EL NUEVO DISEÑO DE UNA PRÓTESIS MIOLÉCTRICA DE MIEMBRO SUPERIOR

Jheison David Daza Gamez Cod: 13262007 Ing. Electronica

Título del Proyecto: DISEÑO DE UNA PRÓTESIS MIOLÉCTRICA DE MIEMBRO SUPERIOR

Planteamiento del problema

Colombia es considerada como la única nación de América Latina en donde por efectos del conflicto interno y por la siembra de minas antipersonales, muchas personas sufren de amputaciones de miembros inferiores y superiores. Según estadísticas del Observatorio de Minas en la República de Colombia desde 1990 al 1 de febrero del 2008 las víctimas por minas antipersona o municiones no detonadas ascienden a los 6724.

Ahora bien, no solamente hay discapacidad por la pérdida de miembro superior o inferior por minas antipersona sino también por accidentes laborales, de tránsito, domésticos y por diversas enfermedades.

El 75% de los individuos que carecen de extremidad superior y que necesitan una prótesis, carecen de seguro médico, por lo que el costo de una  prótesis para estas personas no está subsidiado, esto eleva el costo de la prótesis. Sin contar que las prótesis más avanzadas tienen una funcionalidad hasta del 30% por lo que más del 50% de las personas que usan prótesis las deja de usar por considerarlas ineficientes.

La calidad de vida de los amputados de miembro superior, mejora cuando tienen la oportunidad de adquirir una prótesis. En el mercado existen diferentes tipos de prótesis mecánicas, estéticas, eléctricas y Mioléctrica. La mayoría de estas prótesis son muy costosas y por lo tanto las personas de bajo recursos no pueden acceder a estas.

Justificación

Este proyecto surgió gracias a cambios experimentados en el mundo entero, y a necesidades que se generan por parte de personas que por alguna u otra razón han sufrido una mutilación, deformación, o no solo eso, si no para el campo científico e investigativo.

Como la pérdida de un miembro, ya sea una extremidad superior o inferior, hace que la persona quede con limitaciones físicas incapacitantes, la persona amputada se afecta negativamente, disminuyendo su autoestima y por ende se deterioran también sus relaciones socio-afectivas, y a su vez, la productividad laboral del individuo.

En este propósito no se puede dejar a un lado las posibilidades de lo que son las reconstrucciones debido a la pérdida de un miembro de la persona, ya que en estos momentos la sociedad se encuentra en situaciones difíciles donde las 17 poblaciones pierden sus miembros debido a accidentes, problemas genéticos o conflictos armados, y donde se ignoran las secuelas que dejan estos acontecimientos. Y por ende se quiere dar una mejor calidad de vida, a cualquiera que se encuentre afectado, y poco satisfechos con las soluciones que se les ha dado, debido a esto se busca tener un mayor acercamiento del funcionamiento del cuerpo humano gracias a las señales mioeléctricas omitidas por el hombre. Con este propósito no se quiere dar a entender que se solucionarían todos los problemas pero si se dejaría una pauta, el “Análisis de Señales Mioeléctricas orientadas a la Robótica” para que se puedan realizar más investigación en este campo y perfeccionar lo tenido partiendo desde algo ya fundamentado.

El objetivo principal de esta investigación, es diseñar y desarrollar una prótesis mioeléctrica de miembro superior, que sea funcional, cómoda, estética y sobre todo de bajo costo para que se puedan beneficiar de ella una mayor cantidad de personas, mejorando así su calidad de vida al minimizar el impacto de la discapacidad, ya que el individuo podrá realizar diferentes movimientos de la mano artificial a partir de un sistema de control mioeléctrico.

Objetivo General:

Desarrollar una prótesis mioeléctrica de miembro superior con el mínimo de componentes, para personas con amputación por debajo del codo.

Objetivos Específicos:

• Diseñar el sistema de instrumentación y control de la prótesis mioeléctrica con el mínimo de componentes para reducir el tamaño y peso de la misma.
• Desarrollar una prótesis mioeléctrica de miembro superior, que sea funcional, ergonómica, estética y de bajo costo.

Marco teórico

Los músculos del antebrazo

Los músculos del antebrazo actúan sobre las articulaciones del codo, muñeca y dedos. Los músculos crean unas masas carnosas en la parte proximal del antebrazo, que se extienden hacia abajo desde los epicóndilos medial y lateral del húmero. Los tendones de estos músculos pasan por la parte distal del antebrazo y se continúan por la muñeca, mano y dedos.

Los músculos flexores pronadores del antebrazo

Los músculos flexores del antebrazo se encuentran en el compartimiento anterior (flexor pronador) del antebrazo y están separados de los músculos extensores por el radio y por el cubito, así como por la membrana interósea que los comunica. Los tendones de la mayoría de los músculos flexores se localizan en la cara anterior de la muñeca y quedan sujetos por el ligamento palmar del carpo y el retináculo flexor, engrosamiento s de la fascia ante braquial. Los músculos flexores se disponen en cuatro capas y se dividen en dos grupos, superficial y profundo

Todos los músculos del compartimiento anterior del  antebrazo son inervados por los nervios mediano, cubital o por ambos (casi todos, por el nervio mediano; tan sólo un músculo y medio son inervados por el nervio cubital). Desde el punto de vista funcional, el músculo braquiorradial flexiona el antebrazo, pero se encuentra en el compartimiento posterior (posterolateral) o extensor y, por eso, recibe inervación del nervio radial; en consecuencia, este músculo constituye una importante excepción a la norma de que el nervio radial sólo inerva músculos extensores y que todos los flexores se encuentran en el compartimiento anterior (flexor).

Los músculos flexores largos de los dedos (FSO y FPO) también flexionan las articulaciones metacarpofalangias y de la muñeca. El FPO flexiona los dedos de manera lenta; su efecto es reforzado por el del FSO cuando se precisa velocidad y flexión contra cierta resistencia. Cuando se flexiona la muñeca al mismo tiempo que las articulaciones metacarpofalángicas e interfalángicas, los músculos flexores largos de los dedos operan sobre una distancia menor entre las inserciones, y el resultado de su contracción es, como cabe suponer, menor. Al extender la muñeca aumenta la distancia operativa y su contracción resulta más eficaz y permite una prensión fuerte. Los tendones de los flexores largos de los dedos cruzan la porción distal del antebrazo, muñeca y palma, para continuar hasta los cuatro primeros dedos: el FSD flexiona las falanges medias, y el FPD, las dístales.

Como su propio nombre indica, este pequeño músculo cuadrangular prono el antebrazo. No se puede palpar ni observar, salvo en las disecciones, porque es el músculo más profundo de la cara anterior del antebrazo. Reviste el cuarto distal del radio y del cubito y la membrana interósea que los comunica. El músculo pronador cuadrado es el único músculo que sólo se inserta en el cubito por un extremo y en el radio por el otro. El músculo pronador cuadrado prona el antebrazo por las articulaciones radiocubitales y también por la sindesmosis intermedia (radiocubital) ; es el responsable principal de la pronación. Este músculo inicia la pronación, a la que contribuye el músculo pronador redondo cuando se requiere más velocidad y potencia. El músculo pronador cuadrado también ayuda a la membrana interósea a mantener el radio y el cubito unidos, sobre todo cuando se transmiten golpes ascendentes de la muñeca (p. Ej., al caer sobre la mano).

[pic 1]

Los músculos extensores están en el compartimiento posterior (extensor supinador) del antebrazo y  todos  son  inervados  por  el  nervio  radial.  Estos  músculos  se  organizan  en  tres  grupos funcionales:

• Los músculos que extienden y separan o aproximan la mano por la muñeca (extensor radial largo del carpa, extensor radial corto del carpo y extensor cubital del carpa).

• Los músculos que extienden los cuatro primeros dedos (extensor de los dedos, extensor del índice y extensor del dedo meñique).

• Los músculos que extienden o separan el 1er dedo o pulgar (separador largo del pulgar, extensor corto del pulgar y extensor largo del pulgar).

[pic 2]

Los músculos extensores del  antebrazo derecho Y las arterias del dorso de  la mano.  Los tendones  extensores distales   se han extirpado   del  dorso  de la mano,   respetando las  arterias que  se encuentran   sobre  el piano  6seo.   Como puede  observarse,  la fascia de la  cara posterior  del antebrazo se engruesa para  dar el retináculo extensor,  que se fija  al  radio y al  cubito.

Prótesis

Dispositivos mecánicos diseñados para reproducir la forma y/o la  función  de  una  extremidad  del  cuerpo  (o  parte  de  él) ausente. Hay dos grandes tipos: endoprótesis y exoprótesis. Las  primeras  se  implantan  mediante  cirugía,  se  anclan  al hueso y sirven para sustituir una articulación una articulación dañada por artrosis, artritis, traumatismo u otras enfermedades. Las exoprótesis sirven para sustituir un miembro amputado.

Una  prótesis  es  un  elemento  desarrollado  con  el  fin  de reemplazar una parte o un miembro del cuerpo humano con el objeto de mejorar o suplir su función y al mismo tiempo completar su imagen corporal. Para lograr este objetivo la mecánica jugo un papel primordial en sus primeros diseños; por esta razón se les dio el nombre de prótesis mecánicas o convencionales (gancho y mano mecánica). Más adelante con el avance tecnológico y más específicamente en el área de la robótica y la electrónica, se lograron desarrollar prótesis mejoradas en sus sistemas de control y adaptación hasta lograr una prótesis controlada con impulsos musculares, a la cual se le dio el nombre de prótesis mioeléctrica (mío = músculo, eléctrica = electrónica).

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