2015, Número 1
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Rev Mex Ing Biomed 2015; 36 (1)
Prototipo de una Prótesis Mioeléctrica para la Emulación de una Articulación de Codo
Contreras D, Ramírez-García A, Gallegos F, Bazán I
Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 39
Paginas: 77-92
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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. La tercera parte se enfoca al diseño y construcción del prototipo,
para el sistema de transmisión se usó un par de engranes y para el sistema de actuación los actuadores eléctricos;
ambos se definieron según los criterios que se describen en este trabajo. Finalmente, se integraron las tres partes
para la emulación de los movimientos flexión y extension del prototipo, haciendo uso del microprocesador (Arduino
UNO) y del módulo de control de motores (Controlador de servo 1350 de Pololu).
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), “Censo de Población y Vivienda: Cuestionario ampliado de Estados Unidos Mexicanos/Población con discapacidad,” 2010, http://cuentame.inegi.org.mx/ poblacion/discapacidad.aspx?tema=P
Rehabilitación Integral de México (MMP), “Órtesis y Prótesis,” 2005, http://www.rehabilitacionintegralde mexico.com.mx/PandO.htm
Instituto nacional de rehabilitación (INR), “Laboratorio de Órtesis y Prótesis,” 2014, http://www.inr.gob.mx/
Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), “Prótesis a pacientes,” 2013, http://www2.issste.gob.mx:8080/
Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS), “Aparatos de Órtesis, Prótesis y Ayudas Funcionales,” 2014, http://www.imss.gob.mx/
Ortoprotec, “Prótesis,” 2013, http://www.ortoprotec.com/contacto.php
ProBionics: diseño y desarrollo de órganos artificiales, “Prótesis de brazo,” 2013, http://www.probionics.com.mx/
R. Zambudio, Prótesis, ortesis y ayudas técnicas, Elsevier Masson: España, pp.352, 2009.
H. Hermens, H. B. Frenks, “Surface ElectroMyoGraphy Application Areas and Parameters,” Proceedings of the third general SENIAM workshop, Aachen, Germany, May 1998, ISBN 90- 75452-10-1.
B. Gerdle, S. Karlsson, S. Day, M. Djupsjobacka, “Acquisition, Processing and Analysis of the Surface Electromyogram,” Windhorst U and Johansson H. (eds.) Modern Techniques in Neuroscience, Springer Verlag, Berlín, pp. 705-755, 1999.
A. Ramírez, R. Muñoz, L. Leija, A. Vera, “Sistema de Entrenamiento Muscular con Retroalimentación Visual,” Pan American Health Care Exchanges. Conference, Workshops, and Exhibits, Long Beach, California. 2006. ISBN 970-94677-0-0.
A. Searle, L. Kirkup, “A direct comparison of wet, dry and isolating bioelectric recordings electrodes,” Departament of Applied Physics, University of Technology NSW, Australia, 2007.
R. Merletti, P.A. Parker, Electromyography: Physiology, Engineering, and Noninvasive Applications, John Wiley & Sons, pp. 494, 2004.
R. N. Scott, “An Introduction to Myoelectric Prostheses,” In UNB Monographs on Myoelectric Prostheses, University of New Brunswick, Institute of Biomedical Engineering, Frederickton, pp.17, 1984.
R.F. Weir, “Design of Artificial Arms and Hands for Prosthetic Applications,” Northwestern University Prosthetics Research Laboratory, and Rehabilitation Engineering Research Center, Chicago, 2003.
A. Salman, J. Iqbal, U. Izhar, “Optimized Circuit for EMG Signal Processing,” Robotics and Artificial Intelligence (ICRAI) International Conference on, Pakistan, pp.208-213, 2012.
S. Micera, G. Vannozzi, A. Sabatini, P. Dario, “Improving detection of muscle activation intervals,” IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, vol. 20, no. 6, pp. 38-46, 2001.
A. Thexton, “A randomisation method for discriminating between signal and noise in recordings of rhythmic electromyographic activity,” J. Neurosc. Meth., vol. 66, no. 2, pp. 93-98, 1996.
G. Chang, W. Kang, J. Luh, C. Cheng, J. Lai, J. Chen, T. Kuo, “Real-Time Implementation of Electromyogram Pattern Recognition as a Control Command of Man-Machine Interface,” Medical Engineering & Physics, vol. 18, pp. 529-537, 1996.
J. Drapala, K. Brzostowski, A. Szpala, A. Rutkowska-Kucharska, “Two stage EMG onset detection method,” Archives of Control Sciences, vol. 22, no. 4, pp. 427-440, 2012.
X. Li, A. Aruin, “Muscle Activity Onset Time Detection Using Teager-Kaiser Energy Operator,” IEEE Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference, China, pp.7549-7552, 2005.
S. Mukhopadhyay, G.C. Ray, “A New Interpretation of Nonlinear Energy Operator and Its Efficacy in Spike Detection,” Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, vol. 45, no. 2, pp. 180-187, 1998.
J. Biurrun, C. Morch, O. Andersen, “Teager-Kaiser Energy Operator Improves the Detection and Quantification of Nociceptive Withdrawal Reflexes from Surface Electromyography,” 18th European Signal Processing Conference, Denmark, pp.910-913, 2010.
A. Merlo, D. Farina, R. Merletti, “A Fast and Reliable Technique for Muscle Activity Detection from Surface EMG Signals,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 50, no. 3, Italy, pp. 316-323, 2003.
R. Merletti, “Standards for Reporting EMG data,” Journal of Electromyography and Kinesiology, vol. 9, no. 1, 1999.
Texas Instruments, “Datasheet filtro activo universal UAF42,” 2010, http://pdf.datasheetcatalog.com/data sheet/texasinstruments/uaf42.pdf
Motion Control: Keeping Life in Motion, “Prosthesis: Utah Arm,” 2011, http://www.utaharm.com/
Hosmer, “NY Electric Elbow,” 2013, http://www.hosmer.com
Liberating Technologies, “Arm Systems for Adults,” 2013, http://www.libera tingtech.com/
Ottobock, “Upper Limb Prosthetics,” 2014, http://www.ottobock.com.mx
J.E. Shigley, J. Uicker, Teoría de Máquinas y Mecanismos, MC Graw Hill, pp .603, ISBN: 968-451-297, 2001.
R. Mott, Diseño de elementos de máquinas, Pearson Educación, pp. 872, ISBN: 9702608120, 9789702608127, 2006.
R. Ávila, L. Prado, ET. AL., “Dimensiones antropométricas de población latinoamericana,” Universidad de Guadalajara: Centro de Investigaciones en Ergonomía, México, pp. 24-276, 2001.
I. Miralles, Biomecánica clínica de las patologías del aparato locomotor, Elsevier, pp. 446, ISBN: 84-458-1680-2, 2007.
C. J. De Luca, “Surface electromyography: Detection and recording,” DelSys Incorporated, pp. 10, 2002.
S. Day, “Important factors in surface EMG measurement,” Bortech Biomedical Ltd., Calgary, pp. 17, 2002.
D. F. Stegeman, H. J. Hermens, “Surface EMG for non-invasive assessment of muscles (SENIAM),” Standards for surface electromyography: the European SENIAM project. pp. 108-112.
Centri, “Prosthetics-upper,” 2013, http://www.centri.se
C. Connolly, “Prosthetic Hands from Touch Bionics,” Industrial Robot: An International Journal, vol. 35, no. 4, pp. 290-293, 2008.