Estudio biomecánico de la artroplastia de extremidades superiores enfocado en pacientes con amputaciones totales, y sus efectos por causas de síndrome de miembro fantasma.

M.C. Karen Pamela Vázquez Thierry

Acerca del proyecto.

El presente estudio biomecánico tiene como objetivo el desarrollar un dispositivo de adquisición de señales mioeléctricas con el fin de analizar la capacidad muscular y poder detectar la presencia de Síndrome por miembro fantasma en pacientes con amputaciones de miembro superior.

Se realizó el diseño experimental en grupo de estudio con pacientes afiliados al Club Rotario de Zona Esmeralda, los cuales cuentan con amputaciones de diferentes niveles de miembro superior.

Amputaciones de miembro superior sin y con prótesis.

Justificación

Las prótesis mioeléctricas no son nuevas en la historia; sin embargo, si son poco recurrentes a nivel nacional debido a inconvenientes como el precio, calidad de los materiales, durabilidad, peso, incomodidad al usar, entre otros. Aunado a la necesidad de diseñar dispositivos personalizados a las dimensiones y necesidades específicas del paciente, brinda un área de oportunidad que puede ser benéfica para muchas pacientes.

Diseño Experimental

Diagrama de procesamiento de señales mioeléctricas, y sus cuatro etapas principales.

Objetivo

Desarrollar un dispositivo protésico mioeléctrico que permita recopilar información para estudiar el Síndrome de miembro fantasma derivado de amputaciones de miembros superiores.

Hipótesis

El presente estudio pretende demostrar en un grupo de pacientes con amputación de miembro superior, que sus señales electromiográficas (EMG) son diferentes entre su brazo sano y su brazo con amputación.

Asimismo, se busca identificar cuáles son aquellas señales que pueden demostrar cuando un paciente padece de Síndrome de Miembro Fantasma.

¿Qué son las señales mioeléctricas?

EMG por sus siglas, son señales medibles que aparecen durante la activación del músculo, es decir, durante la contracción del músculo que generan pequeñas señales eléctricas o impulsos.

Programación, filtración de señales y validación de resultados obtenidos.

Fibras musculares nerviosas se refiere a aquella área en donde los electros superficiales y sensores actúen. El buen posicionamiento de los electrodos resulta vital para una correcta toma de muestras. La fuerza aplicada durante la contracción muscular va a ser directamente proporcional al tamaño y calidad de la señal reflejada. La codificación y procesamiento de señal EMG traduce la información recopilada en información numérica. En esta parte del proceso actúa el programa diseñado y programada para su posterior interpretación.

La instrumentación electrónica del dispositivo tomó en cuenta una serie de elementos que permiten que las señales sean filtradas, amplificadas y liberadas de ruidos y agentes, para garantizar una señal pura. Además, con el uso de una tarjeta de Arduino, plataforma electrónica de código abierto que consiste en un microcontrolador programable y un software (IDE),

El dispositivo consta de un circuito electrónico cerrado que es capaz de recopilar las señales adquiridas por los sensores superficiales EMG. Las etapas principales para la recopilación y procesamiento de señales EMG se encuentra descrito en el siguiente diagrama:

Ilustración que ejemplifica las señales mioeléctricas de diferentes usuarios.

Prueba experimental

Grupo de investigación para el análisis y validación del dispositivo.

El proceso no es invasivo ni doloroso, y su colocación resulta ser simple, pero eficaz en la recopilación de datos. Con la ayuda de las estudiantes en Terapia Física de la Universidad Tecnológica de Tulancingo se colocaron los electrodos en los tres puntos clave que registraban mayor actividad muscular dependiendo de cada caso específico de amputación.

Se diseñó una escala de perturbación de músculo durante la prueba de recopilación de señales mioeléctricas que brindó parámetros fundamentales para el presente estudio: evaluación de respuesta muscular y tensión del músculo y articulaciones.

Conclusiones

• Se logró crear un dispositivo autosustentable y económico, con una interfaz sencilla y operacionalmente intuitiva.

• De acuerdo a la hipótesis del presente estudio, se demostró que las señales electromiográficas son diferentes entre el brazo sano y el brazo con amputación.

• Se identificó la presencia de Síndrome de Miembro Fantasma, y el cómo es frecuente en amputaciones traumáticas. Se reconoció que el Síndrome es casi nulo en amputaciones congénitas.

• Se determinó cuando un paciente estaba recibiendo una correcta. rehabilitación de su muñón de acuerdo a la perturbación de sus músculos.

• Se identificó las causas más comunes por las que al paciente no usa su prótesis.

• Se podrá canalizar a los pacientes con presencia del Síndrome, e incluso con falta de rehabilitación, al área correspondiente.