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El presente trabajo tiene como nalidad la medición del temblor de fatiga muscular en sujetos sanos mediante una prueba postural utilizando el sistema de rastreo óptico Leap Motion, el uso del spline para el muestreo uniforme y de la obtención de la densidad espectral de potencia (DEP) con la transformada rápida de Fourier (FFT por sus siglas en inglés). En este trabajo de investigación también se realizó la validación del dispositivo Leap Motion mediante temblores o vibraciones de una mano sintética, está fue excitada mecánicamente en un ancho de banda similar al del temblor fisiológico (8-12 Hz), y se comparó su respuesta en frecuencia con el dispositivo comercial Trigno Wireless EMG para después realizar pruebas con sujetos sanos para la detección del temblor de fatiga. Para determinar si el dispositivo es capaz de detectar la fatiga, se realizó un experimento con 62 voluntarios sanos de edades entre 19.58± 1.44 años, de los cuales sólo 14 cumplieron con las reglas de inclusión. Las pruebas se realizaron con la mano dominante y el procedimiento fue el siguiente: 1) El sujeto realizó la prueba postural durante 90 segundos, manteniendo una distancia de 9 a 12 cm entre la palma de la mano y el dispositivo Leap Motion, 2) Se realizó la medición de la máxima fuerza de contracción voluntaria (MVC por sus siglas en inglés) con un dinamómetro, 3) Se indujo a la fatiga mediante una serie de ejercicios de extensión/flexión de gama completa del codo usando una mancuerna del 20 % del valor más alto de la MVC a un ritmo de 20 repeticiones por minuto controladas con un metrónomo, realizando un mínimo de 30 repeticiones o hasta sentir la sensación de cansancio, 4) Posteriormente, el sujeto realizó de nuevo la prueba postural durante 90 segundos manteniendo una distancia de 9 a 12 cm entre la palma de la mano y el dispositivo Leap Motion. La DEP se estimó mediante el uso de la siguiente metodología basada en [1]: A partir del tiempo de muestreo entre frames que proporciona Leap Motion se realizó la estimación consecutiva del tiempo, después se calcularon los desplazamientos para cada eje (x; y y z), posteriormente se calculó la distancia euclidiana, éstos datos se interpolaron a 50 Hz, se les aplicó un filtro pasabanda Butterworth, un filtro Savitzky Golay, y para la obtención de la DEP se utilizó la FFT. Para cada una de las pruebas se obtuvo el promedio de la no fatiga y fatiga en las bandas de 8-12 Hz, con estos promedios se realizó una prueba de hipótesis t-student para la diferencia entre medias de dos muestras emparejadas, donde se obtuvo el siguiente resultado p=0.00078, con lo cual se pudo determinar que existe una diferencia entre las medias de las muestras, permitiéndonos distinguir entre fatiga y no fatiga. Se concluye que el dispositivo Leap Motion es capaz de identificar de forma significativa las variaciones del temblor postural de fatiga en la mano de una población de jóvenes sanos, siempre y cuando se cumpla con las reglas de inclusión y el procedimiento anteriormente descrito para realizar las pruebas.

Tesis que describe el diseño, construcción y validación de un sistema electrónico para la evaluación del equilibrio en humanos El estudio del equilibrio humano es útil para el diagnóstico y seguimiento de diversas patologías como: enfermedades neurológicas (Parkinson, Alzheimer, etc.), alteraciones del sistema músculo-esquelético debidas a razones como: uso de tacones altos, sobrepeso, envejecimiento, inestabilidades posturales, uso de prótesis, etc. Existen numerosas herramientas para valorar cualitativa y cuantitativamente el equilibrio. La mayoría se basa en la medición del CoP (Centro de Presión, por sus siglas en inglés), este parámetro depende a su vez de la posición del CoM (Centro de Masa), la cual es la variable monitoreada y controlada por el Sistema Nervioso Central (SNC) para mantener el equilibrio. Las herramientas cualitativas (observación) son propensas a errores de apreciación por falta de experiencia, cansancio o descuido del evaluador. Las cuantitativas suelen ser muy voluminosas (1 a 2 m 3 y más de 4 kg), costosas (superiores a los 3,000 USD) y por tanto limitadas a su uso en laboratorios especializados. Otras soluciones cuantitativas (plantillas instrumentadas) son más económicas pero son personalizadas para un solo sujeto, lo cual nuevamente limita su impacto en el análisis del equilibrio en grandes poblaciones. En esta tesis se presenta el diseño y construcción de un dispositivo portátil y de bajo costo para evaluar el CoP. El prototipo presentado se basa en 3 sensores FSR (Force Sensing Resistor) por pie en una configuración geométrica tomando como base las regiones donde se concentra el mayor peso del cuerpo. Mediante la adecuación de un algoritmo se obtuvo un cálculo para obtener el CoP basado en esos sensores. El sistema está diseñado para adaptarse a pies de 22 a 29 cm de longitud. La estimación del CoP y de los distintos índices comúnmente usados en el diagnóstico y seguimiento de diversas patologías, son calculados en un sistema embebido y desplegados en una pantalla TFT (Thin Film Transistor). Lo anterior asegura un sistema adaptable, portátil y de bajo costo comparado con los sistemas existentes en el estado del arte. El sistema se utilizó para medir el CoP de 50 sujetos de entre 20 y 39 años de edad (33 hombres y 17 mujeres) cuya edad y peso promedio son (26.04 ± 4.94 años, 68.37 ± 8.15 kg) respectivamente. Los resultados promedio obtenidos se compararon con los reportados en diversos estudios para sujetos con características similares. Éstos indican que el sistema aquí presentado es capaz de medir el CoP, obteniendo resultados similares a los que presentan sistemas basados en plataformas de fuerza (Golden Standard). Se encontró además que el sistema es capaz de discriminar entre sujetos en posición de pie, con ojos cerrados y sujetos con ojos abiertos (p < 0001), diferencia que por criterios convencionales se considera estadísticamente significativa.

Tesis que describe el diseño y pruebas de un sistema electrónico para la generación de plasma para uso en cirugías En los procesos quirúrgicos es importante contar con herramientas de corte que permitan realizar ablaciones de manera esterilizada y con el mínimo daño al tejido colateral. La electrocirugía surge como una alternativa al bisturí la cual, además de realizar el corte, permite cauterizar y reducir cortes accidentales a los cirujanos. Sin embargo, una de las desventajas de la electrocirugía convencional, es la alta temperatura que alcanza (400 °C), la cual causa daños considerables al tejido circundante. Como alternativa a esto se ha planteado la ablación utilizando plasma frío, con esta técnica se realizan ablaciones a temperaturas entre 40 °C y 70 °C, reduciendo el daño colateral y agilizando la recuperación de los pacientes. Sin embargo, esta técnica aún está en desarrollo, diversos centros de investigación se encuentran desarrollando nuevas aplicaciones y técnicas de uso. En México, sin embargo, es prácticamente nula la aplicación debido a la falta de conocimiento de la técnica y de equipos que permitan generar plasma a diversos voltajes, corrientes y frecuencias. En esta tesis se presenta el estudio teórico y experimental para el diseño y construcción de un generador de plasma, cuyo propósito es la generación de plasma mediante solución conductora, con el objetivo de realizar el corte y cauterización de tejido animal. Para la implementación del generador se construyó una fuente de alto voltaje basada en la topología push pull, un rectificador de onda completa e inversor de puente completo. El generador de plasma realizado, puede suministrar voltajes hasta los 320 V RMS con una corriente máxima de 330 mA RMS, a una frecuencia que se encuentra en el intervalo de 100 a 150 kHz. Se elaboraron pruebas en donde se comprobó el comportamiento del sistema, de acuerdo a los parámetros de diseño. En dichas pruebas se variaron los parámetros de voltaje y frecuencia y se logró determinar qué parámetros son óptimos para realizar un mejor corte al tejido utilizado. El prototipo demostró tener la potencia suficiente para formar plasma alrededor de los electrodos de la sonda empleada, sumergida en solución salina. Con este trabajo se logró obtener una herramienta para los investigadores interesados en utilizar plasma en procesos quirúrgicos, a bajo costo y con la posibilidad de manipular los parámetros de voltaje, corriente y frecuencia.

En esta tesis se presenta el diseño, implementación y validación de un prototipo de goniómetro digital utilizando una computadora y el sistema Kinect de Microsoft. Se evaluó la validez y confiabilidad de las medidas de los rangos de movimiento (ROMs, por sus siglas en inglés) obtenidas mediante el prototipo, para determinar si son adecuadas para ser utilizadas en la práctica clínica.