Este documento presenta un prototipo de prótesis de mano controlada por señales musculares mediante electrodos. Se logra adquirir y visualizar la señal electromiográfica y amplificarla para su digitalización. Esto permite determinar la relación entre fuerza e intensidad muscular y crear un algoritmo para controlar el movimiento continuo de la mano a través de un motor implementado en un microcontrolador Arduino. La mano mecánica se construye con impresión 3D dándole un aspecto estético al prototipo final.

1. FACULTAD DE INGENIERÍA BIOMÉDICA
ENERGÍA RENOVADORA SOLAR Y INGENIERÍA BIOMÉDICA HACEN
LA INNOVACIÓN EN EL NUEVO MUNDO TECNOLÓGICO
Presentado por:
EDISON EULER CUASPUD CUESTA
Estudiante de:
Tecnológica Equipos de Mantenimiento Biomédicos

2. INTRODUCCIÓN
1.El desarrollo de este proyecto tiene como finalidad conocer y estudiar los
diversos casos de personas que presentan diversidad funcional, en el territorio de
discapacidad de pérdida de extremidades a nivel de general, dando solución a
problemas que tengan que ver con autonomía, adaptación inclusión de estas
personas, para mejorar su calidad de vida y la de sus familiares,
2.Teniendo en cuenta que en el que se encuentran diversas personas en situación
de discapacidad motora, perceptivo-cognitivo, socio afectivo, como también con
deficiencia física, con el problema de que los entes de salud no llegan hasta sus
hogares para brindarles las recomendaciones que ellos necesitan, se es necesario
brindar.
3. Aspectos generales de la investigación, el cual comprende el desarrollo del
problema de investigación, los objetivos, el objeto de investigación y la
metodología implementando en la investigación.

3. RESUMEN
En el presente trabajo se desarrolla un prototipo de prótesis
de mano controlada por señales musculares. Se logra
adquirir y visualizar la señal electromiografía mediante
electrodos supervísales. Implementando etapas de
ampliación y letrado, junto a circuitos que minimicen el ruido,
se obtiene una señal de amplitud adecuada para su
digitalización. Se logra un procedimiento para determinar la
relación entre fuerza e intensidad muscular, creando la base
para el algoritmo de control que acciona el motor,
permitiendo el movimiento continuo de la mano. Tal
algoritmo se implementa con el microcontrolador Arduino
Uno. Se construye el antebrazo y la mano mecánica con
tecnología de impresión 3D, dando un carácter estético al
prototipo final

4. OBJETIVO GENERAL
Mejorar la calidad de vida de personas con diversidad funcional de la
sociedad a través de gestiones un nuevo avance que ayuden a
innovación a personas con déficit de discapacidad.
OBGETIVO ESPESIFICOS
Es seguir en el proceso de realizar el montaje de un mano mioletrica
controlando sus movimientos por motor sensores y más conexiones
por medio de la programación de un Arduino y su respectiva
configuración electrónica, junto con la ayuda energética del sol que
será transformada por medio de un panel solar que va se adaptara
medio de piel.

5. PRÓTESIS DE MANO MIOELÉCTRICA
Las prótesis de mano mioeléctricas son prótesis eléctricas controladas
por medio de un poder externo mioeléctrico, estas prótesis son hoy en
día el tipo de miembro artificial con más alto grado de rehabilitación.
Sintetizan el mejor aspecto estético, tienen gran fuerza y velocidad de
prensión, así como muchas posibilidades de combinación y
ampliación.
Las prótesis mioeléctricas son en la actualidad las de mayor
aplicación en el mundo, ya que aúnan estética, precisión y fuerza. Se
basan en la obtención de señales musculares (EMG) 28 mediante el
uso de electrodos que permiten la extracción de la señal, la cual es
amplificada, procesada y filtrada al control para el manejo de la
prótesis. Eliminan el arnés de suspensión, usando una de las
siguientes técnicas para mantener la prótesis en el lugar
correspondiente: Bloqueo de tejidos blandos-esqueleto o succión. Las
desventajas fundamentales son la necesidad de una fuente externa
de energía eléctrica para la potencia, su peso y su coste. En la
Imagen 1 tenemos las partes de una prótesis mioeléctrica en 3d.
(Marjorie,2000),

6. Prótesis Mioeléctricas en 3d en la actualidad
 Utilizan las señales eléctricas obtenidas del músculo
de la extremidad residual para su control.
 Constan con sensores de prensión en la unidad
terminal.
 Son más estéticas, tienen gran fuerza y velocidad de
prensión.
 Emplean baterías recargables para el sistema de
alimentación de los motores
Imagen1: prótesis mioeléctrica en 3D

7. DESARROLLO DE INNOVACIÓN DEL PROYECTO
PROTESIS MIOLECTRICA A BIOLOGICA
 Como respuesta a esto, el Centro de Diseño y Manufactura
inicia el proyecto del diseño de una prótesis de miembro
superior mioeléctrica a biológica.
 El análisis de es prótesis que haya conexión profunda o
intima entre la extremidad biónica sintética y en el cuerpo
biológico.
 El diseñó es manipular con dimensiones y peso a su cuerpo
establecidas.
 Hacer que el paciente se siente dueño de propio miembro.
 Realizar junto con la ayuda energética del sol que será
transformada por medio de un panel solar que va se adaptara
en medio de piel.
 Pero la innovación no queda ahí, pues esta piel artificial
incorpora unos sensores de grafeno que permiten que el
sujeto sienta presión capaces de registrar las señales del
cerebro, temperatura y diversas texturas como lo haría con
su piel natural.
Imagen .2. prótesis mioeléctricas a biológica miembro superior de la mano

8. EL CONTROL MIOELÉCTRICO
Funciona con movimiento de músculos que generan los pusos
nerviosos por vías sensorial vías motora órganos sensoriales
cargado de recibir señales ala temperatura sensibilidad de señales
dolorosa, que por medio de sensores captan impulsos los
trasladan a una placa electrónica que mediante software
especifico los trasforman y los codifica en corriente eléctrica los
envían a los motores para movimiento de la mano y sensibilidad.
Es probablemente el esquema de control más popular. Se
basa en el concepto de que siempre que un músculo en el
cuerpo se contrae o se flexiona, se produce una pequeña
señal eléctrica (EMG) que es creada por la interacción
química en el cuerpo. Esta señal es muy pequeña (5 a 20
μV) Un microvoltio es una millonésima parte de un voltio.
Para poner esto en perspectiva, una bombilla eléctrica
típica usa 110 a 120 voltios, de forma que esta señal es un
millón de veces más pequeña que la electricidad requerida
para alimentar una bombilla eléctrica. (Marjorie,2000),

9. MATERIALES Y METODOS.
CAPTURA DE SEÑALES EMG: Para la
captura de las señales EMG se utilizaron
electrodos de superficie de cloruro de
plata con gel [4-9]. Los electrodos son
aquellos que recogen la actividad
eléctrica del músculo, pueden ser
superficiales o profundos y ambos se
utilizan con una pasta conductora para
reducir la resistencia de contacto [13,17-
20], entre estos se encuentran los
electrodos superficiales que son
pequeños discos metálicos y se utilizan
para obtener un estudio.

10. PRIMERA ETAPA DE AMPLIFICACIÓN.
Para amplificar la señal de los pulsos mioelectricos, se utilizó el amplificador de instrumentación AD620 AN , el cual permite
obtener una ganancia muy superior a cualquier otro circuito integrado que haga operaciones de amplificado. El amplificador
diferencial básico es un componente muy similar al amplificador de instrumentación, estos dos elementos están en la
capacidad de distinguir entre sus dos entradas y amplifica tan solo una de ellas, esto es lo que se necesita para este tipo de
señales. (Bluethmann ,2003).
El amplificador diferencial básico solo puede conectarse con cargas flotantes, esta es la desventaja que tiene este
amplificador frente al de instrumentación, y debido a esta razón se optó por el AD 620 AN. Las cargas flotantes son cargas en
las que ninguna de sus terminales está conectada a tierra, cabe notar, que el amplificador de instrumentación internamente
está constituido por un amplificador diferencial y un circuito que permite conectarlo a tierra.
Uno de los mayores usos de este tipo de amplificadores AD 620 AN, está en la rama de bioingeniería, lo cual fue otro motivo
de porque escogerlo. La ganancia del circuito integrado AD620 AN está representada por la siguiente formula (véase
Formula. 1).
Fórmula 1. Ganancia del AD620 AN
G= (49.4 KΩ/RG) +1 Fuente.

11. Se diseñó de circuito con
amplificadores de instrumentación
AD620, las señales adquiridas son
aplicadas en la primera fase de
construcción de una prótesis
mioeléctrica, además mediante el
software Labview se procesaron
muestras obteniendo datos los
cuales permitieron conocer el
funcionamiento de la mano.

12. La señal electromiografía (EMG) está representada por (m) y el ruido por (n)
[4,14].
Dado que esos potenciales de acción se producen tanto con polaridades
positivas como negativas en un par de electrodos determinado, a veces se
adicionan o se cancelan.
Fig. 4. Esquemático de la configuración del amplificador diferencial [4, 14].

13. CONCLUSIONES
El entrenador para prótesis mioeléctrica desarrollado, es un sistema mas ahorro de
energía y mas biológico, facilitando así el proceso de aprendizaje sobre la
adecuación del sujeto para el manejo de una prótesis mas bilógica.
Es fundamental para el funcionamiento del dispositivo, la debida ubicación
de los electrodos en las zonas musculares específicas arrojadas en la
investigación, para tener una captación eficiente de señales EMG que
interactúan en los tres movimientos a emular virtualmente.

14. REFERENCIAS
 Alvarado, Marjorie (2000), Inteligencia emocional y resiliencia: recursos efectivos para los estudiantes
universitarios con discapacidad visual, Tesis de licenciatura para optar por al grado de Licenciada en
Psicología, Escuela de Psicología, San José, Costa Rica, Universidad de Costa Rica. · Álvarez, D
(2002), Métodos de la investigación científica, disponible en: http://www.preval.org/documentos/00536.
 W. Bluethmann, R. Ambrose, M. Difther, S. Askew, E. Huber, M. Goza, F. Rhenmark, C. Lovchik, and d.
Magruder. Robonaut: A robot designed to work with humans in space. Autonomous Robots, 14:179–197,
2003. disponible en: file:///C:/Users/Monica/Downloads/Tesis_Ramiro_Cabas_Ormaechea.pdf
 Imagen1: (prótesis mioeléctrica) docplayer.revista.unam.mx. recuperado de
https://docplayer.es/4277224-Actualidad-y-tendencia-de-las-prótesis-de-miembro-su perior.html
 Imagen 2: (prótesis mioeléctricas mano en 3D) docplayer.revista.unam.mx. recuperado de
http://investigacion.pucp.edu.pe/grupos/girab/proyecto/protesis-mioelectricas-personalizadas-mano-
retroalimentacion-haptica-empleando-fabricacion-digital-filamentos-plastico-pet/
 Imagen 3: (prótesis robótica en 3d) docplayer.revista.unam.mx. recuperado de
https://www.intesc.mx/2019/08/desarrollan-una-mano-robotica-muy-precisa-que-requiere-un-
entrenamiento-minimo/
 Imagen 4: (prótesis mioeléctrica de mano) docplayer.revista.unam.mx. recuperado de
https://www.intesc.mx/2019/08/desarrollan-una-mano-robotica-muy-precisa-que-requiere-un-
entrenamiento-minimo/
 Bouwsema, H., Van der Sluis, C. K., Bongers, R., Learning to control opening and closing a myoelectric
hand, Archives of physical medicine and rehabilitation, 91, 1–5, 2010.
 Díaz, J. C., Dorador, J. M., El futuro en las prótesis de mano, LA SOMIM, 1, 1–11, 2010.
 Brito, J, Quinde, M. Cusco, D, Calle, J., Estudio del estado del arte de las prótesis de mano, Ingenius, 6,
57-64, 2013.

15. “Gracias”