control of the level of continuous of voltage (2, 2a) that establishes a level of continuous of selective voltage slightly greater than a threshold, so that when the movement of the muscle occurs the bioelectric signal captured by the amplifier produces a lowering of the voltage continuum level below the threshold, which is applied to a monostable circuit (3), whose stable state is activated with a continuum level below the established threshold; it being provided that the output of the monostable circuit (3) is connected to a circuit breaker (4, 4a) that generates a digital pulse upon receiving the pulse of the monostable circuit (3), by which an input of an electro- device is governed electronic.2. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicación 1,caracterizado porque el amplificador(1) está conectado al circuito de control de nivel de continua devoltaje (2) mediante un inversor (6) para activar el circuitomonoestable (3) con señales bioeléctricas positivas.2. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to claim 1,characterized in that the amplifier (1) is connected to the voltage continuous level control circuit (2) by means of an inverter (6) for activate the monostable circuit (3) with positive bioelectric signals.3. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones 1 y 2,caracterizado porque comprendeun amplificador (1) conectado a dos electrodos, uno situado en ellateral externo de un ojo (D) y el otro en el lateral externo delotro ojo (E), para detectar movimiento a izquierda y a derecha delos ojos; siendo cada una de dichas señales tratada por un circuitode control de nivel de continua de voltaje (2), circuitomonoestable (3) y circuito interruptor (4) diferentes, para generarun pulso digital independiente con el movimiento de los ojos a derechas y a izquierdas; estando el circuito de control del nivelde continua de voltaje (2) que recibe la señal procedente delelectrodo de detección de movimiento de los ojos a izquierdas,conectado al amplificador (1) mediante un circuito inversor(6).3. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to claims 1 and 2,characterized in that it comprises an amplifier (1) connected to two electrodes, one located on the outer side of an eye (D) and the another on the outer side of the other eye (E), to detect movement to the left and right of the eyes; each of said signals being treated by a voltage continuous level control circuit (2), monostable circuit (3) and switch circuit (4) different, to generate an independent digital pulse with the movement of the eyes to the right and to left the voltage continuous level control circuit (2) being received by the signal from the left eye movement detection electrode, connected to the amplifier (1) by means of an inverter circuit (6).4. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones 1 y 2,caracterizado porque comprendeun amplificador (1) conectado a tres electrodos, uno situado en laparte media superior del ojo (b), otro en la parte media inferior(c) y un tercero en el lateral externo de un ojo (e), para detectarmovimiento hacia arriba, hacia abajo y parpadeo de los ojos; siendocada una de dichas señales tratada por un circuito de control de nivel de continua de voltaje (2, 2a), circuito monoestable (3) ycircuito interruptor (4, 4a) diferentes para generar un pulsodigital independiente con el movimiento de los ojos hacia arriba,hacia abajo y parpadeo; estando el circuito de control de nivel decontinua de voltaje (2) que recibe la señal procedente delelectrodo de detección de movimiento de los ojos hacia abajo,conectado al amplificador (1) mediante un circuito inversor(6).4. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to claims 1 and 2,characterized in that it comprises an amplifier (1) connected to three electrodes, one located in the upper middle part of the eye (b), another in the lower middle part (c) and a third on the outer side of an eye (e), to detect upward, downward movement and blinking of the eyes; each of said signals being treated by a voltage continuous level control circuit (2, 2a), monostable circuit (3) and switch circuit (4, 4a) different to generate an independent digital pulse with eye movement up, down and blink; the voltage continuous level control circuit (2) being received that receives the signal from the eye movement detection electrode down, connected to the amplifier (1) by means of an inverter circuit (6).5. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones 3 y 4,caracterizado porque elcircuito interruptor (4a) asociado al electrodo de captación deparpadeo de los ojos está conectado a la entrada de inhibición detodos los circuitos monoestables (3), para impedir sufuncionamiento cuando se detecta parpadeo.5. Control device devices using bioelectric signals produced by muscle movement, according to claims 3 and 4,wherein the switch circuit (4a) associated with the electrode uptake eye blinking is connected to the inhibit input of all monostable circuits (3), to prevent its operation when flickering is detected.6. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones anteriores,caracterizado porque elcircuito interruptor (4, 4a) está conectado a un circuito dealimentación externo, preferentemente proporcionado por eldispositivo electro-electrónico a gobernar, paraconseguir el nivel de tensión adecuado del pulso digital.6. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to previous claims,characterized in that the switch circuit (4, 4a) is connected to an external power circuit, preferably provided by the electro-electronic device to govern , to achieve the appropriate voltage level of the digital pulse.7. aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicación 1,caracterizado porque los electrodosse ubican en el brazo del usuario (F, G, H).7. device control apparatus via bioelectric signals produced by muscle movement according to claim 1,wherein the electrodes are located in the user 's arm (F, G, H).8. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones anteriores,caracterizado porque cadaamplificador (1) se conecta a una masa, determinada por un punto dela piel, mediante un circuito estabilizador.8. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to previous claims,characterized in that each amplifier (1) is connected to a mass, determined by a point of the skin, by means of a stabilizing circuit.9. Aparato de control de dispositivos mediante señales bioelectricas producidas por movimiento de un músculo,según reivindicaciones 1 ó 4,caracterizado porque el umbralestablecido como nivel de continua de voltaje del circuito decontrol de nivel de continua de voltaje (2), está seleccionadoentre 1 voltio ó 1,5 voltios.9. Device for controlling devices by means of bioelectric signals produced by movement of a muscle, according to claims 1 or 4,characterized in that the threshold established as the voltage DC level of the voltage DC level control circuit (2) is selected between 1 volt or 1.5 volts.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
EP0468340A2 (en)*1990-07-241992-01-29BioControl Systems, Inc.Eye directed controller
WO1993015656A1 (en)*1992-02-051993-08-19Biocontrol Systems, Inc.Method and apparatus for eye tracking for convergence and strabismus measurement
WO1993020499A1 (en)*1992-03-311993-10-14The Research Foundation Of State University Of New YorkApparatus and method for eye tracking interface
EP1179765A2 (en)*2000-07-062002-02-13Universita Di Modena E Reggio Emilia, Dipartimento Di Scienze Dell Ingegneria, Dipartimento Di Scienze BiomedicheSystem for the interaction between the ocular movement of a subject and a personal computer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
JPH0934630A (en)*1995-07-131997-02-07Suzuki Motor CorpComputer input device
JPH0934631A (en)*1995-07-141997-02-07Suzuki Motor CorpComputer input device
JP2000259318A (en)*1999-03-082000-09-22Agency Of Ind Science & TechnolPortable myoelectric detection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
EP0468340A2 (en)*1990-07-241992-01-29BioControl Systems, Inc.Eye directed controller
WO1993015656A1 (en)*1992-02-051993-08-19Biocontrol Systems, Inc.Method and apparatus for eye tracking for convergence and strabismus measurement
WO1993020499A1 (en)*1992-03-311993-10-14The Research Foundation Of State University Of New YorkApparatus and method for eye tracking interface
EP1179765A2 (en)*2000-07-062002-02-13Universita Di Modena E Reggio Emilia, Dipartimento Di Scienze Dell Ingegneria, Dipartimento Di Scienze BiomedicheSystem for the interaction between the ocular movement of a subject and a personal computer

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BASE DE DATOS WPIL en QUESTEL,semana 199716, Londres: Derwent Publications Ltd., AN 1997-170222, Class T01 T04, JP 9034630 A (SUZUKI KK), resumen.*
BASE DE DATOS WPIL en QUESTEL,semana 199716, Londres: Derwent Publications Ltd., AN 1997-170223, Class T01 T04, JP 9034631 A (SUZUKI KK), resumen.*
BASE DE DATOS WPIL en QUESTEL,semana 200061, Londres: Derwent Publications Ltd., AN 2000-633348, Class P31 T01, JP 2000259318 A (AGENCY OF IND SCI & TECHNOLOGY), resumen.*
LÓPEZ et al.: "{}An electro-oculogram based human computer interface for the disabled" TECHNOLOGY AND HEALTH CARE, vol.9, nº 1-2, 2001, páginas 189-191, todo el documento.*

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