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  • ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

    FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

    DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN ELECTROESTIMULADOR MUSCULAR DIGITAL

    PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO EN ELECTRNICA Y CONTROL

    CABRERA NARANJO JUAN ANDRS

    HOYOS AGUILAR GUILLERMO FABRICIO

    DIRECTOR: Dr. LUIS CORRALES PAUCAR

    Quito, Octubre 2015

  • DECLARACIN

    Nosotros, Juan Andrs Cabrera Naranjo y Guillermo Fabricio Hoyos Aguilar, declaramos bajo juramento que el trabajo aqu descrito es de nuestra autora; que no ha sido previamente presentado para ningn grado o calificacin profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este documento. A travs de la presente declaracin cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politcnica Nacional, segn lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. ______________________ ___________________ Juan Andrs Cabrera Guillermo Hoyos

  • CERTIFICACIN

    Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Juan Andrs Cabrera Naranjo y Guillermo Fabricio Hoyos Aguilar, bajo mi supervisin.

    ________________________ Dr. Luis Corrales

    DIRECTOR DEL PROYECTO

  • AGRADECIMIENTO

    A mis padres quienes han sido mi apoyo incondicional, a mis hermanos por su soporte e inspiracin, a Fabricio Hoyos por aunar su esfuerzo, dedicacin y conocimiento; al Econ. Ernesto Argudo y su esposa Ada Mara Andrade y sobretodo a la Lolita que me ha acompaado durante toda mi vida estudiantil siendo la mano que siempre me levanta y me anima.

    Juan Andrs

  • AGRADECIMIENTO

    A Dios, a mis padres y hermanas, a mi compaero Juan Andrs por todo su trabajo y apoyo, a Mara Fernanda y Cristina por su colaboracin y a todas las personas que han influido de distintas maneras a lo largo de mi carrera y que hicieron posible la realizacin de este proyecto.

    Guillermo Fabricio.

  • DEDICATORIA

    A mis padres Guillermo y Nina, este logro es suyo.

    Juan Andrs

  • DEDICATORIA

    A mis padres y mis hermanas por todo el apoyo Incondicional.

    Guillermo Fabricio.

  • i

    CONTENIDO

    RESUMEN ......................................................................................................................... vii

    PRESENTACIN ............................................................................................................ viii

    CAPTULO 1 ....................................................................................................................... 1

    ESTUDIO DEL PROCESO DE ELECTROESTIMULACIN ..................................... 1

    1.1 ELECTROTERAPIA EN FISIOTERAPIA ........................................................... 1

    1.1.1 ANTECEDENTES.............................................................................................. 1

    1.1.2 CONCEPTOS BSICOS ................................................................................... 3

    1.1.2.1 Fisioterapia ................................................................................................... 3

    1.1.2.2 Agente Fsico Teraputico........................................................................... 4

    1.1.2.3 Impedancia corporal ................................................................................... 4

    1.1.3 EFECTOS TERAPUTICOS DE CORRIENTES ELCTRICAS SEGN LA FRECUENCIA [3] ................................................................................................ 5

    1.1.3.1 Cambios Qumicos ....................................................................................... 5

    1.1.3.2 Influencia sensitiva. ..................................................................................... 5

    1.1.3.3 Influencia motora ........................................................................................ 5

    1.1.3.5 Influencia en la Regeneracin Hstica. ...................................................... 6

    1.1.3.6 Efectos Trmicos .......................................................................................... 6

    1.2 FORMAS DE ONDA MS UTILIZADAS EN ELECTROESTIMULACIN .. 7

    1.2.1 ONDAS GALVNICAS [7] ............................................................................... 7

    1.2.1.1 Ondas interrumpidas galvnicas [1] .......................................................... 8

    1.2.2 ONDAS FARDICAS [1] .................................................................................. 9

    1.2.3 ONDAS DIADINMICAS [7] ......................................................................... 10

    1.2.3.1 Monofsica Fija.......................................................................................... 12

    1.2.3.2 Difsica Fija................................................................................................ 13

    1.2.3.3 Largos Periodos ......................................................................................... 14

    1.2.3.4 Cortos Periodos .......................................................................................... 14

    1.2.3.5 Ritmo Sincopado ........................................................................................ 15

    1.2.4 ONDAS INTERFERENCIALES [7] .............................................................. 16

    1.2.5 TENS .................................................................................................................. 17

    1.2.6 NMES ................................................................................................................. 18

    1.2.7 CORRIENTE DE KOTZ [7] ........................................................................... 19

    1.3 ELECTRODOS ....................................................................................................... 20

    1.3.1 DEFINICIN [8] .............................................................................................. 20

  • ii

    1.3.2 TIPOS DE ELECTRODOS [8] ....................................................................... 20

    1.3.2.1 Electrodos de succin o de ventosa .......................................................... 20

    1.3.2.2 Electrodos planos ....................................................................................... 21

    1.3.2.3 Electrodos de disco .................................................................................... 22

    1.3.2.4 Electrodos de almohadilla de cuatro polos .............................................. 23

    1.3.2.5 Electrodos de guante o de manopla.......................................................... 23

    1.3.2.6 Electrodos de lpiz ..................................................................................... 24

    1.3.3 COLOCACIN DE ELECTRODOS ............................................................. 25

    1.4 PROTOCOLO PARA APLICACIN DE ELECTROTERAPIA [8]................ 26

    1.5 SEGURIDAD EN EQUIPOS ELECTROMDICOS .......................................... 28

    1.5.1 EFECTOS FISIOLGICOS DE LA CORRIENTE ELCTRICA ............ 28

    1.5.2 RIESGO DE MACROSHOCK [12] ............................................................... 29

    1.5.3 RIESGO DE MICROSHOCK [12] ................................................................. 30

    1.5.4 CORRIENTES DE FUGA [12] ....................................................................... 31

    1.5.4.1 Corrientes de fuga a tierra ........................................................................ 31

    1.5.4.2 Corrientes de fuga a chasis ....................................................................... 32

    1.5.4.3 Corrientes de fuga del paciente ................................................................ 32

    1.5.4.4 Corriente auxiliar del paciente ................................................................. 33

    CAPTULO 2 ..................................................................................................................... 34

    DISEO E IMPLEMENTACIN DEL HARDWARE ................................................ 34

    2.1 DISEO DEL GENERADOR DIGITAL DE SEALES.................................... 34

    2.1.1 ATMEGA 164P ................................................................................................. 35

    2.1.3 DESPLAZADOR DE NIVEL .......................................................................... 38

    2.1.3.1 Diseo del detector de picos ...................................................................... 38

    2.1.3.2 Diseo del amplificador de ganancia 0,5 ................................................. 39

    2.1.3.3 Diseo del restador de voltaje................................................................... 39

    2.1.4 MDULO BLUETOOTH HC-05 ................................................................... 39

    2.2 DISEO DEL CONTROLADOR .......................................................................... 40

    2.2.1 ETAPA AMPLIFICADORA ........................................................................... 41

    2.2.1.1 Amplificador Operacional LM143H ........................................................ 42

    2.2.1.2 POTENCIMETRO DIGITAL MCP41010 ................