Sistema de entrenamiento virtual para prótesis mioeléctrica transradial a partir del tratamiento de señales bioelétricas

Autores/as

  • Esperanza Camargo Casallas PhD(c) en ingeniería. Directora del grupo de investigación DIGITI. Docente. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
  • Joan David Rodríguez Toro Tecnólogo en electrónica. Estudiante ingeniería de Telecomunicaciones. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
  • Iván Felipe Tavera Castrillón Tecnólogo en electrónica. Estudiante ingeniería de Telecomunicaciones. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

Palabras clave:

Amputado transradial, Biomecánica de la mano, Electromiografía, Prótesis transradial

Resumen

En esta investigación se desarrolló un sistema de entrenamiento virtual para prótesis mioeléctrica transradial, usando electrodos de superficie ubicados en el musculo braquiorradial se controlan los movimientos de aprehensión y prensión, y con el músculo supinador se controla el movimiento de giro. Usando filtros analógicos se realizó el acondicionamiento de las señales y a través de un microcontrolador se efectuó un análisis temporal de la señal EMG fundamental para determinar la clasificación de patrones que determinan la intención de movimiento a realizar y emular el movimiento que controlará la prótesis mioeléctrica transradial, estas señales son enviadas al computador por comunicación RS232 donde se visualiza en una interfaz de usuario desarrollada en Blender 2.4, allí se observa de manera didáctica el aumento o disminución de fuerza aplicado en cada movimiento de control muscular y el accionamiento del movimiento efectuado. La finalidad del proyecto es brindar un aprendizaje en los movimientos de giro, prensión y aprehensión a personas amputadas de miembro superior para que al utilizar la prótesis se le facilite su uso y su adaptación con la misma, además con el fin de evaluar los candidatos a adoptar una prótesis de este tipo antes de que está sea prescrita, evitando gastos innecesarios para el sistema de salud, así como la frustración del amputado.

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Citas

Bouwsema, H., Van der Sluis, C. K., Bongers, R., Learning to control opening and closing a myoelectric hand, Archives of physical medicine and rehabilitation, 91, 1–5, 2010.

Díaz, J. C., Dorador, J. M., El futuro en las prótesis de mano, LA SOMIM, 1, 1–11, 2010.

Brito, J,. Quinde, M. Cusco, D, Calle, J., Estudio del estado del arte de las prótesis de mano, Ingenius, 6, 57-64, 2013.

Loaiza, J., Arzola, N., Evolución y tendencias en el desarrollo de prótesis de mano, DYNA, 78, 1-5, 2011.

Perez, M. Análisis cinemático e implementación de una mano robótica servo-articulada aplicable como prótesis [Tesis Maestría], México, WA: Instituto Politécnico de Nacional de México, 2011.

Pinzón, J., Mayorga, R., Hurtado, G., Brazo robótico controlado por electromiografía., Revista Universidad Tecnológica de Pereira, 52, 165-173, 2012.

Quinayás, C., Muñoz, M., Vivas, O., Gaviria C.,Diseño y construcción de la prótesis robótica de mano UC, SCIELO, 14, 223–237, 2010.

Sarmiento, L. C., Paez, J. J., Sarmiento J. F., Prótesis mecatrónica para personas amputadas entre codo y muñeca, TEA, 25, 22–40, 2008.

Loaiza, J., Diseño y simulación de un prototipo de prótesis de mano bioinspirada con cinco grados de libertad [Tesis Maestria]., Bogotá, WA: Universidad Nacional de Colombia. 2012.

Sánchez, C., Loaiza, J., Cortés C. J., Diseño y construcción de prototipo de pinza y rotador para prótesis mioeléctrica de mano, ingeniería e investigación, 26, 5–11, 2006.

Ceres, R., Pons, J., Calderón, J., Moreno, J., la robótica en la discapacidad. desarrollo de la prótesis diestra de extremidad inferior manus-hand., Robotics, 5, 60–68, 2008.

Faraón, M. ,Romero, C., Bioseñales del cuerpo humano, SINNCO, 1, 7–9, 2010.

Escudero, Z., Leija, L., Alvarez, J., Muñoz, R., Prótesis para extremidad superior controlada mediante la interpretacion de la señal mioeléctrica en musculos remanentes, CINVESTAV, 14, 1–4, 2008.

Aguirre, A., Enríquez, J., Yapur, M., Mediciones Electrocardiográficas, ESPOL, 10, 1–7, 2011.

Cifuentes C., Martinez, Romero, E., Análisis teórico y computacional de la marcha normal y patológica : una revisión, SCIELO, 18, pp. 182–196, 2010.

Wojtczak, P., Amaral, T., Dias, O., Wolczowski, A., Kurzynski, M., Hand movement recognition based on biosignal analysis, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 22, 608–615, 2009.

Salas, B., Becerra, Y., Análisis de señales mioeléctricas orientadas a la robótica [Tesis Pregrado], Bogotá, WA: Univerisdad de la Salle, 2007.

Introducción y conceptos básicos de la instrumentación biomédica. Disponible en: http://www.bioingenieria.edu.ar/academica/catedras/bioingenieria2/archivos/apuntes/tema%201%20-%20introduccin%20a%20la%20instrumentacin.pdf. [Consultado el 23 de julio de 2015].

Bolaños, P., López, B., Diseño e implementación de un prototipo de electromiografía de extremidades inferiores y superiores del ser humano, Cirugía Española, 85, 394–394, 2009.

Cifuentes, I., Diseño y construcción de un sistema para la detección de señales electromiográficas [Tesis Pregrado], Yucatán, WA: Universidad autonoma de Yucatán, 2010.

Ruiz, A., Brunetti, F., Rocon, E., Adquisición y procesado de información EMG en el modelado de sistemas biológicos, Instituto de automática industrial, 1, 1–5, 2007.

Aguilar, J. A., Rivera J., Quiñones, M. E, Detección de Señales Mioeléctricas y su análisis con Redes Neuronales, Facultad de ingeniería Pontificia Universidad Javeriana, 1, 1–4, 2007.

López, M., Toranzos, V., Lombardero, O., Sistema de adquisición y visualización de señales mioeléctricas, UNNE, 1, 1–6, 2011.

Gila, L., Malanda, A., Navallas, J., Métodos de procesamiento y análisis de señales electromiográficas, SCIELO, 32, 27–43, 2009.

Muñoz, N., Arias, F., Ordónez, L., Adquisición y procesamiento de señales EMG para controlar movimiento de un brazo hidraulico, Dialnet, 7, 1–18, 2014.

Garzón, D. A., Ramírez, A., Análisis de sensibilidad por la colocación de los electrodos en la electromiografía de superficie, SCIELO, 46, 70–79, 2008.

Martínez, C., Vergara, S., Vargas, M, Reyes, F., Vargas, M. A., Palomino, A., Sistema de Adquisición de Datos para Evaluar la Mejora de Pacientes con Discapacidad Motriz, Asociación mexicana de mecatrónica, 10, 10–15, 2011.

Mirralles, R. L., Cunillera, M., Biomecanica clínica del aparato locomotor, Masson, Barcelona, 1998.

Ramos, J. J., Sistema de adquisición portátil con telemetría bluetooth para señales biomédicas [Tesis pregrado]., Barcelona, WA: Universidad Politecnica de Cataluña, 2009.

Yang, J., Pitarch, E., Abdel-Malek, K., Patrick, A., Lindkvist, L., A multi-fingered hand prosthesis, Mechanism and Machine Theory, 39, 555–581, 2004.

Yapur, M., Briones, J., Guardado, G., Prototipo de holter digital, ESPOL, 7, 1–5, 2009.

Torres, R., Ramirez, J., Valencia, E., Desarrollo de la línea de Bioinstrumentación, señales e imágenes médicas en el programa de Ingeniería Biomédica de la EIA-CES, Revista Ingenieria Biomedica, 2, 12-15, 2008.

López, N., Soria, C., Orosco, E., Sciascio, F., Valentinuzzi, M., Control mioeléctrico para movimientos en 2D de un manipulador robótico industrial, UNSJ, 1, 1–4, 2007.

Carvajal, L., Diseño de un Método para Capturar Señales Mioeléctricas de Miembros Superiores, Revista Universidad de Amazonas, 1, 1–10, 2011.

Cifuentes, I. A., Diseño y construcción de un sistema para la detección de señales electromiográficas, UADY, 1, 1–110, 2010.

Alva, C., Reaño, W, Castillo, J., “Diseño y Construcción de un electrocardiógrafo de bajo costo,” Universidad Ricardo Palma del Perú, 1, 1–4, 2011.

Lu, G., Brittain, J. S., Holland, P., Yianni, J., Green, A. L.,Stein, J. F., Aziz, T. Z., Wang S., Removing ECG noise from surface EMG signals using adaptive filtering., Neuroscience letters, 462, 1–6, 2009.

Meseguer, M. F., Martínez J. L,Silvestre, J.,Sáiz, J.,Ponce , J, Análisis de la actividad mioeléctrica intestinal basada en el computador, Cirugia Española, 280–285, 2012.

Muñoz, G., Caracterización de la señal de electromiograma, E.U.I.T.I, 1, 1–147, 2004.

Yagué, J. J, control automático de un brazo robot de 5 grados de libertad con arduino [Tesis de Pregrado]. Valladolid, WA: Universidad de Valladolid, 2013.

Romo, H., Realpe, J., Jojoa, P., Análisis de Señales EMG Superficiales y su Aplicación en Control de Prótesis de Mano, Facultad electrónica universidad del Cauca, 4, 1–10, 2007.

Electrodos de monitoreo Care®. Disponible en: http://www.quirurgicosltda.com/productos/consumibles.html [Consultado el 23 de Julio de 2015]

Jaramillo, H, Desarrollo de dispositivos, INGENIUM, 57, 1–13, 2010.

Villarejo, J., Caicedo, E., Campo, O., Detección de la intención de movimiento durante la marcha a partir de señales electromiográficas, Universidades del valle y autónoma de occidente, 1, 1–7, 2008.

Staudenmann, D., Roeleveld, K., Stegeman, D. F., Van Dieën, J. H., Methodological aspects of SEMG recordings for force estimation a tutorial and review., Journal of electromyography and kinesiology , 20, 375–387, 2010.

Gallego J. L., Análisis de series temporales, LADE y LE, 1, 111–128, 2008.

Belalcázar, C., Rengifo, Z., Clasificación de señales electromiográficas para una prótesis de mano [Tesis de Pregrado], Popayán, WA: Universidad del cauca, 2007.

Asghari, M., Hu, H., Myoelectric control system a survey, Biomedical Signal Processing and Control, 2, 275–294, 2007.

Loza, E., Brazo Robótico Controlado por una Computadora en un Ambiente de Realidad Virtual, CIDETEC, 1–75, 2008.

Ochoa, A., Maciel, M., Estrada, F., Diaz, C., Felix, R., Alvarez, J., Sistema de Adquisición y Procesamiento de Señales Electrocardiográficas, Sistemas Cibernetica e informatica, 7, 1–15, 2010.

Ballesteros, D., Sistema de transmisión inalámbrica de señales ECG y de temperatura para ambientes hospitalarios, Ingenieria biomédica, 4, 55–63, 2010.

McGinley, J., Baker, R., Wolfe, R., Morris, M., The reliability of three-dimensional kinematic gait measurements: a systematic review, Gait & posture, 29, 360–369, 2009.

Essaban, M., Sistema portátil de electromiografía de tres derivaciones con cominicación wireless, EPSC, 1, 1–81, 2006.

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Publicado

2015-12-20

Cómo citar

Camargo Casallas, E., Rodríguez Toro, J. D., & Tavera Castrillón, I. F. (2015). Sistema de entrenamiento virtual para prótesis mioeléctrica transradial a partir del tratamiento de señales bioelétricas. Revista Politécnica, 11(21), 97–106. Recuperado a partir de https://revistas.elpoli.edu.co/index.php/pol/article/view/623

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