CIBSIR-Pomasque Edison (Congreso internacional de bioingenieria)

Resumen del congreso de CIBSIR
Universidad Técnica del Norte
Facultad de ingeniera en ciencias aplicadas
Carrera de Ingeniería Mecatrónica
Edison Pomasque
[email protected]
Dentro del ciclo de conferencias realizadas en el campus universitario se pudo apreciar
una gran diversidad de conferencias magistrales a cargo de personas que se encuentran
al tanto de nuevos descubrimientos y trabajos que se encuentran realizando para el
mejoramiento de las rehabilitaciones corporales para las personas que se encuentran en
un estado en el cual necesitan ayuda para poder seguir luchando y poder volver a vivir
como una persona con capacidades normales.
Dentro de la primera conferencia realizada el día lunes se toparon diversos temas que se
aplican en robots rehabilitadores tanto para su construcción como para su estudio,
dentro de esta conferencia se expusieron temas como las leyes mecánicas en el sistema
óseo muscular en donde dichas leyes ayudan a determinar ecuaciones matemáticas que
van acorde con los movimientos naturales del cuerpo humano además de esto también
se crean dispositivos que ayudan al monitoreo del cuerpo humano en tiempo real con la
ayuda de una interface cerebro máquina para aplicaciones médicas, el objetivo
principal de este estudio es poder realizar una interface la cual pueda detectar guiños
para complementar en un futuro diferentes proyectos con un grado mayor de
complejidad con la ayuda de este algoritmo.
El nombre que se asignó a este proyecto fue EMOTIC EPOC neuroheadset por el bajo
costo para la adquisición de señales.
Este tema se plantea como objetivo, crear una interface Cerebro-maquina (CBI), capaz
de detectar guiños basada en el análisis de electroencefalogramas (EEG) (en RAM form);
determinar si la calidad de la información proporcionada por la EPOC es suficiente para
permitir desarrollos de investigación; uso de redes neuronales con señales obtenidas del
EPOC (aplicación).
Canales de la EPOC
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Fp- frontal anterior
F- frontal
c-central
t-temporal
p-parietal
o-occipital
a-apófisis mastoidea
características EPOC
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etapa de amplificación
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filtros análogos. - C-R pasa alto en 0,16 Hz, pasa en bajo en 85 Hz en la etapa de
amplificación
filtros digitales. - en 50 y 60 Hz
EMOTIV EPOC NEUROHEADSET
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EEG portable
Mide actividad bioeléctrica cerebral
Electrodos metálicos con almohadillas
Batería de litio – 12 horas de uso continuo
2,4 GHz Wireless
SDK disponible
Procedimiento
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Adquisición de datos
Pre-procedimiento
Extracción de características
Entrenamiento
Retroconomicneto
Acciones
Tipos de ondas cerebrales
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Gamma 30-40 Hz se cree estas asociada a la conciencia y atención
Beta 12-30 Hz concentración razonamiento y resolución de problemas.
Alpha 7,5-12 Hz actividades pacificas o relajación
Theta 3,5-7,5 Hz somnolencia, estrés o decepción
Delta 0,5-3,5 Hz sueño profundo meditación o extrema creatividad.
PS (POWER SPECTRUM)
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Espectro de potencia puede entregar información sobre actividad cerebral.
Un promedio de cada rango podría representar una entrada.
El objetivo fue representar estas representativas
Rango ondas gamma no entrego datos significativos.
Redes neuronales
Inspirados en neuronas biológicas
Arquitectura puede ser entrenadas para reconocimiento de patrones, aproximaciones de
funciones y estimaciones
Salida del sistema depende principalmente de los pesos W
Reconocimiento
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Espectrograma
Ventaneo Hanning ajustable
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Una ventana por punto
Preprocesamiento y extracción de características de la ventana
Entra al clasificador
Y continua para todos los puntos
Sistema de votación
Conclusiones
Aunque las calidades de las señales EEG obtenidas mediante el uso de las EMOTIV
podría no ser suficiente para los estudios neurológicos mas complejos, las señales son
suficientes para aplicaciones BCI como los ejemplos se muestran en el trabajo ejercicios
A pesar de las limitaciones del EMOTIV EPOC se puede utilizar como una herramienta
válida para la adquisición de señales EEG.
Algoritmo de baja complejidad para controlar un brazo robótico utilizando el
dispositivo Emotic Epoc
El problema principal se identificó en los Individuos con parálisis de la columna espinal
los principales puntos a estudiar fueron el tiempo de dominio la frecuencia de dominio
redes artificiales neuronales
El objetivo principal de este proyecto es diseñar e implementar un algoritmo de baja
complejidad al control de un brozo robótico mediante el uso del EMOTIV EPOC
EMOTIV EPOC HEADSET
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14 electrodos
Precisión de 0,5 uV
0,16 Hz alta
85 Hz baja
La interfase del diagrama
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Adquisición de la señal
Procesamiento de la señal
Detección de eventos
Discriminación de eventos
Seguimiento de cabeza
Interacciones del brazo robótico
Como conclusiones
Esto es posible implementar un logaritmo de baja complejidad para el reconocimiento de
acorde a la necesidad que se presente
El algoritmo pues ser implementado en sistemas como la MyRIO
Simulación terapéutica del cerebro
Algunos métodos para la estimulación del cerebro
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Estimulación cerebral profunda
Terapia electroconvulsionista
Simulación repetitiva transcraneal
las múltiples formas de estimular al cerebro y algunas técnicas son efectivas ene l
tratamiento de varios desordenes.
Prototipo rehabilitador pasivo de codo para asistencia en actividades de
fisioterapia
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Las líneas de investigación para estos temas se basan en
Rehabilitadores pasivos para asistencia de actividades de fisioterapia
Prototipo de rehabilitación de muñeca
Prototipo de rehabilitación de dedos de la mano
Prototipo de rehabilitación de codo
Problema
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La rehabilitación como proceso repetitivo
Profesional de la salud termina afectado luego de las terapias
Movilización de los pacientes hacia centros de atención
Tiempos de rehabilitación extensos como métodos tradicionales
Solución propuesta
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dispositivos portátiles
de fácil uso
compatible tanto para el brazo el brazo izquierdo y derecho.
No ocupa mucho espacio
Resistente
Practico
Sistema de control
Se debe tener el movimiento rotacional del codo rehabilitador entonces se opta por utilizar
una señal analógica y un potenciómetro como sensor, con los cuales se obtiene una mejor
apretacion de la escala y un rango especifico.
Los parámetros para inicial la rehabilitación se pide al paciente el nombre la velocidad y
el número de repeticiones asignadas por el profesional de la salud.
De proyecto se extrae como conclusiones que este trabaja la articulación de codo como
una rotación interna del codo cumpliendo con el objetivo el cual es de recuperar la
movilidad del codo.
Dispositivo mecatrónico para el cultivo y cosecha de rosas
El objetivo principal de este diseño es el prevenir entendedores de tipo laboral como
tendinitis y síndrome del túnel carpiano y problemas en las articulaciones en las personas
que laboran en la industria florícola.
Los parámetros de diseño
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Análisis ergonómico
Evaluación de la ergonomía mediante el método (JSI)
JSI Es un método de evaluación de puestas de trabajo que permite valorar a los
trabajadores.
Conclusiones
El proyecto de investigación es de gran relevancia para la industria florícola pro obtener
el beneficio de evitar enfermedades en los trabajadores.
El rendimiento de los trabajadores se ve afectado por el uso del dispositivo en temporada
de cosecha.
Sillas para pacientes con parálisis cerebral
Grupos de trastornos neurológicos
Afecta al trastorno muscular, movimiento y habilidades motoras
Incapacidad para moverse de manera autónoma
problema
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sistemas musculo esquelético
funciones gastrointestinales
sistema circulatorio
sistema respiratorio
propósito de la investigación
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silla - camilla - bipestador
justificación
impacto social
tecnológico
económico
conclusiones
se propine una alternativa de solución de estructura plegable capaz de adoptar posición
de la silla y de la camilla completamente extendida
IEEE- sociedad de ingeniería en medicina y biología
Que es EMBS
Es la sociedad de la IEEE que agrupa a los estudiantes y profesionales que, desde
cualquier punto de vista, se relacionan con la interacción entre la ingeniería, las ciencias
de la salud y las ciencias biológicas.
¿Porque ser miembro de EMBS?
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Es la comunidad profesional más importante a nivel internacional en el área de
interés.
Provee de recurso y oportunidades para desarrollar una carrera profesional de alto
nivel y actualización novedosa de conocimientos.
Fortalece la creación de equipos interdisciplinarios de interés profesional o
académico.
Diseño y acceso a las normativas de uso de equipos médicos.
Actividades
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Capacitaciones
Webinars
Conferencias magistrales
Visitantes distinguidos.
Características de las crisis epilépticas
Crisis focales se origina en una zona limitada del cerebro.
Crisis generalizadas. - afecta a toda la superficie del cerebro
Crisis de inicio desconocido. - aquí no se esta claro si es focal o generalizado.
Síntomas de la epilepsia
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Movimientos involuntarios de los brazos piernas e incluso de la cara.
Perdida de conciencia
Rigidez muscular
Alteración en la percepción
Descontrol de esfuerzos
Perdida de estado de alerta
Conducta extraviada.
Causas de la epilepsia
Desnutrición
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Bajo nivel de oxigeno
Infecciones del SNC
Tumores cerebrales
Niveles anormales de sustancias como azúcar.
Problemas
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Alto índice de personas con refractariedad
Efectos post- operatorios después de la intervención quirúrgica
Efectos secundarios que producen la estimulación invasiva
Dispositivos estimulantes no invasivos existentes en el mercado internacional
tienen costos elevados.
Objetivo
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Diseñar y desarrollar un dispositivo no invasivo para minimizar las convulsiones
en pacientes con epilepsia
Diseño funcional de una máquina para medición de fuerza en la rehabilitación
monitorizada
Objetivo se propone el diseño funciona de una máquina para medición de fuerza en la
rehabilitación monitorizada que permita crear perdida de cada paciente con el Angulo del
movimiento y la fuerza ejercida.
Conclusiones
El diseño obtenido presenta un modelo completo del sistema el cual permite vincular con
diferentes áreas de mejorar la manera del conocimiento.
Al análisis comparativo de gráficos permitirá al especialista evidenciar los avances del
tratamiento mejora la habilidad motora.
Neuro-rehabilitación robótica aplicada a la realidad virtual
SNC. - información interna externa genera respuesta adecuada. Los sistemas sensoriales
receptan información como la habilidad motora, información sensorial modificar los
planes de movimiento, así un niño aprende a realizar movimientos como caminar como,
una persona que ha perdido la habilidad motora en un accidente de tránsito etc.
La repetición es una técnica para recuperar la habilidad motora pule a la ejecución de la
habilidad motora
La experiencia y variabilidad al variar los movimientos se estimula a que recupera l
habilidad motora.
Robótica aplicada a la realidad virtual
La información al inicia y al terminar la ejecución de la información nos permite
modificarla
Nos permite que el tratamiento sea precedido, es la base la el reaprendizaje motor.
Realidad virtual
La realidad vital evita el empleo del robot aburridos al realizar movimientos y colocar
algo de entretenimiento
Sistema inmotico
Este es un gimnasio robótico para las extremidades superiores, para hombro y codo la
muñeca.
Armeo. - equilibra la gravedad mas facilidad de moverlos miembros superiores.
Armeo spring puede mover algo el brazo
Armeo power cuando el paciente no mueve nada el brazo
Lokomant. - exoesqueleto robótico
Ventajas
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Se puede realizar tareas repetitivas
Permite el número de pacientes tratados en lokomant.
Permite establecer medidas cuantitativas.
Desventajas
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Los robots no poseen habilidades cognitivas ni flexibilidad mental.
El tratamiento es individual lo cual es una gran desventaja para os robots
Incapacidad para responder a hecho impredecibles.
Costos de lokomant.
Neurociencia
Neurorrehabilitación e inteligencia artificial
Msc Jorge Gordón
El cerebro es el órgano más grandioso que existe el cual hacer que imaginemos pensemos
y creemos alguna cosa.
Hipócrates es el padre de la neurociencia
Electroencefalografía. - es transportable y resistencia actualmente medimos las ondas
beta teta Alpha delta, en determinados sitios del cerebro
Mediante la transformada de Fourier se transforma la onda para poder ser asimilada o
estudiada y analizada para poder obtener imágenes en vivo y en 3D las zonas de cerebro
Entrenamiento neurofeedback
Prótesis motoras para mejorar la movilidad tetrapléjica en el cual aprende a movilizar sus
miembros a través del casco de electroencefalografía mediante la estimulación eléctrica
funcional.
Robótica para el apoyo a la rehabilitación en el contexto de países en desarrollo
DC Carlos Cifuentes
Libro human-robot
Rehabilitación ocurre cuando acurre un accidente lo cual da lugar una parálisis cerebral
Enfoque. - investigación simple buscar problemas en las clínicas o centros y elaborara
dispositivos necesarios para la zona.
La robótica social es de bajo costo
Material filaflexz
Diseñar los tendones
Investigación en bioingeniería
Control adaptativo basado en inteligencia artificial aplicado a un sistema mecatrónico
fundado en un robot paralelo para diagnostico
Publicaciones
Memorias del primer congreso internacional de bioingeniería y sistemas inteligentes
Análisis cinemático de un control paralelo de tipología
Validación dinámica de un robot paralelo de tipología 3 UPE – RPU
Programa doctoral
Desarrollo e implementación n de un modelo hibrido cinemático