Laboratorio de Prótesis

Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de ingeniería Mecánica y Eléctrica[pic 1][pic 2]

Laboratorio de Prótesis

Práctica 2.- Descripcion De Las Especificaciones Tecnicas del Componete

         Docente: Dra. Yadira Moreno Vera

Práctica 2.- Descripcion De Las Especificaciones Tecnicas Del Componete

Prótesis mioelectrica de radio - Descripción de las especificaciones técnicas de la prótesis

RESUMEN

En este trabajo se describe el desarrollo de un prototipo de prótesis mioeléctrica para la articulación de codo. Se dividió en tres partes, en la primera se describe el acondicionamiento de la señal mioeléctrica (SME) donde se propuso un circuito que está formado por una etapa de pre-amplificación, seguida de una etapa de filtrado, otra etapa de amplificación y por último la etapa de rectificación.

Este circuito cumple con las especificaciones para la detección de la SME según el estado del arte. En la segunda parte se describe el procesamiento de la SME basado en el método TKEO, este se implementó en MatLAB (MathWorks- Natick, Massachusetts, USA) con la finalidad de detectar la actividad muscular, y resultó robusto y eficiente. Palabras clave: articulación de codo, protésis mioeléctrica, prototipo, señal mioeléctrica (SME), Teager-Kaiser Energy Operator (TKEO).

ABSTRACT

In this paper the development of a prototype for a myoelectric prosthesis elbow joint is described. It is divided into three parts; the first is the conditioning of the myoelectric signal (SME) which proposed a circuit that is formed by a stage of pre-amplification, followed by a stage of filtering, another stage of amplification and finally a stage of rectification.

This circuit complies with the specifications for the detection of the SME according to the state of the art. The second part is the processing of the SME based on the method TKEO, this was implemented in MatLAB (MathWorks - Natick, Massachusetts, USA) in order to detect if the muscle is active or not, and proved to be robust and efficient.

Keywords: elbow joint, myoelectric prosthesis, prototype, myoelectric signal (SME), Teager-Kaiser Energy Operator (TKEO).

La gran mayoría de las piezas fueron obtenidas mediante impresión 3D, lo que permitió tener disponibles todas las piezas necesarias para construir el prototipo en menos de un día y por un coste inferior a los 10€. El material seleccionado para la construcción de la prótesis final fue el PETG ya que consta de la certificación ISO 10993-1 que garantiza biocompatibilidad con el cuerpo humano.

Dedos

El primer paso y el que más horas consume de la construcción de la prótesis son los dedos, ya que requieren coser las articulaciones a las piezas impresas, cosa que conlleva bastante Tiempo.

• Tubos. Es importante reducir al mínimo la tensión necesaria para cerrar los dedos, ya que puede ser un factor limitante en el tipo o especificaciones del motor necesario para la prótesis, especialmente cuando un único motor debe accionar los 5 dedos. Una forma de facilitar el funcionamiento de la prótesis es utilizar conductos para dirigir los cables por los dedos que reduzcan la fricción de estos sobre el cable.
• Articulaciones. Utilizando dos agujas y el hilo de nylon se cosieron las articulaciones a las piezas principales de los dedos. Dependiendo del tamaño y longitud de la articulación se utilizaron dos patrones para las costuras, garantizando que estas se mantengan unidas a pesar de los esfuerzos a los que se someterán los dedos.
• Tendones. Para el tendón que se usará para abrir y cerrar los dedos se pasa un trozo de hilo dyneema por los tubos anteriormente descritos, fijándolos con un nudo simple en la punta del dedo. Tendones. Para el tendón que se usará para abrir y cerrar los dedos se pasa un trozo de hilo dyneema por los tubos anteriormente descritos, fijándolos con un nudo simple en la punta del dedo.
• Sistemas puramente mecánicos: En muchas ocasiones implementar más sensores y métodos de comunicación complejos, aunque pueda parecer prometedor, puede complicar en exceso el control de la prótesis y que terminen funcionando incorrectamente o siendo demasiado costosas. Muchas prótesis implementan mecanismos que el usuario puede modificar de forma manual utilizando su otro brazo (un ejemplo claro de esto es la prótesis construida en este proyecto). Esos movimientos pueden luego ser medidos mediante sensores para modificar y mejorar el comportamiento de la prótesis dependiendo de configuración mecánica establecida.

Un EMG permite medir la actividad eléctrica de los músculos a partir de las variaciones de los potenciales de acción transmitidos a través de las fibras musculares. La amplitud obtenida varía con el nivel de contracción del músculo, pero no de forma lineal, por lo que requiere ser procesada e interpretada para ser usada en control mioeléctrico.

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