Ambiente de entrenamiento virtual para pacientes con amputación de mano

Abstract

Este trabajo de grado evidencia el proceso de desarrollo de un ambiente virtual de entrenamiento para amputados de mano, el cual fue creado con el fin de facilitar la adaptación de prótesis robóticas a estas personas. Este entrenador consiste de un ambiente virtual el cual le permite al paciente la visualización de los ejercicios sobre una prótesis virtual; y un componente hardware que permite la adquisición e identificación de señales bioeléctricas provenientes del paciente. El software planteado se creó siguiendo las especificaciones de médicos Fisioterapeutas que trabajan en el proceso de rehabilitación de pacientes con amputación de miembro superior, para el desarrollo de la interfaz gráfica se tuvo en cuenta las observaciones de un diseñador gráfico buscando que las características del software nos permitieran desarrollar un programa de fácil aprendizaje y usabilidad para el usuario. Entre sus características adicionales consta de una base de datos, la cual permite guardar la información relevante de cada paciente y llevar un registro de los posibles candidatos a la adaptación de una prótesis que pueden ser analizados por el profesional de la salud; posteriormente se diseñó la navegabilidad de las ventanas, bajo las especificaciones de diseño del escenario, a partir de ello se crearon los objetos en 3D, para finalmente empezar a vincular las distintas herramientas software y darle forma al ambiente virtual de entrenamiento, acoplando los parámetros médicos de diseño y de funcionalidad requeridos. Por otro lado se diseñó un sistema de adquisición de señales mioeléctricas consistente en una etapa de adquisición de la señal, una etapa de filtrado, una etapa de amplificación y una etapa de conversión análoga/digital el cual se integró con el trabajo [1] con el cual se obtienen las diferentes características para la identificación del movimiento de mano correspondiente, estas características se utilizaron para el entrenamiento de una red neuronal diseñada en el trabajo [2], obteniéndose así, un sistema de adquisición e identificación de señales EMG completo.

This paper evidence the development process of a virtual environment training for hand amputees, which was created in order to facilitate the adaptation of myolectrical prostheses to these people. The trainer is a virtual environment which allows the visualization of exercises on a virtual interface, and a hardware component that enables identification and acquisition of bioelectric signals from the patient. The proposed software is created according to the specifications of physicians Physiotherapists working in rehabilitation of patients with upper limb amputation. The GUI development took into account the comments of a graphic designer, looking forward the features software that allows developing an easy program for the user. The software consists of a database, which can store the relevant information of each patient and keep track of the patients, that information can be analysed by the health care professional; subsequently designed the navigability of the windows based on the design specifications, the 3D objects composing the scene were linking the various software tools and giving form the virtual environment training, engaging the medical parameters and design required functionality. On the other hand designed an acquisition system consisting of a myoelectric signal acquisition phase signal a filtering stage, an amplification stage and a step of converting analogy / digital signal integrated with work [1] which is obtained different characteristics for the identification corresponding of different hand movement, these features are used to train a neural network designed in the work [2], thereby obtaining a system of identification and acquisition of EMG signals completely.