Les capteurs biologiques¶

Définition

Figure 1 : Électrocardiogramme

Un électrocardiogramme, aussi appelé ECG est une représentation de l'activité du cœur grâce à un potentiel électrique. C'est un examen médical prévu pour détecter toutes anomalies du fonctionnement du système cardio-vasculaire. Rapide et indolore, il est de ce fait parfaitement adapté à notre projet afin d'observer le fonctionnement cardiaque du patient.
Un électromyogramme, aussi appelé EMG est une représentation de l'activité du muscle, lui aussi grâce à un potentiel électrique. Cet examen médical est prévu pour observer l'activité de différents muscles, afin notamment de détecter des anomalies dans l'activité musculaire. Egalement rapide et indolore, il est lui aussi adapté à notre projet afin de mieux comprendre le fonctionnement des muscles antagonistes du bras.

Figure 2 : Capteur de force
Le capteur de force permet de convertir une force humaine donc un poids, en signal électrique afin d'être quantifiée et donc comparable et étudiable. Celui-ci se compose de jauges de déformation qui sont interconnectées en un pont. Le signal était trop faible, il est également amplifié.
Mise en place

Figure 3 : Electrodes
Ces deux examens sont réalisés à quelques différences près de la même façon. En effet, ils sont tous deux effectués à l'aide d'électrodes qui vont transmettre le potentiel électrique en millivolt à l'appareil de mesure, et dans notre cas, au microcontrôleur. En captant les différences de potentiels, ces électrodes permettent d'avoir des données précises sur les différentes impulsions électriques du corps humain. Dans notre cas, nous étions intéressés par le mouvement des muscles du bras (triceps et biceps) pendant la contraction de la main et pendant le mouvement du bras. Nous devions placer donc deux électrodes, une sur la partie intérieure du bras, et une sur la partie extérieure.
En ce qui concerne l'électrocardiogramme, une électrode suffit dans notre cas, placée soit au niveau de l'artère radiale (artère du poignet) soit au niveau de la carotide (artère du cou).
Quant au dernier capteur, il permet d'observer la force de préhension du patient. Ce dernier doit le tenir dans sa main, avec le bras posé sur un support tel une table afin de ne pas fausser les résultats. Lorsque l'observateur démarre les mesures, le sujet doit forcer sur le capteur aussi fort et longtemps que possible.
Une fois les différents capteurs mis en place, il faut les relier au microcontrôleur afin de recueillir les données et de pouvoir les traiter. Pour simuler ce procédé, nous avons utilisé un générateur de tension continue. Pour la liaison de ces dispositifs, il nous fallait avoir deux canaux pour l'EMG, un pour l'ECG et un pour le capteur de force. Ce qui nous a obligés à utiliser quatre broches du microcontrôleur. Mais les signaux transmis n'étaient pas assez puissants. Nous avons donc utilisé des cartes d'amplifications, qui s'ajoutaient entre les capteurs et le microcontrôleur, réalisées par notre tuteur.

<- Acquisition ->Capteur de mouvement