Diseño e implementación de una fuente de corriente controlada y parametrizable para aplicaciones de electroestimulación
La electroestimulación es una técnica en la que se busca generar potenciales de acción por medio de estímulos eléctricos externos con el fin de suplir o emular el control de un órgano, reducir el dolor, fortalecer las fibras musculares, entre otros, todo esto a través de una señal de corriente entre...
- Autores:
-
Vera Berrio, Ana Maria
Terán Rivera, Giovani Arbey
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- Palabra clave:
- Ingeniería Biomédica
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La electroestimulación es una técnica en la que se busca generar potenciales de acción por medio de estímulos eléctricos externos con el fin de suplir o emular el control de un órgano, reducir el dolor, fortalecer las fibras musculares, entre otros, todo esto a través de una señal de corriente entregada principalmente por una fuente de corriente. No obstante, dichas fuentes no poseen una estabilidad en la entrega de la corriente cuando se conecta una carga variable, son específicas para un tipo o técnica de electroestimulación, es decir, tienen preestablecidas unas rutinas de funcionamiento para determinada electroestimulación, con forma de ondas limitadas. En este trabajo se presenta el diseño, simulación e implementación de una fuente de corriente controlada, capaz de generar una señal de corriente independiente de la impedancia a la que se encuentre conectada a esta y que, además sea parametrizable respecto a su forma de onda, intensidad, frecuencia y ancho de pulso, dándole al usuario una flexibilidad en la configuración del sistema, todo esto dentro de la norma de seguridad eléctrica NTC-IEC 60601. Para validar el funcionamiento de dicha fuente se realizaron simulaciones de las etapas funcionales como son: generación de la señal, adecuación de la señal, conversión de la señal de tensión a señal de corriente por medio de la fuente de corriente controlada y monitoreo de la señal de salida, todas estas simulaciones se compararon con los resultados de las pruebas de validación, obteniendo que los resultados reales concuerdan en su mayoría con los esperados. Además de esto, se realizaron dos pruebas de desempeño, una para determinar la impedancia de salida del sistema y la otra para conocer la distorsión total de armónicos (THD), para determinar que la fuente de corriente cumpla con el desempeño requerido |
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[1]A. Guyton and J. Hall, Tratado De Fisiología Medica, 9th ed. 2011. [2]A. Diaz and R. Herrera, “Electroestimulador a corriente constante,” 2001. [3]A. J. Salazar Gómez and D. K. Cuervo Ramírez, “Protocolo de pruebas deseguridad eléctrica para equipos electromédicos: caso de estudio de equiposde telemedicina,” Rev. Ing., no. 38, pp. 27–32, 2013, doi:10.16924/riua.v0i38.87. [4]F. Crépon, J.-F. Doubrère, M. Vanderthommen, E. Castel-Kremer, and G.Cadet, “Electroterapia. Electroestimulación,” EMC - Kinesiterapia - Med.Física, vol. 29, no. 1, pp. 1–20, Jan. 2008, doi: 10.1016/s1293-2965(08)70745-x. [5]G. Boscheti, ¿QUÉ ES LA ELECTROESTIMULACIÓN? teoría, práctica ymetodología, Ilustrada. [6]A. Morral Fernández, “Electrodiagnóstico y electroestimulación de músculosdenervados,” Fisioterapia, vol. 23, pp. 23–35, Jan. 2013, doi: 10.1016/s0211-5638(01)72970-7. [7]Y. Wang, N. Li, H. Yu, Z. Sun, H. Nie, and H. 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No obstante, dichas fuentes no poseen una estabilidad en la entrega de la corriente cuando se conecta una carga variable, son específicas para un tipo o técnica de electroestimulación, es decir, tienen preestablecidas unas rutinas de funcionamiento para determinada electroestimulación, con forma de ondas limitadas. En este trabajo se presenta el diseño, simulación e implementación de una fuente de corriente controlada, capaz de generar una señal de corriente independiente de la impedancia a la que se encuentre conectada a esta y que, además sea parametrizable respecto a su forma de onda, intensidad, frecuencia y ancho de pulso, dándole al usuario una flexibilidad en la configuración del sistema, todo esto dentro de la norma de seguridad eléctrica NTC-IEC 60601. Para validar el funcionamiento de dicha fuente se realizaron simulaciones de las etapas funcionales como son: generación de la señal, adecuación de la señal, conversión de la señal de tensión a señal de corriente por medio de la fuente de corriente controlada y monitoreo de la señal de salida, todas estas simulaciones se compararon con los resultados de las pruebas de validación, obteniendo que los resultados reales concuerdan en su mayoría con los esperados. Además de esto, se realizaron dos pruebas de desempeño, una para determinar la impedancia de salida del sistema y la otra para conocer la distorsión total de armónicos (THD), para determinar que la fuente de corriente cumpla con el desempeño requeridoProyecto de grado (Ingeniero Biomédico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020Proyecto de grado (Ingeniero Mecatrónico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)Ingeniero(a) Mecatrónico(a)application/pdf71 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería BiomédicaIngeniería MecatrónicaDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAOIngeniería BiomédicaIngeniería MecatrónicaForma de ondaElectroestimulaciónMEHCSTHDFuente de corrienteEstimulación eléctricaElectricidad en medicinaInterfases con el usuario (Computadores)Electric stimulationElectricity in medicineUser interfaces (Computer systems)Diseño e implementación de una fuente de corriente controlada y parametrizable para aplicaciones de electroestimulaciónTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85[1]A. 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