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NeuroPulse

Estimulador neural aberto para reabilitação motora — com um limitador de carga por fase como coração do projeto.

ano
2023
área
embarcado aberto
estado
terceira revisão de hardware
stack
C · STM32 · Firmware · Hardware design

NeuroPulse ver código

o problema

Estimulação elétrica funcional (FES) funciona: há décadas de literatura em reabilitação motora pós-AVC. O problema é o custo e a caixa-preta. Os equipamentos clínicos custam o equivalente a um salário mínimo mensal; os gadgets domésticos são painéis de LED sem controle de corrente real. Entre os dois, uma lacuna: um dispositivo que um terapeuta consiga ajustar com parâmetros explícitos e que um engenheiro consiga auditar.

a abordagem

O NeuroPulse é um estimulador de corrente controlada, bifásico, com protocolos parametrizáveis (frequência, largura de pulso, rampa) que ficam em arquivo — não em memória secreta. A terceira revisão de placa saiu de três protoboards e duas revisões de esquemático, cada uma com um erro clássico: a primeira tinha rota de retorno de corrente passando sob o ADC (leitura “respirava” com o estímulo); a segunda subestimou a indutância dos cabos de eletrodo.

O coração do projeto é o limitador de carga por fase: estimulação bifásica precisa zerar a carga líquida entre fases, senão o eletrodo sofre eletroforese e o tecido, queimadura química. O circuito mede a carga acumulada e corta a fase quando atinge o limite — independentemente do firmware. Esse limite é calculado a partir da área do eletrodo e do padrão de segurança da literatura, e a conta está no README, com as referências.

O firmware é pequeno de propósito: ~1.900 linhas de C num STM32, sem RTOS, com o loop de tempo real em timer. A parte que mais levou tempo não foi eletrônica — foi a interface: como um terapeuta ajusta parâmetros sem virar eletricista. A resposta foi reduzir o dispositivo a três controles físicos e um cartão SD com protocolos nomeados.

estado hoje

Terceira revisão de hardware em validação com um fisioterapeuta parceiro; firmware e esquemáticos estão no GitHub. O objetivo declarado do projeto é que outra pessoa consiga reproduzir a placa inteira por menos de R$ 300 em componentes — hoje está em R$ 340, e a lista de materiais diz exatamente onde o dinheiro vai.

a seguir: SPIKEPRINT