Desarrollo integral de una prótesis de brazo manufacturada con tecnología aditiva y controlada por señal mioeléctrica

Autores/as

  • Salvador Antonio Arroyo Díaz Universidad Politécnica de Puebla. Benemerita Universidad Autónoma de Puebla
  • Obed Cortes Aburto Universidad Politécnica de Puebla
  • Rafael Rojas Rodríguez Universidad Politécnica de Puebla
  • Araceli Ortiz Carranco Universidad Politécnica de Puebla

DOI:

https://doi.org/10.30973/progmat/2020.12.1/6

Palabras clave:

Prótesis de prazo, señal mioléctrica, impresión 3D, coeficientes cepstrales

Resumen

Se presenta el diseño completo de una prótesis de miembro superior para una persona con lesión por arriba de codo. La prótesis está diseñada para ser impresa en su totalidad, así pueda ser reproducida y empleada con personas de bajos recursos y su velocidad de manufactura sea rápida y simple. La prótesis cuenta con diferentes accesorios intercambiables de forma que puede ser mecánica o incluir accesorios que presentan motores para su control por señales mioeléctricas superficiales. La adquisición de la señal mioeléctrica se hace mediante 4 canales diferenciales, el procesamiento en un procesador de gama alta que entrega un resultado en menos de 256ms, así como un FPGA para diferentes procesamientos alternativos para la extracción de características y clasificación. Los comandos reclutados son básicos, solo para abrir, cerrar, flexionar y extender.

Biografía del autor/a

Salvador Antonio Arroyo Díaz, Universidad Politécnica de Puebla. Benemerita Universidad Autónoma de Puebla

Es doctor y maestro en Electrónica ambos títulos otorgados por INAOE, así también, tiene un doctorado en Administración. Cuenta con una licenciatura en Electrónica, siendo egresado de la BUAP. Actualmente, pertenece al Sistema Nacional de Investigadores y cuenta Perfil Deseable PRODEP. Es profesor investigador de tiempo completo en la Universidad Politécnica de Puebla. Cuenta con experiencia en gestión de proyectos en la Secretaría de Marina y ha tramitado patentes de prótesis y un dispositivo de asistencia denominado goniómetro por imágenes ante el IMPI. Ha participado como ponente en congresos nacionales e internacionales, ha publicado en diferentes revistas indexadas y ha fungido como asesor de tesis de maestría.

Obed Cortes Aburto, Universidad Politécnica de Puebla

Doctorado y maestría en ciencias en el área de Mecánica por parte de la UAEM. Cuenta con una licenciatura en Mecánica de la universidad de veracruz, siendo egresado de la BUAP. Actualmente, pertenece al Sistema Nacional de Investigadores y cuenta Perfil Deseable PRODEP. Es profesor investigador de tiempo completo en la Universidad Politécnica de Puebla. Y líder del cuerpo académico consolidado UPPUE-5 en mecatrónica. Cuenta con experiencia en gestión de proyectos prótesis de rodilla. Ha participado como ponente en congresos nacionales e internacionales, ha publicado en diferentes revistas indexadas y ha fungido como asesor de tesis de maestría y doctorado

Rafael Rojas Rodríguez, Universidad Politécnica de Puebla

Doctorado y maestría en ciencias en el área de Mecatrónica por parte del CICAP. Cuenta con una ingeniería en Electrónica del Tecnológico de Puebla. Actualmente, pertenece al Sistema Nacional de Investigadores y cuenta Perfil Deseable PRODEP. Es profesor investigador de tiempo completo en la Universidad Politécnica de Puebla. Ha participado como ponente en congresos nacionales e internacionales, ha publicado en diferentes revistas indexadas y ha fungido como asesor de tesis de maestría y doctorado.

Araceli Ortiz Carranco, Universidad Politécnica de Puebla

Cuenta con los siguientes grados académicos: Licenciada en Informática, Maestría en Administración de Empresas con Especialidad en Mercadotecnia de Servicios y Doctorado en Administración. Posee experiencia como consultor independiente en áreas de servicios, informática administrativa y procesos administrativos. Actualmente, estoy adscrita a Ingeniería Financiera como profesora de tiempo completo en la Universidad Politécnica de Puebla, con reconocimiento a perfil deseable desde el año de 2013. Miembro de la Red de Estudios Latinoamericanos de Administración y Negocios. Académica Acreditada por ANFECA en Informática Administrativa. Fundadora y líder del Cuerpo Académico Gestión de la Cadena de Valor Empresarial en MyPE´s con reconocimiento de PRODEP. Así mismo, cuenta con participaciones en congresos nacionales e internacionales, publicaciones en revistas indexadas y diferentes capítulos de libros. De la misma manera ha dirigido proyectos de estadía profesional y tesis de maestría

Citas

Hugh Herr, G. Paul Whiteley, Dudley Childress, Cyborg Techology. Northwesthern University Technical Report. 2000.

Hugh Herr, Roy Kornbluh, New Horizonts fot orthotic and prosthetics technology: artificial muscle for ambulation. MIT Media Laboratory. 2003.

Arroyo Diaz S. 4 Channel signal based FPGA architecture for myoelectric features extraction by H.O.S. Circuits and Systems for Medical and Environmental Applications Workshop (CASME) 2011. https://doi.org/10.1109/CASME.2010.5706690

Arroyo Diaz S. Control of a Parallel Myoelectric Elbow using higher order Staristics. International Conference on Electrical, Communications, and comp. 2009. https://doi.org/10.1109/CONIELECOMP.2009.55

Laksanacharoen Sathaporn. Design of apparatus to study human elbow joint motion. Biomedical Engineering, 2003. IEEE EMBS AsianPacific Oct. 2003. https://doi.org/10.1109/APBME.2003.1302670

Murria Ingram, Garth Jonson. A study of the external forces and moments at the shoulder and elbow performing every day task, Elsevier Clinical Biomedichanics. 2004. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2004.03.004

D.J. Magermans y otros. Requirements for upper extremity motions during activities of daily living. Clinical Biomechanics No. 2 Elsevier. September 2003. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2005.02.006

Escudero A.Z., Alvarez J., Leija L. “Development and characterization of electromechanical muscles for driving transhumeral myoelectric prostheses”. Prosthetics and Orthotics International, Vol 26, Pp 226-234. 2002. https://doi.org/10.1080/03093640208726652

Escudero A.Z. & Alvarez J. Leija L. Inverse Kinematics for a parallel myoelectric elbow 23th Annual Int. Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology society Oct. 2001. https://doi.org/10.1109/IEMBS.2001.1020470

Davis S. et al. Enhacen Modelling and performace in brained pneumatic muscle actuators. International Journal of Robotics Research. 2002

Alireza Khadivi “SEMG Classification for upper limb prosthetics control using higher order statistics”, ICASSP 2005. https://doi.org/10.1109/CONIELECOMP.2009.55

Kampas P. “The optimal use of myoelectrodes” MED ORth Tech 2001

Ligth C.M. Chappell P.H. ET AL. “Intelligent multifunction myoelectric control hand prostheses”. Journal of medical eng. Tech, Vol. 26 No. 4, 2002. https://doi.org/10.1080/03091900210142459

K. Englehart, B. Hudgins, P.A. Parker. “Classification of the myoelectric signal using timefrequency based representations” Medical Eng. and Physics, Vol 21 pp431-438 1999. https://doi.org/10.1016/S1350-4533(99)00066-1

Zecca M. Micera S. et al. “Control of multifunctional prosthetic hand by processing. The electromyographic signal.” Critical reviews in biomedical engineering. 2002. https://doi.org/10.1615/CritRevBiomedEng.v45.i1-6.150

G. Paraskevas et al. Study of the carry angle of the human elbow joint in full extensión: a morphometric análisis. Springer Verlag 2003. https://doi.org/10.1007/s00276-003-0185-z

Tailing B., Krivenko P., “Blast Furnace Slag- The Ultimate Binder”, Chapter 5, Waste Materials used in Concrete Manufacturing. William Andrew Publishing Noyes, 1997.

Thomas Andrew. Prosthetics principles. Atlas of Limb prosthetics. 1992

Harold Sears. Advances in arm prosthetics. Motion Control Inc. 1999.

Descargas

Publicado

28-02-2020

Cómo citar

Arroyo Díaz, S. A., Cortes Aburto, O., Rojas Rodríguez, R., & Ortiz Carranco, A. (2020). Desarrollo integral de una prótesis de brazo manufacturada con tecnología aditiva y controlada por señal mioeléctrica. Programación matemática Y Software, 12(1), 64–79. https://doi.org/10.30973/progmat/2020.12.1/6

Número

Vol. 12 Núm. 1 (2020): Febrero de 2020

Sección

Artículos

Licencia

Derechos de autor 2020 Programación Matemática y Software

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Usted es libre de:

Compartir — compartir y redistribuir el material publicado en cualquier medio o formato.
Adaptar — combinar, transformar y construir sobre el material para cualquier propósito, incluso comercialmente.

Bajo las siguientes condiciones:

Atribución — Debe otorgar el crédito correspondiente, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero de ninguna manera que sugiera que el licenciador lo respalda a usted o a su uso.
  Sin restricciones adicionales: no puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que restrinjan legalmente a otros a hacer cualquier cosa que permita la licencia.

Artículos más leídos del mismo autor/a