REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA NACIONALNUCLEO ARAGUA - SEDE MARACAY

CONSTRUCCIN DE UN SISTEMA MIOELECTRICO PARA EL CONTROL DE UNA PRTESIS DE MANO FUNCIONAL

29 de Mayo del 2014CAPITULO IPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Hace pocos aos, en nuestro pas la discusin del tema de la discapacidad era prcticamente inexistente. Aunque pudisemos sealar esto como un atraso, no podemos concluir a la ligera que a nivel mundial ramos los ltimos en este aspecto. Informacin accezada el 20/04/14. Sabemos que las personas con impedimentos han existido desde siempre pero fue apenas despus de la segunda mitad del Siglo XX que la sociedad comenz a preocuparse por ellas de manera cada vez ms relevante. En Venezuela, la legislacin sobre discapacidad dio sus pinitos en 1993 con la Ley de Integracin de las Personas Incapacitadas (LIPI) pero los avances por la integracin comenzaron a concretarse a partir de los aos 2005/2006 con la firma de convenios internacionales y la discusin y aprobacin de una nueva Ley Para Personas Para Personas Con Discapacidad (LPCD) ms acorde con el reclamo de un colectivo que pareca inexistente.Pero A qu viene este anlisis?, a conocer la forma cmo la sociedad perciba la discapacidad en el pasado y cmo la percibe hoy, nos permite explicar las razones por las cuales la electrnica biomdica se ha desarrollado mucho ms en el diseo y en la construccin de equipos mdicos, las prtesis, dispositivos mdicos, dispositivos de diagnstico (imagenologa mdica) y de terapia.El avance en el diseo las de prtesis ha estado ligado directamente con el avance en el manejo de los materiales empleados por el hombre, as como el desarrollo tecnolgico y el entendimiento de la biomecnica del cuerpo humano.Una prtesis es un elemento desarrollado con el fin de mejorar o reemplazar una funcin, una parte o un miembro completo del cuerpo humano afectado, por lo tanto, una prtesis para el paciente y en particular para el amputado, tambin colabora con el desarrollo psicolgico del mismo, creando una percepcin de totalidad al recobrar movilidad y aspecto.Para lograr el control maniobrable de la prtesis mioelectrica, existen para ello sensores que son encargados de captar las seales musculares y transmitirlas a un sistema encargado de determinar el tipo de movimiento que se requiera realizar como mover el brazo o las manos hacia los lados, de arriba abajo o abrir y apretar las manos , entre estos sensores se encuentran los electrodos, sensores de cambio de volumen muscular, sensores de tacto, sensores comparadores de frecuencia, etc, entre los cuales cada casa productora de prtesis electrnicas utiliza el que mejor se adapte al sistema que ha desarrollado.La mano realiza principalmente dos funciones; la prensin y el tacto, las cuales permiten al hombre convertir ideas en formas, la mano otorga adems expresin a las palabras, tal es el caso del escultor o el sordomudo. El sentido del tacto desarrolla totalmente la capacidad de la mano, sin ste nos sera imposible medir la fuerza prensora. Es importante mencionar que el dedo pulgar representa el miembro ms importante de la mano, sin ste la capacidad de la mano se reduce hasta en un 40%.Los principales tipos de prensin de la mano son de suma importancia, ya que la prtesis deber ser diseada para cumplirlos. La mano posee cuatro formas bsicas de presin, que combinadas cumplen con todos los movimientos realizados por sta, los cuales son: prensin en pinza fina con la punta de los dedos, prensin en puo, gruesa o en superficie, prensin en gancho y prensin en llave.OBJETIVO GENERALDisear un sistema mioelectrico para el control de una prtesis de mano funcional OBJETIVOSESPECIFICOS Seleccionar mediante el estudio realizado el requerimiento de diseo y la tecnologa a implementar. Describir cada etapa del diagrama de bloques del sistema circuital completo de la prtasis mioelctrica. Simular el circuito obtenido para el estudio de las seales mioelctricas en el simulador PROTEUS. Disear el modelo de la implementacin, las pruebas y la verificacin de la prtesis de la mano

JUSTIFICACION La propuesta que se desea implementar surge de la necesidad de poder captar seales que estn muy por debajo del estndar normal, donde prcticamente no se perciben, estas seales provenientes del cerebro son las que hacen capaz el movimiento de los msculos. La idea se implement a base de las prtesis, el cual es un elemento desarrollado con el fin de reemplazar una parte o un miembro del cuerpo humano, con el objeto de mejorar o realizar la suplencia de su funcin y al mismo tiempo reestablecer de algn modo su imagen corporal, ya sea con mecanismos artificiales. Dichas prtesis miolectricas podran lograr una mejor calidad de vida para individuos los cuales presentes discapacidades en algunos miembros del cuerpo humano.La prtesis mioelectricas son conocidas con diferentes nombres como prtesis binicas, mecatronicas, electromecnicas, entre otras, ya que todas esas palabras conllevan a un objetivo, el cual es el desarrollo de una estructura artificial controlada, en otras palabras es la combinacin de la electrnica y mecnica.

CAPITULO II ANTECEDENTESBASES TEORICAS Las bases tericas comprenden de un conjunto de definiciones provenientes de los factores y parmetros principales en los que el proyecto planteado se sustenta.PrtesisDispositivos mecnicos diseados para reproducir la forma y/o la funcin de un miembro (o parte de l) ausente. MioelectricidadMio (musculo) y elctrica (electricidad) Prtesis mioelctricaes un dispositivo mecnico y elctrico que semeja la forma y el funcionamiento de un miembro del cuerpo ausente, su funcionamiento se centra n la captacin de los pulsos elctricos que se generan en los msculos del cuerpo para efectuar un movimiento. Actividad muscularA actividad muscular depende del sistema nervioso, ya que la contraccin del musculo se produce en las placas motoras. El impulso elctrico que llega hasta la terminacin nerviosa provoca la salida de neurotransmisor, la acetilcona, que acta sobre las fibras musculares modificando la permeabilidad de la membrana al sodio, que al ingresar en la clula provoca el estmulo de contraccin.

AcetilconaEs el neurotransmisor de las sinapsis colinrgicas, abundantes especialmente en las inervaciones nerviosas en los msculos voluntarios, las llamadas placas motorasSeales mioelctricasEl cuerpo humano emite diversas seales en diferentes rganos de nuestro sistema, entre estas seales se encuentran producidas por el cerebro, los ojos, el corazn y los msculos. A las seales producidas por los rganos se les denomina seales bioelectricas, pero cada una de estas seales cuenta con un nombre propio dependiendo del rgano por el cual son producidas, por ejemplo, las seales producidas por el corazn son llamadas electrocardiogrficas, las de los ojos electrooculograficas y as mismo las seales producidas por los msculos son llamadas electromiografas o seales mioelctrica.ProteusEs una compilacin de programas de diseo y simulacin electrnica, desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los mdulos VSM y ElectraProtoboardEs un tablero con orificios conectados elctricamente entre s, habitualmente siguiendo patrones de lneas, en el cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrnicos y sistemas similares.Electrodo Es un conductor elctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metlica de un circuito

Seales elctricasEs un tipo de seal generada por algn fenmeno electromagntico. Estas seales pueden ser de dos tipos: analgicas, si varan de forma continua en el tiempo, o digitales si varan de forma discreta

Conversor analgico digitalEs el proceso mediante el cual se transforman seales continuas o del mundo real a niveles de voltaje que representan un cdigo binario.Amplificador Es un circuito integrado compuesto por una gran cantidad de transistores. Este circuito es muy popular debido a su gran versatilidad, pueden ser usados en mltiples configuracines y son capaces de hacer operaciones aritmticas tales como la suma, resta, integracin y derivacin. En la siguiente figura se muestra un diagrama de un amplificador operacionalMicrocontrolador. 16F877AEs un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las rdenes grabadas en su memoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especfica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y perifricos de entrada/salida.

CAPTIULO IIIEl Marco Metodolgico comprende el conjunto de acciones destinadas a la descripcin minuciosa de cada uno de los aspectos relacionados con la metodologa para analizar el problema planteado, atreves de pasos especficos, como la observacin y recoleccin de informacin aplicada para desarrollar la investigacin, determinando el Cmo?, y el Por qu? Se realizara el estudio los cuales deben estar justificados por el investigador.Tipo de InvestigacinEl tipo de investigacin se refiere a la clase de estudio que se va a realizar. Orienta sobre la finalidad general del estudio y sobre la manera de recoger las informaciones o datos necesarios.Segn el autor (Fidias G. Arias (2012)), define: la investigacin descriptiva consiste en la caracterizacin de un hecho, fenmeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento. Los resultados de este tipo de investigacin se ubican en un nivel intermedio en cuanto a la profundidad de los conocimientos se refiere.(pag.24).En otras palabras, la descripcin que conlleva una investigacin, abarca una serie de factores que incurre a los datos dados por los resultados del objetivo planteado.En cuanto al tipo de investigacin que se desarroll, este trabajo est apoyado en la recopilacin de informacin de manera descriptiva de distintas fuentes relacionadas directamente con la propuesta planteada, y de esta manera dar un pequeo aporte al campo de la Mioelectrica.La idea que se plantea en esta oportunidad combina la parte documental, de campo y descriptiva, ya que este trabajo investigativo se centra bsicamente en la base para captacin de seales en las reas musculares del organismo llamadas protesis, las cuales deben ser capaces de captar dichas seales para realizar los movimientos deseados, como ya se haba mencionado anteriormente.Diseo de la InvestigacinSegn Miriam Balestrini (ob.cit.)quiennos seala que:Un diseo de Investigacin se define como el plan global de investigacin que se integra de modo coherente y adecuadamente correcto tcnicas de recogidas de datos a utilizar, anlisis previstos y objetivos (p. 131).Partiendo de esa hiptesis, se puede argumentar, que el diseo de investigacin viene conformado por la estructura que se est implementando en cuanto al proyecto que se est desarrollando.Segn los objetivos del trabajo que se plantearon, en el desarrollo de esta propuesta de investigacin, fue la estrategia que sirvi de gua de acuerdo a la naturaleza del estudio, la cual est enmarcada en un diseo No-experimental, transeccional. La investigacin se lleva a cabo en reas donde se fundamente la electrnica y los mecanismos que lo preceden, sin alterar el medio ambiente a la hora de extraer los datos o informacin de sumo valor para el estudio.En cuando a la estructura de la investigacin que se desea plantear. La Universidad Pedaggica Experimental U.P.E.L 2007, se expresa de la manera siguiente: el proyecto factible Consiste en la propuesta de un modelo funcional viable, o de una solucin posible a un problema de tipo prctico, con el objeto de satisfacer necesidades de un ente especfico (institucin, comunidad, grupo social, persona en particular, entre otros).CONSTITUCIN DE LA REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAEL ARTICULO 79 cita que los jvenes y las jvenes tienen el derecho y el deber de ser sujetos activos del proceso de desarrollo en consecuencia, estamos en la obligacin de participar en actividades que fomente el proceso de la nacin y que de valor agregado venezolano que fortalezca nuestra soberana nacional, de acuerdo con los objetivos del Plan Nacional de Desarrollo Econmico y Social de la Nacin.Por lo tanto, al llevarse a cabo este estudio estamos participando en la promocin e incentivacin en las actividades inherentes a la ciencia y la tecnologa, y de igual forma contribuimos al desarrollo econmico y social del estado, y de ah que se refleje en un avance en la soberana de la nacin ARTCULO 110.El Estado reconocer el inters pblico de la ciencia, la tecnologa, el conocimiento, la innovacin y sus aplicaciones y los servicios de informacin necesarios por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo econmico, social y poltico del pas, as como para la seguridad y soberana nacional. Para el fomento y desarrollo de esas actividades, el Estado destinar recursos suficientes y crear el sistema nacional de ciencia y tecnologa de acuerdo con la ley. El sector privado deber aportar recursos para los mismos. El Estado garantizar el cumplimiento de los principios ticos y legales que deben regir las actividades de investigacin cientfica, humanstica y tecnolgica. La ley determinar los modos y medios para dar cumplimiento a esta garanta.

Por consiguiente al llevarse a cabo la investigacin se reconoce su valor como contribucin al desarrollo de una herramienta que se refleja en el mbito econmico poltico y social del estado, y de igual manera se esta colaborando con un futuro beneficio material para la nacin. Por otra parte, se presentara a continuacin algunos artculos pertenecientes a la Ley Orgnica de Ciencia, tecnolgica e innovacin decretada en elao 2 010.

LEY PARA LAS PERSONAS CON DISCAPACIDADEL ARTICULO 12 habla sobre la habilitacin y rehabilitacin, y dicta lo siguiente La habilitacin y rehabilitacin consisten en la prestacin oportuna, efectiva, apropiada y con calidad de servicios de atencin a personas con discapacidad; su propsito es la generacin, recuperacin, fortalecimiento y afianzamiento de funciones, capacidades, habilidades y destrezas de las personas con discapacidad para lograr y mantener la mxima independencia, capacidad fsica, mental, social y vocacional, as como la inclusin y participacin plena en todos los aspectos de la vida.La habilitacin y rehabilitacin, como proceso, incluye la atencin profesional a especializada y las informaciones pertinentes relativas a cada tipo de discapacidad a las personas que la tengan y a sus familiares.

Por lo que, al llevarse a cabo la investigacin se est buscando garantizar que todas las personas que sufran de alguna discapacidad como la plantea en el problema, sean tratados apropiadamente, proporcionalmente la habilitacin y rehabilitacin.Artculo 14.Toda persona con discapacidad, por s misma o a travs de quien legalmente tenga su guarda, custodia o probadamente le provea atencin y cuidado, tiene derecho a obtener para uso personal e intransferible ayudas tcnicas, definidas como dispositivos tecnolgicos y materiales que permiten habilitar, rehabilitar o compensar una o ms limitaciones funcionales, motrices, sensoriales o intelectuales, para su mejor desenvolvimiento personal, familiar, educativo, laboral y social.El proyecto que se lleva a cabo, est basado casi en su totalidad, este artculo, en el cual se garantiza el uso de la tecnologa como medio para lograr un mayor adelanto que la investigacin en la rea del conocimiento que tienen como fin el mejoramiento de la calidad de la vida humana, como es el caso del presente proyecto que busca facilitar el da a da de cierto grupo de individuos.

LEY ORGANICA DE CIENCIA, TECNOLOGA E INVESTIGACIN EL ARTCULO 2. Las actividades cientficas, tecnolgicas, de innovacin y sus aplicaciones son de inters pblico y de inters general. De esta manera se garantiza que cualquier progreso tecnolgico, como el nuestro (o de cualquier mbito) sea de dominio pblico para la integracin de la sociedad y as fomentar el desarrollo del estado.

ARTCULO 5. Las actividades de ciencia, tecnologa, innovacin y sus aplicaciones, as como, la utilizacin de los resultados, deben estar encaminadas a contribuir con el bienestar de la humanidad, la reduccin de la pobreza, el respeto a la dignidad, a los derechos humanos y la preservacin del ambiente. Este artculo seala una serie de objetivos que desea lograr con la promulgacin de dicha ley.

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