[en] The aim of this project is the firmware design for a portable medical device for EMG and LBIA measurements which will be used for the assessment of total knee arthroplasty patients to study the progression of different knee prostheses (Medial-Pivot and Ultra-Congruent). For its realization, the state of the art of the EMG and LBIA studies and applications are exposed, along with the currently used medical devices. In addition, the different digital filtering and processing techniques for these studies have been studied and implemented. Furthermore, a preliminary statistical study has been performed with LBIA data from 12 patients with total knee arthroplasty. The firmware design of this thesis includes: the acquiring data processes with the use of different ADCs (from the actual board and external, using the SPI interface) and a DAC, the corresponding signal processing and feature abstraction, the communication with an external device using an external BLE module with UART interface, the medical data encrypting process, the error handling functionality, and the battery level approximation. In this work, all the process workflows are exposed and explained using flowcharts, while every calculation and configuration is justified. In addition, all the corresponding code has been programmed using C language and exposed in the Annexes. Moreover, the applicable regulation has been reviewed, and both the environmental impact and economic cost of the product have been analyzed. Finally, improvements are proposed for future work.

[es] El objetivo de este proyecto es el diseño del firmware de un dispositivo médico portátil para mediciones de EMG y LBIA, que se utilizará para la evaluación de pacientes de artroplastia total de rodilla, para estudiar la progresión de diferentes prótesis de rodilla (Medial-Pivot y Ultra-Congruente). En la tesis, se expone el conocimiento actual de los estudios y aplicaciones de EMG y LBIA, junto con los dispositivos comerciales utilizados actualmente. Además, se han estudiado e implementado las diferentes técnicas de filtrado y procesamiento digital para señales de EMG y LBIAs. Adicionalmente, se ha realizado un estudio estadístico preliminar con datos LBIA de 12 pacientes de artroplastia total de rodilla. El diseño del firmware de esta tesis incluye: los procesos de adquisición de datos con el uso de diferentes ADCs (Conversor Analógico a Digital) (de la propia placa y externos, utilizando la interfaz SPI) y un DAC (Conversor Digital a Analógico), el correspondiente procesamiento de la señal y la extracción de sus características, la comunicación con un dispositivo externo utilizando un módulo BLE externo con interfaz UART, el proceso de encriptación de los datos médicos, la funcionalidad de manejo de errores y la aproximación del nivel de batería. En esta tesis, todos los flujos de trabajo de los procesos se exponen y explican mediante diagramas de flujo, mientras que se justifica cada cálculo y configuración. Además, todo el código correspondiente se ha programado en lenguaje C y se expone en los anexos. También se ha revisado la normativa aplicable y se ha analizado tanto el impacto ambiental como el coste económico del producto. Por último, se proponen mejoras para futuros trabajos.