Tesis
Diseño de un sistema de rehabilitacion para el miembro superior con tecnologias inalambricas
Fecha
2017-10-12Autor
Alvarado Castañeda, Rodrigo
Institución
Resumen
El número de personas con la necesidad de acudir a alguna clase de terapia con el
objetivo de recuperar la movilidad del miembro superior ha ido en aumento en el
mundo. Lo anterior debido al incremento en las causas, las cuales abarcan desde
accidentes automovilísticos, laborales o domésticos hasta secuelas debidas a daños
en el sistema nervioso como los provocados por accidentes cerebro-vasculares (ACV),
además de algunas otras patologías de origen infeccioso.
En Rehabilitación, como en cualquier otra rama de la medicina, una evaluación
meticulosa y dirigida es la base de un buen diagnóstico médico y a su vez, de una
intervención terapéutica adecuada. A partir de este diagnóstico, los especialistas
tendrán que analizar el impacto de la enfermedad sobre el paciente y juzgar la
capacidad de restablecimiento de la funcionalidad perdida del miembro.
La rehabilitación basada en juegos es muy útil ya que permite generar situaciones
donde el paciente pueda realizar ejercicios orientados a la terapia, permitiendo una
interacción de mayor impacto en el desarrollo de la rehabilitación. Hoy en día, este tipo
de rehabilitación es aplicada en terapias físicas para personas de la tercera edad para
recuperar el movimiento de algún miembro con ayuda de sistemas con juegos, los
cuales son utilizados para que el paciente pierda el interés en la rehabilitación y lograr
los objetivos establecidos dentro de los protocolos.
Actualmente se ha incrementado el uso de consolas de videojuegos hacia el
tratamiento de diferentes patologías en la salud, desde terapias aplicadas al
sobrepeso, hasta sistemas complejos para realizar rehabilitaciones causadas por
alguna patología o accidente. La consola más utilizada para este tipo de sistemas de
rehabilitación es la consola de Nintendo Wii, la cual desde su lanzamiento en el año
2006 ha sido de gran impacto en el sistema de salud de diferentes países. Por
ejemplo, la Asociación Estadounidense del Corazón (AHA por sus siglas en ingles)
promueve el uso popular de esta consola ya que es la opción más saludable entre las
consolas de videojuego.
El presente trabajo se enfoca a la descripción del desarrollo de un sistema de
rehabilitación del miembro superior empleando tecnologías inalámbricas, con el
objetivo de desarrollar una herramienta de evaluación con señales electrofisiológicas
(señal electromiográfica, señal electrogoniométrica) y aceleraciones lineales
adquiridas al control WiiRemote asociadas al movimiento del miembro.
Se diseñó una interfaz electrónica para la adquisición de la señal electromiográfica
asociada a los movimientos del miembro superior. Esta interfaz se implementó para
Alvarado Castañeda Rodrigo noviembre de 2010
6
realizar la adquisición de 2 canales de la señal, los cuales son propuestos en este
trabajo para el estudio de la activación de los músculos agonistas y antagonistas que
se activan en diferentes ejercicios propuestos en la rehabilitación.
Se diseñó una interface electrónica para la adquisición de la señal electrogoniométrica
asociada al valor de los ángulos de las articulaciones. Esta interfaz se implementó
para realizar la adquisición de 1 canal de la señal.
Para la adquisición, tratamiento y envío de las señales electrofisiológicas, se desarrolló
un algoritmo dentro del micro controlador PIC18F4550. Este algoritmo realiza la
adquisición de los datos por un puerto del micro controlador, la conversión de datos
analógicos a digitales, la adecuación de los datos y el envío de los datos por la
terminal UART del micro controlador hacia el sistema de cómputo.
Para la adquisición de las señales electrofisiológicas en el sistema de cómputo fue
utilizado el software Matlab. Dentro de este se implemento un algoritmo que se
encarga de realizar la adquisición de las señales provenientes del micro controlador.
Una vez adquirida la señal se le realiza un post-procesamiento de la señal para
después de ser desplegadas en una pantalla.
El estándar utilizado para realizar el reporte de cada una de las señales
electromiográficas adquiridas fue desarrollado por Dr. Roberto Merletti , el cual está
avalado por la Sociedad Internacional de Electrofisiología y Kinesiología (ISEK).
(Merletti, 2008)
En esta tesis se logro diseñar el sistema de rehabilitación del miembro superior con
tecnologías inalámbricas, capaz de biorretroalimentar tanto la paciente como al
especialista.
Este sistema integro diferentes tipos de tecnologías para poder determinar el
comportamiento de señales electrofisiológicas y anatómicas en movimientos que
puedan ser cuantificados de manera objetiva. Este método integro señales
electromiográficas, electrogoniométricas, de aceleración y posición de la muñeca.
Se diseñaron los sistemas electrónicos que permitieron la obtención de las señales
electrofisológicas y electroanatómicas a través de electrónica básica y reducida en
componentes. Esto dio lugar a un esquema de medición de dichas señales que
cumplieron con la condicionante de no restringir los movimientos naturales del
paciente bajo evaluación.