Ingeniería Electrónica
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Item Desarrollo de un sistema portátil de estimulación eléctrica funcional (FES) para pacientes con síndrome de pie caído(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-06) Calderón Flores, Renzo Fabrizzio; Toledo Ponce, Eduardo FernandoEl síndrome de pie caído, es considerado una discapacidad motriz, motora, de desplazamiento o física. El problema principal es la debilidad o contractura de los músculos dorsiflexores del tobillo, principalmente el tibial anterior. Las causas pueden ser congénitas o adquiridas; las más comunes son las siguientes: trastornos neurodegenerativos del cerebro, trastornos de las neuronas motoras, lesión a los nervios raíces, trastornos de los nervios periféricos y trastornos musculares. Las personas con este síndrome arrastran los dedos del pie afectado al caminar, o doblan las rodillas más de lo necesario para evitar el arrastre de los dedos, lo cual es conocido como marcha equina; en ambos casos, lo que se genera es una marcha ineficiente, antiestética, con riesgos de caídas y mayor gasto energético. La sola idea de mejorar esta situación, tiene un precio invaluable para estas personas, y gracias a la tecnología actual, es posible hacerlo. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo final el diseño, desarrollo e implementación de un prototipo económico y portátil de sistema de estimulación eléctrica funcional (FES por sus siglas en ingles) para personas con síndrome de pie caído. Si bien no se realizaran pruebas clínicas del prototipo implementado, este contará con metodologías y parámetros utilizados en los distintos sistemas FES comerciales para el mismo fin. Para el desarrollo del prototipo, se distribuyó su funcionamiento en dos unidades, una encargada del sensado, y la otra, de electro-estimulación. Cada una comprendida por distintas etapas cuyo diseño está basado en una solución adecuada y acorde a los objetivos planteados. Finalmente, se presenta el prototipo en una carcasa pequeña y liviana, asegurando la portabilidad de este. En el primer capítulo de la presente, se desarrolla la problemática de ese síndrome, la cual enfocada a la realidad del país, conlleva a una justificación, determinando así los objetivos y alcances del prototipo. El en segundo capítulo se detallan los fundamentos teóricos y las metodologías utilizadas por fabricantes de dispositivos FES comerciales. En el tercero, se realiza el análisis de todas las etapas del sistema a implementar, detallando cada elección tomada correspondiente a componentes y diseños electrónicos. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados del prototipo implementado.Item Diseño e implementación de un dispositivo de estimulación eléctrica funcional inalámbrico para la corrección del síndrome del pie caído(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-15) Guerrero Guzmán, Juan José; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoEl síndrome del pie caído es un trastorno de la marcha de origen neurológico en el cual una persona no puede realizar el movimiento de dorsiflexión del pie lo cual tiene como consecuencia el desarrollo de marchas patológicas que afectan directamente la integridad física de las personas al ser potenciales fuentes de lesiones. Los métodos de tratamiento para la corrección de este trastorno contemplan desde el uso de órtesis, dispositivos de estimulación eléctrica superficial y dispositivos de estimulación eléctrica implantables. Sin embargo, dado el elevado costo de estos equipos son muy poco utilizados en terapias de rehabilitación en el Perú. En el presente trabajo de tesis se diseña e implementa un prototipo de dispositivo de estimulación eléctrica funcional para la corrección del síndrome del pie caído que permite programar los parámetros de estimulación de acuerdo a la necesidad de cada paciente. El desarrollo del prototipo consta de dos módulos: el módulo de sensores de activación, compuesto por sensores FSR, y el módulo electroestimulador encargado de generar y enviar los impulsos eléctricos. En los primeros capítulos se aborda la problemática general del síndrome del pie caído y se mencionan los fundamentos relacionados con este síndrome así como las características de la técnica de estimulación eléctrica funcional. Posteriormente, se detalla el diseño del dispositivo y se describen los módulos que lo conforman así como las etapas involucradas en los mismos. Finalmente, se realizaron pruebas con el prototipo desarrollado con el fin de verificar el cumplimiento de los objetivos establecidos.Item Desarrollo de un dispositivo de electroestimulación muscular para el entrenamiento y fortalecimiento de fibras musculares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-27) Apéstegui Arriola, Aarón Marcial; Toledo Ponce, EduardoEl objetivo de este trabajo de tesis es el desarrollo de un dispositivo de electroestimulación muscular portátil, ligero y de bajo costo, que permita complementar el entrenamiento físico voluntario y tonifique las fibras muscularesItem Diseño e implementación de un estimulador eléctrico muscular externo diafragmático para apnea central del sueño(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-03-24) Águila Gracey, María del Carmen del; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoLa apnea central del sueño es un trastorno respiratorio que ocurre durante el sueño. En este sentido, la persona afectada experimenta la detención completa o parcial del flujo de aire hacia los pulmones debido a la falta de estímulo respiratorio del cerebro durante cortos periodos de tiempo. Esta falta de señal respiratoria genera la ausencia de esfuerzo respiratorio (es decir, no se producen movimientos toraxoabdominales), ya que el músculo diafragmático no es estimulado. Es así que quienes sufren de este mal aumentan el riesgo de padecer fatiga crónica, trastornos psicológicos e intelectuales, trastornos cardiovasculares, debilidad física, dificultad para deglutir, entre otros. Por otro lado, los métodos y dispositivos médicos utilizados para el tratamiento de esta afección son poco ergonómicos, en el Perú. Es por este motivo, que la presente tesis propone una alternativa para la mejora de la calidad de vida de quienes padecen esta afección. Para esto se tiene como objetivo general diseñar e implementar un sistema de estimulación eléctrica no invasivo para la apnea central del sueño basado en el estudio de la electrofisiología del diafragma. Es así que se busca desarrollar un dispositivo no invasivo para la estimulación eléctrica muscular, determinar las señales que serán utilizadas para la excitación del músculo diafragmático, estudiar el grado de excitación del músculo diafragmático y ajustar el dispositivo según cada paciente. El dispositivo a desarrollarse es un estimulador eléctrico muscular diafragmático no invasivo de larga duración (entre 10 a 12 horas de funcionamiento). Asimismo, será eficiente, liviano, pequeño, ergonómico, silencioso, seguro y fácil de usar. En cuanto a sus características técnicas será un aparato con bajo consumo de potencia, adecuado aislamiento eléctrico y resistente a interferencias y caídas. En el primer capítulo de la presente se desarrolla la problemática de este trastorno, con el fin de determinar los objetivos de la tesis y justificación de la misma. En el segundo capítulo se estudian y analizan los fundamentos teóricos para el desarrollo del dispositivo. En el tercer capítulo se realiza el diseño del estimulador eléctrico muscular diafragmático no invasivo. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados de la implementación.Item Diseño de un estimulador eléctrico funcional para rehabilitación física en miembros distales superiores con disfunción motriz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Zapata Vélez de Villa, Manuel Abelardo; Callupe Pérez, Rocío LilianaEl Estimulador Eléctrico Funcional (FES) es un dispositivo biomédico de asistencia desarrollado para restaurar las funciones motoras perdidas en diversos órganos del cuerpo humano que se vean privados de un control, normalmente debido a una lesión de los nervios que lo inervan, como por ejemplo la perdida de control sobre los movimientos de las manos. El estimulador FES genera un estimulo en corriente o voltaje, adecuado para la activación neuromuscular usando como por ejemplo pulsos bifásicos rectangulares con modulación o con patrones de N-pulsos. Actualmente solo algunos centros especializados de rehabilitación del Perú cuentan con estos sistemas de estimulación eléctrica funcional, tecnología que integra diferentes fuentes generadores de corriente o voltaje, así como medios de control inteligentes y procesos de acondicionamiento para que estos dispositivos puedan ser manejados por los mismos pacientes. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo de tesis fue el diseño de un dispositivo no invasivo, económico, portátil y de fácil manejo para lograr la restauración de las funciones motoras de los miembros dístales superiores, específicamente la mano, mediante un patrón de señales de estimulación eléctrica funcional para el control del movimiento de prensión. Y tiene como generador de señales un instrumento Virtual con una interfaz de usuario para monitorear y controlar las señales generadas. Asimismo, se plantearon dos opciones para la interfaz de salida dando como resultado la elección del uso de interfaz de puerto paralelo para enviar la señal eléctrica al paciente, al lado de un modulo conversor análogo/digital, aislamiento y los electrodos superficiales correspondientes. Como conclusión más importante se debe mencionar que este Diseño de un Estimulador Eléctrico Funcional para Rehabilitación de Miembros Dístales Superiores demostró, mediante las pruebas realizadas, que la estimulación logrado es bien tolerado por el cuerpo humano. Por lo tanto esto conllevará a obtener una herramienta más para la rehabilitación física en nuestro país, con la ventaja de obtenerse gracias a tecnología desarrollada dentro de este.