. UNIVERSIDAD AU'I'ONOMA

c R

METROF-OLITANA-IZTAPAiPA

INGENIERIA BIOMEDICA.

. . .

TACTIL PARA

CON AUDICION

LA ENSERAN.ZA DE NIROS

DISKINUIDA. "

0

- ALUMNOS: CORNEJO CRUZ,JUAN MANUEL.

GRANADOS TREJO MARIA DEL PILAR.

. ASESORES: M. en C . FIGUET, CADENA MEWDEZ.

I N G . JESUS MONDRAGON' SOLIS.

NOVIEMBRE 1 9 8 4

I

I N D L C E

AGRAUECIMIEN'LOS ................................ JUSTIFICACION .............'~.................... I. INTRODUCCION T , " ................................. 11. ANA'I'OMIA DEL OIDO .......................... 111. DESCRIPCION DE LA FUNCION AUDITIVA .........

. l. EL O.IDO COMO SIS'LEMA ................... A) El oído externo.,.-. .................... B) El oído medio ....................... C l El oído interno .....................

IV. PATOLOGIA DEL OIDO ......................... V,-"LCi,PIEL UNA POSIBILIDAD .................. ;.. VI. FENOMENO BIOELEC'.L'RICO DE LA ESTIMULACION -

ELECTROCUTANEA. I

'1. Consideraciones con respecto a la zona -

PAG . 4

. 5

7

1 I1

13 ._

13 13

14 14 . ,

17 39

- ,

d e l cuerpo ............................... 21

con y sin vello.......................... . 22 3. Ubicación y preparación de la piel ...... 23

. ' 2 . Capacterísticas de recepción de la pi.e1 - . .

-4'; Geometría y material de los electrodos . . 2 4 .

5 . Electrofisiología de la'piel ............ 25 .

6. Formas de onda intradérmicas durante la - . C estimulaclon ..................:.......... 26

7 . Formas de onda para estimulación ........ 8 . Resolución temporal ..................... 9. Resolución espacial ..................... 10. Habituación e interaeción temporal ......

VLI. EXPERIENCIAS OBTENIDAS'.. .................... 1. Electrodos ............................. 2 . Preparación de la piel ................. 3. Impedancia electrodo-piel .............. 4. Formas de onda y frecuencia .. i.........

27 . -

28 .:.

28 28 29

29 * .

3 j ....

33 .

3 3 ~ '..

/- .

3

. I X . DESCRlPCION DEL SIS'I'EMX . . . . . . . . . . . . . * . . F . . . 40

. X . DISEÑU ................................ i. ...... 4 4 1 . DESCRIPCION DE: LOS CIRCUITOS .............. 4.5

a . M i c r o p r o c e s a d o r MKE-280 ............... 45

Xi .

b .. E l o s c i l a d o r p r o g r a m a b l e .............. 4 6

c . F u e n t e s de c o r r i e n t e ................... 47 d . E l e c t r o d o s ................... .-. ........ 4 8 e . Lector de Impedancia ................... 4 8 f . C o n v e r t i d o r A / D ........................ 4 8

SOF'I'WARE DEL SISTEMA ........................ 5 1

APENDICE I1 ................................... 5 6

C o n c l u s i o n e s o b t e n i d a s e n las p r u e b a s r e a l i z a d a s a 3.5 s u j e t o s a d u l t o s

AI'ENDICE I11 ................................... 58

Programa de p r u e b a

BIBLIOGRAFIA ................................... 60 \

c

. .

,l..

"-"."" .. " . . " ........ ....... . . .

" - 4

c

AGRADECIMIENTOS:

A l I n g . M . e n C . Miguel Cadena Méndez

p r o m o t o r de l a , i d e a o r i g i n a l , c u y a i n - - v e s t i g a c i ó n b i b l i o g r á f i c a d a s o p o 2 t e a una parte i m p o r t a n t e d e l p r e s e n t e - t r a b a j o ; asl. como p o r e l apoyo presta - do e n l a r e a l i z a c i ó n del d i s p o s i t i v o .

A l I n g . José de J e s ú s Mondragón So'lís

por s u s c o n s e j o s y s u g e r e n c i a s .

M.P.G.T.

J . M . C . C .

JUSTIFICACION.

Al. i r t ic io de cualquier investigación, quién o.quienes l a - realizan, se trazan un plan de trabajo dividiendo e l problema - or ig ina l en una o varias pa..rtes con l a esperanza de a s í l l e g a r a la solución del problema que les ocupa.

, I

S i n embargo, dicho plan está sujeto a cambios debidos a - los ac ier tos y errores cometidos durante e l d e s a r r o l l o de l a i n - ves t igac ión ; és to es , que quienes l a conducen, rara vez sabrán - cabalmente cuáles serldn SGS alcances reales y sus r e s u l t a ~ o s - f i n a l e s .

Sirvan estas l ineas para decir que nuestro caso no e s l a - excepción, y que dentro de :lo planeado, la invest igación 5.e ha - prolonga(?o más timepo de l o inicialmente programado; asimismo e l p r e s e n t e i ~ f o r m e , enmarcado dentro .de l a idea general que da . - nombre a este proyecto, se avoca a l tratamiento de l o s aspectos teór icos y prácticos recabados hasra ahora en l o concerniente a l a est imuiación eléctrica en l a piel.

. . . .

Las a y u d a s a u d i t i v a s e l e c t r d n i c a s q u e a m p l i f i c a n e'l so - n i d o y l o l l e v a n a a l g ú n p u n t o c e r c a n o a l o í d o , h a n s i d o de

g r a n u t i l i d a d para a q u e l l a s p e r s o n a s q u e s u f r e n t r a n s t o , m o s a u d i t i v o s de x e d i a n a i m p o r t a n c i a . S i n e m b a r g o , es tos d i s p o s i t 2 . - vos no res : l l .+an Úti les . para los s o r d o s p r o f u n d o s .

&

Los.sordos prchfundos no e s t á n e n - p o s i b i l i d a d de esc1.J- char los s c n i d o s q u e p r o d u c e n , dcb ido a q u e , por d i f e r e n t e s ra zones, n o c u e n t a n c o n l a r e t r o a l i m e n t a c i ó n n e c e s a r i a para a- p r e n d e r a c o n t r o l a r s u s c u e r d a s v o c a l e s , l e n g u a y l a b i o s y as:

p r o d u c i r v o z , aún cuando no ex i s ta impedimento f f s i co a l g u n o .

.-

U2 d i s p o s i t i v o e l e c t r o t a c t i l a y u d a r í a a s a l v a r e s t a d e f i c i e n c i . 3 , p e r m i t i e n d o a 30s sc?dbs p r o f u n d o s a d q u i r i r ur,a c ie r ta h a b i l i d a d v e r b a l , y con e s t s ? poder t e n e r u n a nayor . y

mejor c o m u n i c a c i ó n c o n e l mundo que: l es r o d e a .

7

I

E l 1 e n g u a j . e hablado parece ser un a t r i b u t o c a r a c t e r i z t c o

d e l h-ombre. Se acepta que e l l e n g u a j e es un sistema f u n c i o n a l - d e l hombre y que e l desarro l lo de este p o n e e n j u e g o l a v i s t a , e l o í d o y las f u n c i o n e s n e u r o n u s c l l l z r e s a f i n e s s u b y a c e n t e s ‘en e l habla y e s c r i t u r a de un t e x t o .

Se puede afirmar, que e l l e n g u a j e es l a h e r r a m i e n t a p-;.i-

maria empleada e n l a c o m u n i c a c i ó n de i n f o r m a c i ó n e n t r e los huma- nos. Un h a b l a n t e u t i l i z a e l l e n g u a j e para e n c o d i f i c a r u n a p n t e

de s u i n f o r m a c i ó n a l m a c e n a d a cono un m e n s a j e - f o r m a - l e n g u a j e , ?a- .ra t r a n s m i t i r a un o y e n t e , qu.e a s u v e z , d e c o d i f i c a e l l e l l g u a j e e x t r a y e n d 9 l a i n f ó r m a c i ó n c o n t z n i d a y c o m p a r á n d o l a c o n s u i n f - o r m a c i ó n ‘ a l m a c e n a d a . Los i n t e m a m b i o c de i n f o r m a c i ó n se dan cuan- do ex i s te u n a s e c u a n c i a d i n á m i c a e n dmbos s e n t i d o s , e n t r e - e l que habla y e l q u e e s c u c h a (1).

-

P a r a p e r c i b i r c u a l q u i e r s e n s a c i ó n se debe de p r o d u c i r - un i m p u l s o - - . n e r v i o s o e n l a t e r m i n a c i S n per i fér i ca de una carknn

n e u r o n a l a f e r e n t e , l a que conduce *- u n a r e g i ó n d e l c e r e b r o des- t i n a d a a p e r c i b i r d i c h a s e n s a c i 6 n . -La c a l i d a d de l a s e n s a c i 6 : l p e r c i b i d a d e p e n d e de l a regiCjn del c e r e b r o a l a c u s l e s t á cofiec t a d a l a c a d e n a n e u r o n a l . P o r ejempl-g? los impulsos que llegar,

a una cie1,t.a r e g i ó n d e l cerebro o r i g i n a n s e n s a c i ó n d e l u z . Los

q u e l l e g a n a o t r a , o r i g i n a n s e n s z c l o n d e t a c t o ~y a s í s u c e s i v a - mente (4 l.

.. -

.*

Los i m p u l s o s q u e l l e g a n a l a p a r t e d e l cerebro q u e c e - ocupan de l a p e r c e p c i ó n d e l t a c t o p r o v i e n e n de t e r m i n a c i o n e s n e r v i o s a s d i s t r i b u i d a s e n t o d o e l c u e r p o , q u e d e s e n c a d e n a iv.rjul

sos n e r v i c ; o s c u a n d o s o n e s t i m u l a l 9 s . En c o n s e c u e n c i a , s i Itfera p o s i b l e c o n e c t a r las c a d e n a s n e u r o n a l e s q u e p r o v i e n e n de 1;ecepto

-_

-

,

P

res d e t a c t o s i t u a d o s en t.223 c l ; ? u . ~ r ~ ~ o con l a p a r t e d e l cere- b r o d e s t i r r a d a . a perci3i.r l u z , a l ser t o c a d a u n a p e r s o n a , p e r c i - b i r i a . l a s c n s a c i ó n de l u z y no T a c t o . En otras p a l a b r a s , l a - p e r c e p c i ó n de d i v e r s a s s e n s a c i o n - s d e p e n d e n de los i m p u l s o s n e r - viosos q u e l l e g a n a p o r c i o n e s e s T - c i a l i z a d a s d e l cerebro,. d e s t i "

n a d a s a l a p e r c e p c i ó n de d ichas s e i - i s a c i o n e s ( 4 ) .

POP otra p a r t e , e l c e r e b r o humano ha demostrado ser capaz .

d e a d a p t a r s e a una p é r d i d a s e n s o r l a 1 ( v . g r . s o r d e r a o c e g u e r a ) m e d i a n t e a l g u n o de los s i g u i e n t e s m e c a n i s m o s :

1) E l d e s a r r o l l o de estrategias a l t e r n a s p a r a l a o b t e n - ci6n d,a 12 i n f o r m a c i h g e n e r a l m e n t e s u m i n i s t r a d a por el sistema s e n s o r i a l p e r d i d o , y

2 ) n e d i a n t e e l a 6 r e n d i z a f c y uso de l a i n f o r m a c i ó n silmi- n i s t r a d a p o r un sistema ,-ie s u s t i t u c i ó n s e n s o r i a l .

Se ha demostrado que l o s d i s p o s i t i v o s de s u s t i t u c i ó n sen I

sor ia l pueden, a l menos en e l l a b o r a t o r i o , s u m i n i s t r a r Inforna c iÓn que. el c e r e b r o p u e d e aprer,Aer a i n t e g r a r como i n f o r n z e l 6 n p r o v e n i e n t e d e un sistema s e n s c r i a l i n t a c t o .

'l. :los e s t u d i o s h a n c i e m o s t r a d o q u e e l c e r e b r o es un " :

órga:).o p o s e e d o r de p l a s t i c i c l a d , y que l o s mecanismos d e p : ? r c e p c i Ó n , son 10 s u f i c i e n t e m e n t e maleables para p e : l - m i t i r a un c iego c c n g 6 n i t o i n t e r p r e t a r l a i n f o ; m a I c.iÓn de un s i s t e m a t a c t i l de s u s t i t u c i h s e n s o r i a l - en t e r m i n o s v i s u a l e s " ( 2 0 ) .

La capacidad d e un sistema s e n s o r i a l d e l l e v a r l a in for - m á c i ó n g e n e r a l m e n t e s u m i n i s t r a d a por un sistema s e n s o r i a l p y r - d i d o , d e p e n d e de l a ex i s tenc ia de n e c a n i s m c s de p l a s t i c i d z d - n e u r o n a l .

E x i s t e n p r u e b a s e n e l sentido que las .vPas cerebrales no.

son f i j a s e i n m u t a b l e s . Estas inf:l.uyen e s t u d i o s de l a r e c d p e r a I

ción de ;ma función seguid3 de um. les ión cerebral , de cambios en l a s neuronas durante e l aprendizaje, de a l teraciones en 10s potenciales evocados y de un mejoramiento de l a e s t r u c t u r a cor - t i c a l y química ( 8 ) ( 2 0 ) (22).

Hediante e l empleo de l o s ,recursos tecnológicos actuales, aunado a un entrenamiento adecuado, l o s mecanismos de p l a s t i c i - dad que permiten a l cerebro yesponder a nuevos requerimientos funcionales, pueden proveer l a adaptabilidad necesaria para corn - pensar m a pérdida sensorial.

,

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10

I I . A N A T O M I 8 - D E L O I D O """" "_. ""

c

. E l oído es e l órgano encargaclo de l a percepción de l a s - ondas sonoras, as2 ccmo de t ranswi t i r a l o s centr js ,superiores l a s impresiones de equi l ibr io .

E l aparato auditivo se divide er, tres porciones d i s t i n - t a s :

a ) E l oído externo, constituido por e l pabellón de la o- r e j a y e l conducto auditivo externo,

b' ) .^El oído medio; consLituído p o r l a c a j a d e l tfmpario, - en cuyo, inter ior se ercuaFtra una cadena de hrresaci- 110s que transmiten las vibraciones captadas por €1 - ofdo externo haci.a e l l a b e r i n t o ; una s e r i e de cavida- des.almecenadas en e l espesor de la apóf is is mastoiees por detrás de l a c a j a del tfrnpano, as$ como de l a - trompa de Eustaquio,

c) E l ofdo interno; formsclo por cavidades dentro Ce las cuales se encuentran vesiculas membranosas, en cxyo i n t e r i o r s e disponen las terainaciones de las ramas - coclear y vest ibular de3 nervio auditivo (2 ) .

EX cfdo externo es l a partt- mss super f i c ia l de l apvwato - audi, t ivci , encargado de la captación de l a s ondas sonoras -3.7 de

su transmfsión hacia l a membrana dei ternpano.

E l oxdo medio es l a parte central d e l aparaTo auditivo, interpacsto entre el oldc externa y e l l a b e r i n t o , a l c u a l . trans - mite las vibraciones de l a membrana del . tZmpano a tFavés de s u caden& de huesec i l los , Estos hueseci l los (mart i l lo , y m q 1 . ~ 57 e 2 tr ibo) es tzn ar t iculados en?-re sf y revestidos p o r una meinSrana mucosa. Los huesecillos transmiten las vibraciones de l.2 rnemi7ra "

na del -:f.rr,pano hasta la ventana c v a l de la siguiente n~mezl=!: E l

más pequeño movimierito d e 1.; F ~ ; ~ ~ G * ~ ' ~ - .. - . t ~ . ! ~ . L ~ s ~ ? . ~ ;,-- qc v . . i tfnpano hace que se

mueva e l m a r t i l l o , e l que t-l s u vez , maeve a l yunque y é s t e a l e s t r i b o ; de e s t a manera l a vibración se transmite a l l i q u i d o l a b e r h t i c o y va a impresionzr al Órgdno de Corti del caracol

. .

' membranoso donde se encuentra e l o:rig:en del nervio auditivo.

v entono r cdonao

rompa a t eustaquio

?IG. 1 Esquema que demuestm las re lac iones de l o s oídos externo, medi;> e . interno (Tomado de F i -

. s i o l o g í a Mgdica de A.rthur C . Guyton)

E l oZdo in terno es l a part.. más profunda y más impor-tm- te de l apara to de l a audición. Er su espesor se encuentra e l o r i gen de l a rama cocl.ear del nervio auditivo, encargada de recibir y t ransmit i r a la corteza cerebral las impresiones acústicas p r o piamente dichas, y ademzs, e l origen de l a rama vest ibular del mismo nervio auditivo , que concluc*z. hacia los ceritros suparlor .ss las impresiones de equilibrio cormspondientes a l sentido e s t z t l co. E l o í a o interno se compone de m a s e r i e de cavidades ? o I c ~ ~ z - das en e l espesor del peñasco, dencninado laberinto Óseo. Zn e 1

i n t e r i o r ae é s t c e x i s t e una seyj'e de s.es?culas rnentbranosas que constituyen el laber into membran.oso.

-

-

FIG. 2 E l caracol ('l'omado de

F i s i o l o g í a Médica de Arthur C . Guyton)

u oval estr i eo

FIG. 3 Mcvimiento de líquido en e l caracol después de un

brusco desplazamiento del es - t r ibo hacia adelante ('l'omado Y c eaonda mcm brano

de F i s io log ia . . . I basilar

E l caraco l es un sistema de tubos arrollados (ver fig. 4 ) con t r e s tubos diferentes, uno a l lado de l o t ro denominados rampa ves t ibular , rampa media y ranpa timpánica. En l a superfi " tie de l a membrana b a s i l a r se h a l l a e l Órgano de Cor t i , que - cont iene ser ie de cé lulas meczrlicamente sens ib les : laP c6- lu las p i losas . Siendo é s t a s 3.0s órganos terminales receptivos que generani l o s impulsos nerviosos c n respuesta a las v i b r a d o nes sonoras (2 1 .

-

. _ I ...,.. .. - - .- -.--."".-."".

1 I I . D E S C R I P C I O N E E L A " " " _ " " " " F U N C I O N E - U D I T I V A . . """_ """"- f

El proceso que sufx>e e l sonido a l e n t r a r en e l o:'do- se puede resumir como sigue:

* .

1, La onda sonora es captc?da p o r e l ofdo externo. 2 . Los movimientos de l a membrana timpgnica son trans-

fer idos por 10s huesecillos del ofdo.medio hasta la ventana oval.

3 . Los mcvinientos present-2s en l a ventana oval generan una onda de compresi6n er. e l f l u i d o de l a c o c l e a , l a que a s u vez' mueve Id menbrana bas i lar sobre l a cua l se hal lan las cg lu las c i l iadas , l as cua les conectan con e l nervio auditivo.

TII.1 EL OTDO COMO SISTEMA

gobre 10s sonidos, puede d l v i d i p s e en tres etapas correspon- dientes a sus tres estructuras Jnat6micas (26') ya descr j tas .

A) EL O I D O EXTERNO

E l o l d o externo consjs-te rle l a o r e j a 57 e l conducto au- d i t i v o , pr inc ipa l propiedad funcional es e l papel que de- FernpeE2 e3 l a loca l izac ión de los sonidos, mediante mc-Jixien -

' t o s de i.a cabeza, asimismo t i e n e l a propledad de ate,nuar -.

c ier tas f recuenc ias , tmzs mZis que otyas ,

r)eb.ido a l a s caracterzsticas acfist icas del canal a u d i -

tLyo , 2 ;4 cm de longitud en p r m e d i o y consider&do:.o ;:om. un tubo cerrado e n un extremo junto con e l pabellón de ' la --

ore ja , actúa como un f i l t ~ b .;lasebanda; disminuyendo l a smpll-

t u d de la señal para las frecuencias menores de 2 kHz y mayo- r e s de 6 kHz, "amplificando" a l mismo tiempo l a señal cornpren - dida en es te rango.

B3'EL O I D O MEDIO

La principal función del ofdo medio e s l a de acoplador de impedancias. Para entender é s t o , considérese l o s iguiente : en e l e x t e r i o r de l a membrana timpsnica e x i s t e a i r e , cuya i m - pedancia acús t i ca es aproximadamente de 4 0 dinas/cm3 . En e l otro lado de l a membrana se encuentra e l e s t r i b o , cuya base - se encuentra apoyada en l a ventana oval , poniénd.3se en ccntac - t o con los f luidos de la ccc1ca::Los fluiCos de l a c o c l e a pue - den equipararse con e l agua de Jmr, por 10 que su impedancia a c 6 s t i c a c a r a c t e r f s t i c a e s aproximadamente de 1 6 1 O00 dmas/ cm , de donde se obt iene la impedancia de l a i re de 4 O00

dinas /cm .

. .

3

3

Esto s i g n i f i c a , que s i una onda sonora impactara-direc - tamente en el, f l u i d o coclear, Transmitirfa solamente 0.1%

de S U energfa mientras que e?: 29 .9% s e r e f l e j a r í a ,

C) EL O I D O INTERNO

E3, d u c t o coclear contiene los receptores elementales - de l a audición ( v e r f i g . S ) . 2stos receptores se encuentran distribuidos a 10 largo de 12 mmbrana b a s i l a r y que ex" con- junto constituyen e l &gano de C o r t i ,

El sonido puede considerarse como una d i ferenc ia de -- presllones entre l a esca la ves t ibular y la escala t im$nica , la cuS1 e s en c u a l q u i e r instante de t iempo, l a misma en toda la membrana, Debido a las difem:Eicias de presión, l a membra- na baslllar recibe energla con la.-'cual empieza a moverse.

,,

ti bras

I

membrana de

P o t 4 eoc lvar

membrana DaslLnr

FIG. 5 Estructura y an.ltomia de la coclea. a') l a coclea en relación a l oido medio, e l canal vesti bu lar y el nervio auditi.vo. b) Sección transver- s a l de l a coc lea? c > Sstructuras dentro de esca- l a media.

I

r

La t e o r í a c l 6 s i c a p w a eixl-,:!ear el ncvimiento de l a rlem- brana basi lar establece que s i se conoce qué lugar de l a membra- na está 'vibrando, se puede es tab lecer cuál es l a frecuencia de

e l est.ímulo que originó el molriniento y viceversa:

6100 E X T E R N ~ O . MEDIO i o. INTERNO

F I L T R O ACUSTICO' (MECANICO i

FIG. 6 Modelo mecánico de -. aído.

. ,."_" _" "X".""."

T V . P A T O i , O G I A D E L C I I D O . _"""" "- ""

Dar u n a d e f i n i c i ó n de l a au'clición es muy d i f í c i l . , pero se puede d e c i r que cuandc e l sistema se d a ñ a , e l proceso de La p e r c e p c i 6 n de l a a u d i c i ó n , s u a n a t o m í a y su n e u r o f i s i o l o -

g l a i n v o l u c r a d a , p u e d e n acarrear d i s f u n c i o n e s muy c o m p l e j a s .

E l o i r s i rve a d o s f u n c i o n e s Sásicas:

a) Como un sistema de aleTta p a r a l a p r e s e r v a c i e n d e l individuo e n s u m e d i o ;

b) En e l d e s a r r o l l o d e l l e n g u a j e y e l h a b l a ,

La m a y o r í a de las p e r s o n a s e n s u e t a p a i n f a n t i l , 1 ~ -

prenden a m a n e j a r c o m p o n e n t e s de l a c o m u n i c a c i 6 n de a c u e r d o a s u s d i v e r s a s etapas de desarroi lo . S i n embargo, e x i s t e n - razones b a j o las ' c u a l e s un niño puede no responder. a estfmu - los sonoros, puede s e r sordo, f a l t a de a t e n c i ó n , f a l t a de - i n t e r & , e s t í m u l o s q u e n o . s o n s i g n i f i c a t i v o s , o i n c a p a c i d a d p a r a p r o c e s a r l a i n f o r m a c i ó n de una manera adecuada,

E s t l q a c i o n e s c o n s e r v a d o r a s h a c e n pensar que e l 8 % de l a pohlaci ,Ón t i e n e a l g a n i m p e 2 i m e n t o c u a n t i f i c a b l e de In du - d i c i ó n y un 3% de l o s mismos : I resentan problemas graves >a- ya l a c o m p r e n s i a n d e l l e n g u a j e , a ú n con e l uso c?e ayudas . - ai:

d t t i v a s d e a l t a p o t e n c i a , Lo a n t e r i o r s igni f i ca que e? nues t r o p z l s e x i s t e n cerca de 9 0 O00 n i ñ o s que r e q u i e r e n pmgrcl - mas de T e h a b i l i t a c i ó n a u d i t i v a ( 7 ) .

1 -

Ea origen de este. irr,pedimento f n c l u y e carlsas corn.@;

1 , P G r d i d a s a u d i t ? . v a ? a s o c i a d a s a d e f e c t o s p a t o l ó g i - cos en e l o l d 0 medio , t h p a n o o en e l conduct:o 3u - d l t i v o ,

.-+I

.

?. I'hrdidas senso-newalcs causadas por defectos 651-1 La c:oclea o en e l ner;rio auditivo.

2 . l1a;ios inducidos a l a corteza auditiva por hemorra- g - ias , traumas Ilefectas congénitos, etc.

4 . Sordera funcional, cior,de e l problema no es f i s i G l Ó - g i c o s ino psicológico o motivacional, pero s-in em- b a r g o , muy r e a l .

'La inportancia del oldo en e l desarrol lo del lenguaje

y produccritn del habla , ha si&> bien establecido. S i e l oído se pierde después de aprender a hablar , é s ta ' se re t iene nor- malmente, pero frecuentemente, zstá sujeta a una notable pér - dfda .de- ca l idad , Disps i t lvos para es ta c lase de problemas - auditivos pueden aminorar o ?en;ediar esta pérdida de czlidad en e l ienguaje.

Sin embargo, los niños que son sordos profundos des&

el nacimiento o aquellos que accsan una pgrdida del oído an- t e s d e aprender a hablar, t ienen un doble impedimento, no - pueden o i r l o s sonidos de su 'medio o l a voz de o t r o s , tan??o- co reciben retroalimentación de su propia voz y están i n h a b i "

1itz;dcs para comparar sus experiencias con l a voz de los de- m&. La voz no l l ega a desar2o;larse en estos nifios sil..:, es con un arduo entrenamiento y a menudo afin con e s t e , l a voz só lo 1l ! :ga a ser parc ia lmente inte l ig ible . Todo es to ccn l le - ya a un retardo funcional predecfble de 3 a 5 años con res- pecta a- un ni f lo ncrmal en e l uso y desarrollo del lenguaje

(5) 'I

.

V . L A P I E L U N A P O S I B I L I D A D " "" "" "" """_

Una de las l imitaciones de los' sistemas de sustitución sensoria l , . es que los receptores y vzas del sisterna normal de s u s t i t u c i g n no sean capaces de l l e v a r adecuadamente l a i n formación r.equerida para procurar una sustitución sensorial prác t i ca ( 2 0 ) .

-

E l sistema visual es capaz de r e c i b i r una gran cant i - dad de información simultáneamente; un breve flash (presenta- ción tak i toscópica ) es suf i c iente para reconocer un r o s t r o . S h er iargo, es muy pobre en l a resDlución de frecuencias ..al- t a s ( i ! e . no es capaz de reconocdr cuadros diferentes en uila.

pelgcula (32 cuadros/seg). E l oído pcr e l c o n t r a r i o , t i e n e una buena respuesta a frecuencias al-tas ( 2 0 Hz a 2 0 kHz rango de v o z ) ; es excelente para resol-Jer información secuencia1 pero pobre en la reso luc ión de información simultánea. La p i e l e s - ' t á ent re ambos, resuelve mds qxe e l oído l a información sinul tánea, pero menos que e l o j o , y m e j x que e l o j o las frecuen- c i a s a l t a s , pero menos que e l o í d c , (2G). Asimismo l a p i e l responde a- estímulos térmicos, el6ctricos y mecánicos. S i n em bargo, sólarnente las dos últimas fcTmas de estimulación Soil

prácticas para su aplicación en ayudas sensoria les (13).

-

&

La estimulación electroct"k5nea es la ap l i cac ión de i m - pulsos elgctricos para producir sensaciones vibrátiles confor- tables. Esta estimulación se ha utilizado exitosamente parla re troalimentación sensorial suplementaria en prótes is de brazo y ayudas visuales . Asimismo, se h a 'utilizado para i n h i b i r do-

los post-operatorio y dolores crónicos (13).

-

La est imulación e lectrocuthea, además de s e r un mo,dio de procurar informaci6x de retroalimentación sensorial a los

usuarios ae prótes is de brazo, pucdr- s e r v i r como un canal de,

20

entrada a l t e r n o para s u r n i n l s t r a r información sensorial a s u -

jetos sordos; s u t é c n i c a es no invaiiva y ofrece una alterna t i v a en la estimulaci6n d i r e c t a .$e los nervios aferentes (20) que ectimulan corteza cerebrsli..

2 1

V I . F E N O M E K 0 B I O E L E C T R I C 0 "_""" ""-"""" D E L A E S ' I ' I M . 2 L A C T O N " " ""- ""_ "- E L E C T R O C U T X N E A . """""""

La superficie externa de l a epidermis e s t á compuesta de .

capas de c é l u l a s e p i t e l i a l e s escarnosas. Estas células se for - man en l a dermis y emigran h a c i a l a s u p e r f i c i e e x t e r i o r en - el lapso de unos pocos d í a s , c n un proceso c o n t í n u o de regene - ración. En l a t r a n s i c i ó n de l a dermis a l a e p i d e r m i s , e l nú- c leo ce lu lar muere; e l t e j i d o e p i t e l i a l I ? e s u l t a n t e , cxando se

seca, exhibe una a l t a - r e s i s t s n c i a e l é c t r ? ' . z a ( 5 0 a 20fi k i l o - ohms). Por o t r a p a r t e , e l t e j i d o e p i t e l i a l e s s u s c e p t i b l e de absorber humedad y una vez hidyatado exhibe una resistc :ncia - de menos de 10 kilo-ohms) (13).

Cuando e l cuerpo se coqsierte en parte de UR c i r c u i t o - - e l é c t d - c o , los efectos de l a c o r r i e n t e e l z c t r i c a s e 3eben -

principalmente a la magnitud .de la corr iente e Iéc t r2r .a y a la duración del shock. L#a corr iente es tá dada por l a l e y fie, ohn! I: = E/Z, donde Z e s l a impedz.ncia t o t a l de l a malla y no ú n i - camente l a d e l c i r c u i t o el6ctri::o. A bajas frecuencias .? la i n - pedancia de l a piel es escencj.a?mente res is t iva , mientras qce

a a l tas f recuenc ias , (más de ?-C'30 Hz) es no l i n e a l y t i e n e ca - r a c t e r f s t i c a s de un c i r c u i t o RC, debigndose es to a s u estruc- tura ce lu lar ( 6 ) .

A b a j o s v o l t a j e s , l a r e s i s t e n c i a en e l s i t i o de contac- t o ea e!! principal factor lirnj-tador de corr iente .

La r e s i s t e n c i a de la p?e l depende de l a humedad ?resen- . t e en el, i n t e r i o r y en e1 exterior. . Los contactos l i q u i d ~ s -

asf COMO l a transpiración, redacen gradualmente l a r e c i s t e n - _ c

c i a de l a capa córnea. E l T U ~ ~ Q y 1-a ansiedad provoczn en - algunas personas la t ranspiracicn. E l sudor también se gene - r a a l t r a b a j a r en un lugar cal iLnte, o hfimedo, por l o quz - las condiciones f is iol .6gicas y psicológicas influyen en l a r e s i s t e n c i a e l é c t r i c a de 1;: p i e l , y estos factores pi;eden - cobrar importancia cuando la ccrlriente fluye por más de - unos cuantos segundos. Los cortactos localizados donde l a - piel tenga alguna ruptura, ta'les ccmo una herida o unz ras - padura, tienen una ba ja res is t*ncia inherente , y una co- r r i e n t e de unos cuantos miliemperes puede ser dolorosa.

. .

La capa e p i t e l i a l v a r í a ek: espesor dependiendo de S U

local lzaclón en e l cuerpo y - . d e la repet ibi l idhd d e l co3tac-

to mechico ; l as super f i c ies de l p ie y l a mano son s i g n i f i - cativsnente más gruesas que o t ras super f i c ies , con un3 m- rrespondiente alta impedancia e léc t r i ca . Es tas super f i c ies están inervadas por receptores altamente especializadcs (corpúsculos de Paccini 1 en l o s . te j idos pTofundos. Fsf.37 r e - ceptores son altamente sensitivos a l a deformacitk ;? . exb i - ben un amplio ancho de banda vibrator io , muy Gtil er! la dFs - crininación de texturas (13 1.

La resolución entre dos puntos adyacentes es poi: i o - mismc superior en manos y pies a 9a de otras regiones, C Q ~ Q

l a piel del t r o n c o , S i n embargc, l a super f i c ie dispor'ibie - par'a ser estimulada es mucho menor, Lo anter ior hace nss - conveniente usar alguna región-del tponco o de l a s extrerr.i- dades cuando se quiere hacer e lectroest imulacih por perfo- dos prolongados (16 1.

VT. 2 CARACTERISTSZAS DE RECEPCION DE LA P I E L CON Y SIN VELLO

La sensación desencadenada por e l tac to es debida a - t r e s t i p o s de receptores : corpdsculos de Meissner, d i s c o s - le Merkel y terminaciones neripiosas l i b r e s , en par t i cu lar -

. 23

los dispuestos en cesta al-&.<,&dc;r de l a s bases de los f o l í - culos pi losos.

. " . . .,. . . .~ - "- . ,- "

f

Las terminaciones nervic5as l ibres se' elevan desde - dentro de l a dermis, estgn 2ensamente distribuidas y forman mÚ1tiples grupos de i n e r v a c i h .

Los fo l ículos capi lares . es t& dis tr ibuidos a leator ie- mente en l a p i e l . La base de cada fol fculo está encirculada por terminaciones nerviosas: altamznte sensitivas a movi- mientos mecánicos. Las gl5ndKlas sebgceas, cuyos ductos se her : a l o s de l fo l í cu lo capi lar , forman una. v4a a t ravés de la epi0ermis.

Peque& receptores en el- t e j i d o e p i t e l i a l permiten - que l a c o r r i e n t e e l é c t r i c a , ciurante l a e s t i n u l a c i i h , I l e - guen a l a s terminaciones nerviosas 'libres que se hallan s i - tuadas en l a dermis.

Pruebas experimentaks y las c a r a c t e r í s t i c a s ps.tcof5- sicas de l a estimulación eI,??trocut&ea sugieren'que :a sen - sac%Ón es e l icktada por una estimulación directa de l o s n e r - vioa aferentes prinarios mieIinizados situados en l a c3.erni.s

(13) .

vX.3 UBXCACION Y PREPARACION DE LA PTEL,

EJ. mejor s i t i o para un dispositivo e lec t ro tac t i : es un ,áx*ea localizada es? e S t r o n c o del s u j e t o , área que debe e q t m l i b r e de vello o >fen afeitada y l a cual hags, sido - humedecida con agua ca l iente para hidratar l a super f i c ie - e p i t e l i a l , E l abdomen ha $robado S ~ T sa t l s fac tor io para e s

t imulaclones e lectrotact i les de una y dos climencicnes; l a

superf ic ie internz de 1s parte z l t a de los brazos o 3e i as

- . . 2 4

piern.as e s igualmen-cc.: adec&?a ,aunque e l area deisponihle

es mr?nor; Superficies inme'diatame-nte adyacentes a una - área más densamente ineryla5.c ? t a l coma l a mufíeca, son me- nos adecuadas ¶ puesto (-;LE una 5sttmulaciÓn ' directa^ sobre los nervios , produce parestt3sia ci pequeños movimientos - involuntarios.

. - . .

Una vez humedecida l a piel. b a j o e l estimulador elec t r o t a c t i l , t i e n d e a permmecsr hirmeda, y la impedancia - permanece baja, principalmente debido a l a acción vasodi- latadora de l a c o r r i e n t e de estimulación, a s i como también de l a Tetención pas iva de l a humedad natural de l a pip1 - baja e l electrodo (.3.3).

-

Y T . 4 GEOMETRTA Y KATERIAL DE LOS ELECTRODOS.

Es necesar io u t i l izar mater ia les que en s u superfi- c i e no originen zonas no conductoras en e l medio b io léc - t r i c o , Los materiales accptzbies incluyen a l oro, l a p l a - t a : y- aleaciones de platirm e i r i d i o y otras a leaciones - s imilares . Los electrodos ueilizados por Saunders y Szeto (101, están construidos a p c " r t i r de c i r c u i t o s impresos de

p l a t a chapeados con oro, a s í como de remaches con cha?a - de oro, Constan de un centro act ivo e l ipsoidal de 4 ic 7rm

atravesados por un remache 6e mm de dismetro, todo ello rodeado por un a n i l l o a i s l a n t e de 1 mm de espesor, y f i - nalmente rodeado p o r un electrodo de t i e r r a de 9 X 2 5 mm. t a configuración concéntrica incrementa 1.a discr iminabi l i dad entre dos puntos adyacentes y l i m i t a l a d i f u s i ó n de - 13 c o r r i e n t e ; las corr ientes de fuga medidas en e l centro de un electrodo adyacente, generalmente no exceden del 5 a? 8 % de l a c o r r i e n t e en e l e l e c t r o d o a c t i v o .

-

E l arreglo de elec"irodos debe estar montado sobre - un material portador que n-antenga un con'tacto adcscusdcl, - uniforme y e s t a 3 l e con l a pj,l durante l o s rnovlmientes co rporales normales.

-

”

2 5

Utilizando electrodos ccrm los anteriormente descri- tos y acoplados capacitivamcnte a una fuente de corr iente , se observa que aplicando puless de corriente monofásica de 10 mA a l a p i e l humedecida, e lvo l ta je resul tante en e l - electrodo activo se asemeja 3 una curva de carga acelerada negctivamente, la cual se es- tabi l iza a un voltaje equiva - lente a una impedancia de 5 7 kilohms. Esta impedancia - es inicialemente mayor’ (10 a 1 5 ki lohms) , cuando l a p i e l - se estimula p o r primera vez, o cuando e l electrodo se ha - movido de s u s i t i o o r i g i n a l , o cuando l a p i e l e s t á inade - cuadamente humedecida. La inpedancia.disminuirá durante - los primeros 30 segs. de estlmulación. Se cree que e s t e - e f e z t o de calentanliento es resultado de una vasodila.LzciÓn o de una activación de l a s g?..&ndulas sudoríparas debida a l paso de l a c o r r i e n t e . Durante este periodo de calentamien- t o la ca l idad de la sensacidn canbia de punzante a suave - conforme l a densidad de w r r i e n t e s e e s t a b i l i z a .

La polaridad de ICs pulsos de corr iente no a f e c t a l a impedancia de l a p i e l . La duración de los pulsos tampoco - a f e c t a l a impedancia. S l n enbargo, l a cantidad de corr ien- t e a f e c t a l a impedancia de upa manera marcada; un incremen - to en l a cantidad de corrientz está asociado con un c-lecre- mentc en l a impedancia. Confcrme l a c o r r i e n t e s e ay.roxima a l umbral del d o l o r para una duración del p u l s o dada, l a - impedancia disminqe como una función l ineal de l a corri - ente, mientras que e l v o l t a j e en e l electrodo activo perna - nece constante, como en un diodo zener (13). Esta sftuaci6n est5 asociada con e l d o l o r y e l enrojecimiento de l a p i e l .

Mediante un elec-troplatinado de l a p i e l ( l 3 1 , se han observ’ado los senderos subyacentes a un electrodo. Estos senderos tienen una densi633 aproximada de 1 por mm?, y

están asociados c o n los f o l . í ~ u l o s capilares , g l á n d u l a s s u d o r l p a r a s o r u p t u r a s en Is s u p t - . r f i c i e e p i t e l i a l . S i un e lec - t rodo c o n un c e n t r o a c t i v o g r a n d e ( i . e . l c m 2 ) se u t i l i ; . a r a , c u b r i r í a unos 1 0 0 s e n d e m s de e s t o s , cada uno cn parcllclo

' *

"

. . -

con l a f u e n t e de c o r r i e n t e . S i e v e n t u a l m e n t e u n s e n d e r o - t u v i e r a u n a i m p e d a n c i a i n i c i a i b a j a , l a m a y o r í a de l a co - r r i e n t e f l u i r í a a t r a v é s de 61, l o que a b a t i r i a aún más s u i m p e d a n c i a , hasta que casi toda l a c o r r i e n t e f l u y e s e a t r a - vés de ese Ú n i c o s e n d e r o . Es-ca c o n d i c i ó n de f u g a est6 ca - r a c t e r i z a d a por un r e p e n t i n o p i q u e t e , u n a r u p t u r a e n l a - s u p e r f i c i e de l a p i e l y un lnarcado e n r o j e c i m i e n t o . ESTO

p u e d e p r e v e n i r s e l i n i t a n d o e1 &ea d e l e l e c t r o d o a c t i v o a menos de 1 5 mm2 , r e d u c i e n d 3 - . c o n e l l o e l número de ser,deros d i s p o n i b l e s , a s í comc 1imitc;ndo l a a m p l i t u d de l a c s r r l e n - t e a bproximadamente 1 mA por mm2 de área de electrcrdo a c t i v o .

Por l a r a z ó n a n t e r i o r , es n e c e s a r i o un c o n t a c t o e s t a b l e . S i un e lec t rodo de 1 2 inm2 t e r m i n a s e é n p u n t a , s u der,-

s i d z d de c o r r i e n t e s e m u l t i p l 2 c a r í a cas i p o r d i . e z , y 1s - s e n s a c i ó n se c o n v e r t i r í a e n un p i q u e t e 0 muy molesto. E1 - c o n t o r n o y m o v i m i e n t o s d e l c u e r p o h a c e n mbs d i f l c i l %i nan tene:tl un c o n t a c t o a p r o p i a d o @?stre l a p i e l y un arregi3 d e g r a n d e s d i m e n s i o n e s . S i n e m b a r g o parece a d e c u a d o u t i l i z a r . c i n t u r o n e s l i n e a l e s para :.n = l o a t a c t o e s t a b l e eon l a p i e l .

-

-

V I . G FORMAS DE ONDA INTRADEPMTCAS DURANTE LA ESTIMULACIOM.

Dul7ante una e s t i m u l a c i ó n c o n v e n c i o n a l ( 1 3 ) con p u l s o s de c o r r i e n t e c o n s t a n t e de p o l a r i c 7 a d a l t e r n a y l l e g a n d o a l um- b r a 1 de s e n s i b i l i d a d , se obt l lv ' i e ron los s i g u i e n t e s r e s u l t a dos: l a i m p e d a n c i a e x t e r n a fué de 6 k i lohms, m i e n t r a s q u e

-

la O n t e r n a ( medlda cr3n un e lec t rodo de r e g i s t r o imp7antado a Z mnt de l a epidermis) f u é de S O 0 ohms. A l i n i c i o e l p u l - so de v o l t a j e e x t e r n o a.lcan,zS u n a a c e l a e r a c i ó n n e g a t t v a ,

I_.".l .. "" I. . ..-.. . . ..", .. .

27 . .. . -

mientras que e l pulso i n t r d d g r m i c o alcanz6 la l ineridad - como en i a carga de un condensa&-r-a corriente constanSe.

i

A l f inal del puJso el v: , i ta je externo cayó a cero, - .' mientras que e l v o l t a j e i n r t ~ ~ d é r m i c o permanece con un 10 %

de s u valor pico hasta que es descargado por e l pulso s i - guiente de polaridad opuesta. Por tanto, parece apropiado emplear pulsos bifásicos a f i n de prevenir una componente de c,ou*riente directa ( y l o s cambios electroquímicos resul - tantes 1 dentro de l a dermis.

VI.7 FORMAS DE ONDA PARA ESTIWLACION.

Del párrafo ,anterior se desprende que l a fortma de - onda indicada es l a b i fás ica . En l a p r á c t i c a s e ha okserva - do que pares de pulsos bifásicos producen menos enrojecimi - ento en la p i e l a largo plazo y una sensación mbs conforte - t a b l e que los pulsos monof5sicos.

Estudios dermatológicos, fotográficos y report-.s bi- ópsicos, indican que estas estimulaciones producen solamen - te reacc iones l igeras y cambios rápidament-e revers ib les en

l a epfdermis. La est imulaci6? . b i fás ica parece ser la más confortable. La estimulación monofásica requiere una menor cantidad de corriente para vna sensación adecuada. Ccmpa- rar,do l o s niveles de corr iente , c o n f o r t , claridad (recono- cinniento del estlmulo p o r parte del sujeto) y reacciones en l a p i e l , l a estimulacLÓn de fase alterna se encuentra - en. e l punto medio. Por l o t a . n t o , l a e l e c c i ó n de una forma de onda en par t i cu lar deberá basarse en s u aplicacl'.Ón espe - c f f i c a , a s i como en l o s mecanismos de encodificaci6n invo- lucrados, además de l o concerniente a l a seguridad del - sujeto (12) .

, .-

2 8

VI. 8 RESOLUCION .TEkPUKAL. ' ~ ''

"

- .

L a s e n s a c i ó n v i b r s t i l t i e n d e a u n a d e p m s i ó n c o n s - . t a n t e c o n f o r m e l a f r e c u e n c i a dc r e p e t i c i ó n de l a ráfaga e5

de unos pocos c i e n t o s de h e í . t z .

L a m í n i m a s e p a r a c i ó n t e x p o r a l r e q u e r i d a para u n z s e n - s a c i 6 n de n o s i m u l t a n e i d a d es de 1 2 mseg. e n e l abdomen - (131, 61 o r d e n de p r e s e n t a c i . C n de dos e s t í m u l o s p u e d e s e r c o r r e c t a m e n t e i d e n t i f i c a d o a. u n a s e p a r a c i ó n de 4 0 mseg.

VI.9 l?ESOLUCION ESPACIAL. .. .

- S e 'ha tomado e l umbra l entre d o s p u n t o s como l a mini ma d i s t a n c i a a l a c u á l e l orJen d e dos e s t f m u l o s d i s t i r ? t o s c o n . S seg. de d i f e r e n c i a p u e d e ser d e t e r m i n a d o . S a u n d e r s o b t u v o valores de 6 a 9 m?. e n e l abdomen u t i l i z a n d o e l e c - t r o d o s c o n c é n t r i c o s . Es p o s i b l e e n c o n t r a r s e p a r a c i o n e s más p e q u e ñ a s s i se u t i l i z a n E l e c t r o d o s n o c o n c é n t r i c o s c o n u n a t iel-ra a s u alrededor.

-

v1.x HABITVACION E INTERACCION TEMPORAL.

L a h a b i t u a c i ó n (cambio e n l a magni tud de l a s e n s a - c i ó n p e r c i b i d a .) o c u r r e d e s p a k s d e u n a e s t i m u l a c i ó n pro - l o n g a d a . . L a r a p i d é z d e h a b i t u a c i ó n e s u n a f u n c i ó n dz 3.a - f r e c u e n c i a de e s t i m u l a c i ó n ; f z ' e c u e n c i a s v ibra tor ias b ü j a s

(menos de 1 0 Hz) m u e s t r a n muy poca h a b i t - u a c i e n , m i e n t r a s - que l a i n t e n s i d a d de l a e s t i m u l a c i ó n a 1 0 0 0 Hz o más Izecae a l umbral d e s p u é s de unos pocos s e g u n d o s .

'Aunque no se t i e n e n e s t u d i o s d i rec tos acerca de l a a d a p t a c i ó n s e n s o r i a l a un e s t h u l c e l é c t r i c o de estas ca-

pac ter i s t i cas , se puede menci .onar que S z e t o e t ,a:.. ( 1 7 . 1 h a l l a p o n u n a apreciable adapiCaciÓn después de l o s pr*ice-ms

15 nr jnutos de e s t i m u l a c i c n tiP2.sica. Así mismo l a e s t i m u l a ción m o n o f á s i c a parece m e n w s u c e p t i b l e de adaptaci jn

-

2 9

. .. " -

. .

V T T . E X P E R I % N C T A S """"""_ . . .

.+ - . .

O B T E N I D A S . """"_

VTI, 1 ELECTRODOS.

E l problema i n i c i a l a r e s o l v e r e r a e l de obtener - los elec2rodos de estimulación; se d i ó una primera s o l u - ci6n haciendo uso de un par de a l f i l e r e s de acero inoxidable a manera de electrodos, considerando uno act ivo y el o t r o - como re ferenc ia , tambiér, se u t i l . i z Ó una fuente de corFiente constante constituida pop U'I amplificador operacionai.

Las variables de estirnulación fueron: corriente de - estimulación f i j a en 1G rA. con una forma de onda sensidal y una frecuencia contiriuaxente variable de 1 a 10 KHz.

Con un hisopo Se algoción empapado en alcohol se ,lim - piaba e l á r e a de l a p i e l donde se deseaba a p l i c a r e l . E s t í - mulo, hecho es to y con e l eq,lipo d.escrito se realizaron l a s primeras pruebas en diversas partes del brazo, antebl*azo y

palmas de l a s manos.

Las primeras experienc.ias fueron desalentadoras pugs l a sensación era de molesti.3 punzante para cualquier combi- nación de las variables de estimulación.

Al f racasar en e l priner intento se pensó en l a cons- trucaión de un t i p o de electrodo con l a s c a r a c t e r i s t i c a s - sugerldas por al-gunos investigadores (131, S i n embargo e l intentar la construcción de d ichos electrodos.implicaba se- r i o s problemas econiimicos. Una .poster ior lectura de 13 h i - b l i o g r a f í a nos permiti6 saber -de t raba jos donde se hzbían - at i l izado e lectrodos de zcero inoxidable, y a s í decidirnos

probar con un met61 que fuerz-i r e s i s t e n t e a l a oxidaciGn, - -~ - . - 4- - t

- ' fac1l"d.e consegui-p y - t r t l b a . j a r . De e s t a forma-decidimos .uti--='z.-'-'r " - . . "

I

l i z a r monedas de curso corriente de diversos tarnafios cuya

aleación es de cupronlquel.

A una moneda de 2 8 . 5 mm de dismetro se l e F r a c t i c ó - una perforación e n e l centro: de t a l forma que aceptara una moneda de 2 0 mm de dizmetro con un c laro aproximado 3e lmm,

a cada moneda se le borró e l r e l i e v e h a s t d a r l e un acabado t e r s o y l i s o , seguidamente se soldaron dos cables , uno a cada par te , y e l conjunto eritero se encapsuló en res ina - epóxica aislante.

De e s t a manera los electrodos quedaron con UI: diseño concéntrico de superf ic ies l i s a s , teniendo cada electrodo una t i e r r a independiente.

E l tamaño ha i d c variando' gradualmente, no material .

. . T A B i A,.- I

DIMENSIONES DE L O S ELYCTRODOS EMPLEADOS.

( DIAMETRGS E;? nun 1 .

VERSION "- "

ELECTIIC39 EXTERN3 ' E . INTERNO ANILLO AISLANTE "

13. 2 8 . 5 2 0 . 0 aprox. 1

2a. 2 0 . o 1 5 . 0 II

3a. 15.0 10.0 I1

ha. 15. O 4 . 0 I?

"

FIG. 7 Dimensiones y. Gecnetría de l o s Electrodos.

Los electrodos utiliz-ados ahora han reducido na,table mente sus dimensiones, siendo éstas de 4 mm de diámetro en el c m t r o , un a n i l l o a i s l a n t z de 1 mm y un a n i l l o de t i e r r a que rodea a l conjunto de 15 rim de diámetro;con esto se l o - gra una área de estimulaci,;n. de 12.5 m 2 para l a par*:e cen t r a l . Para lograr un mejor contacto mecánico y e l é c t r i c o - con l a p i e l , decidirnos que e l centro se elevara un po?o por encima de e l n i v e l normal ( zproximadamente 1 mm), siendo e s t o de gran u t i l i d a d , ya que h a s t a e l momento se hzn logra do ubicar estímulGs agradables, similares a los encontrados con electrodos de mayor tam;i";o.

-

-

-

Es importante asegurar que el electrodo se encuentre en su l u g a r en todo momentc, para este propósi to se ut i l iza ba inicialmente una vend;\ asegnada con un imperdible, l a

que finalmente se ha substituido por un par de brazaletes

de *'velcroff donde se encuentran adheridos ' l os electrodos.

-

.~

V11.2 PR.EPARACION DE LA PIEL.

c

Inicialmente se Zaba 1:na limpieza l o c a l en e l área de estimulación frotando con UD algodón impregando e n alcohol y dejando secar ccnpletamer-te j s t e . Con e s t o a l medlr l a - impedancia electrodo 'piel se encontraban valores desde l o s kilohms hasta varios mega-ohms, todo e s t o a una corr iente - directa . Se sabía que l a i d e q t i f i c a c i ó n de un est ímulo esta ba asociado a una ba ja impednlncia e lectrodo-pie l , por l o - que posteriormente se decidi6 que aparte de limpiar heal-

mente s e u t i l i z a r a una p a s t a e l e c t r o l í t i c a , a p l i c á n d o l a solamente en la par te centra l de l e lec t rodo , ya que de,' otra forma l a estimulación se perdía completamente, esto ozasionó no ;pocos problemas, pués m a menester tener mucho cuidado de que los electrodos no se movieran de su s i t i o y con es to ocacionar escurrimientos de l a p a s t a y consecuentemente l a pérdida de sensación; las respuestas favorables se incrernen taron notablemente y fui;. más f á c i l c o n t r o l a r l a impedancia e lectrodo-pie l siempre y clando la pasta no se seearc; .

-

-

. Finalmente se u t i l i z ó e l m6todc descr i to en l a y l i t e r 2

t u r a , de humedecer l a zona dz l a p i e l donde e l estímulo ha- b í a de apl i carse , 'logrando as? resultados similares a los -

-

anter iores .

' . Ha de tenerse especia!. cuidado en que e l s i t i o de li! estimulación se encuentre libre de cortadas, raspaduras o rasgúñm ya que esto ocasionaría una zona de muy ba ja Impe- dancia y provocaría una sensaci6n molesta e i n c l u s o daloro- s a , Asimismo ha de observarse que e l cable conductor del - electrodo esté en buenas condiciQnes y no p e s e n t e alguna ruptura e n s u f o r r o a i s l a n t e , a f i n de prevenir ligeras que -

. maduras, a l incrementarse l a densidad de corr iente .

VIT. 3 IMPEDANCIA CLECTXOLO-i?IEL

Durante los primeros experimentos se observó que una impedancia elevada del orden de mego-ohms nulificaba eIJal- quie:. intento de estimulaci6n. S i n embargo, una impedancia del orden de 1 0 kilo-ohms asegaraba en l a mayoría de los - casos una respuesta favorable.

La impresión que se t e n í a e r a que l a impedancia juga - ba un papel importante en lograr una estimulación adecuada; a una impedancia elevada, e l estlmulo era pobre o d i f í c i l de reconocer, no z s í para una impedancia ba ja en dor,de se aseguraba cstimulación.

. I

V T I , 4 FORMAS DE ONDA Y FRECUEIJCIA

f. = frec. portadora

fm P

= f r e c . de l a modula-

dora.

FTG. 8 Caracter ís t icas de la señal de estimulación,

Una vez que se lograba 3.a estimulaci6n en e l s u j e t o , se excitaba con pulsos de corr iente como l o s de 2i: fLgura

a.

,

f r e c u e n c i a s b a j a s , m e n o r e s Se 3 kt12 e l est imulo se c o n v e r t í a e n doloroso, o a l menos molesto, e s t e comportamiento era vá- l i d o t a n t o p a r a hombres como para m u j e r e s . En otras palabras

e x i s t i a un uxbra l de dolor y un umbral'' de s e n s i b i l i d a d a l e s t l m u l o y s l t u a d o e n a l g u n a p a r t e de e s t e r a n g o , un e s t í m u l o to lerab le e i n c l u s o agradable.

-

An-?e u n a e s t i m u l a c i ó n de más de 5 m i n u t o s , e l s u j e t o comenzaba a p e r d e r e l e s t í m u l o , s i e n d o n e c e s a r i o v a r i a t a n t o f como l a c o r r i e n t e . E s t e i n c o n v e n : e n t e se e l u d e h a c i e n d o que l a e s t i m u l a c i ó n sea p u l s a n t e e n un r a n g o d e 2 0 a 1 0 0 pul. sos p o r s e g u n d o . E s t a s p u l s a c i o n e s t i e n e n l a caracter ís t ica

P -

E s t a p u l s a c i ó n es p r á c t i c a m e n t e u n a o n d a c u a d r a d a q u e m o d u l a e n a m p l i t u d a la s e ñ a l p o r t a d o r a . L a s p r u e b a s hechas

e n es te s e n t i d o h a n d e m o s t r a d o que l a o n d a c u a d r a d a t i e n e ven t a j a s sobre l a t r i a n g u l a r ) y l a . s e n o i d a l , d o n d e i a s e n s a c i h v i b r á t i l n o se a l c a n z a , l a e s t i m u l a c i ó n es menos reconocib!.cl y p r e s e n t a un .marcado acos tumbramiento .

-

Es d e n o t a r q u e a medida qve las d.Zmensiones de los electrodos disminuyen (sobre todo "la p r t e c e n t r a l ) l a s e n s a - c i ó n p r o d u c i d a se v u e l v e más p u n z a n t e . Es d e c i r , a n t e u n o s - mismos parámetros de e s t i m u l a c i ó n , m e l e c t r o d o de mayores -'I

d i m e n s i o n e s p r o d u c i r á u n a s e n s a c i ó n agradable m i e n t r a s q u e - uno de m e n o r e s d i m e n s i o n e s p r o d u c i r z . u n a s e n s a c i ó n p u n z a n t e . Q u i e r e e s t o d e c i r que a medida que e l e l e c t r o d o d i s m i n u y e de d i m e n s i o n e s l a e s t i m u l a c T Ó n es más i p t e n s a i m p l i c a n d o nuevos parZmetros de e s t i m u l a c i ó n a f i n ae o b t e n e r u n a s e n s a c i ó n de

a g r a d o .

.

V I I I . D E T E I ? M I N A C I O N D E L O S "-- . """"- " " _ P A R A M E T R O S D E " """" E S T I T M U L A C I O N . ""

T e n i e n d o e n c u e n t a t o d a l o a n t e r i o r , q u e d a b a f o r n a l i - z a r los r e s u l t a d o s hasta e l momento o b t e n i d o s y as? se dise

fió l a s i g u i e n t e p r u e b a : I

Ver ho ja de c u e s t i o n a r i o

S e d i v i d i ó e l b r a z o e n 3 zonas 1 , 2 y3 e n s e n t i d o d e l

ex ter ior h a c i a e l i n t e r i o r en l a par te s u p e r i o r d e l brazo. Se u t i l i z a r o n los Gitimos e l z c t r o d o s d i s e ñ a d o s h u m e d e c i e n d o p r e v f a m e n t e , l a p i e i con a g u a f r í a , a f i n de h i d r a t z r 13 z o - n a de e s t i m u l a c i ó n . S e u t i l i z a r o n 3 electrodos activados de

manera a l e a t o r i a , por u n a f u e n t e q u e daba pulsos de c o r r i e n t e c o n s t a n t e c o n u n a forma de onda como l a de l a f i g u r a 3 .

-

rA me

tl= 2 m i l i s e g u n d o s t2= v a r i a b l e para una fm

de 20 a 1 0 0 p p S

f = 4 ,5 ,6 ,7 kHz

r,

t P

FIG. 9 Ráfagas de e s t i m u l . a c i 6 n .

A cada s u j e t c se l e e s t i m u l d p r e v i a m e n t e con : m

Casa abierta al tiempo

UNNERSlOAD AUTONOMA METROPOLITANA-IZTAF'WA

REGISTR.0 DE ESTIMULACION TACTIL,

mA

P.P.S

20

4 0

60

80

90

100

I 2 3

I 2 3

I 2

3

I

2 3 J

2 3 1 2 3

1

Za Zb S

2

Za Zb S

Observaciones Fecha - Hora Frecuencia portadora Brazo Tiempo de estinulaci6n

Anotaciones A: B: C:

D:

X :

Umbral de Sensibilidad Estxmulo agradable Estfmulo desagraadble (Tolerable) E s t h ~ u l o Doloroso ( Intolerable

37

de s e n s i b i l i d a d , hecho Zz, c u ~ l se daba i n i c i o a l a p r u e b a . La p r u e b a se apl ic6 a 7 personas a d u l t . a s d e l sexo fercenino y a S p e r s o n a s a d u l t a s d e l sexo. m a s c u l i n o , o b t e n i é n d o s e los s i g u j - e n t e s r e s u l t a d o s : (Ver, p á f i c a s Apéndice 11)

T A B L A I1

- CUADRO GENERAL DE RESUL'I'ADOS PARA 3 y 4, 5 6 kHz

""""""""""""""""""."""""""""""" MUJERES HOMBRES

p.p.s. 20 60 9 0 20 60 9 0

-_""""""""""""""""""""""""-~"""- -Zona de 12k 12k 1 l k 12k 12k I l k

intcrés 3,4mA 3,4,5 3,4,5 3Y4 3Y4 3,4¶5 ttttftttttt+t++tt+++t~tt+tt~+ti~t~~+tttttttttt++tttttt+tt+t

Resp, 12k 12k : I lk 12k 12k ""

mcniestas 4, 5 mA t t+++t++++t+t+++tt t+t+t t t t~+t++t+t t++t t+t t+~t+t++tt t t t f t t t~

Z . mzxima ( 5 mA - 1 7 k-ohms) ( 4 mA - 1 5 k-ohms) ( 5 mA - 1 2 k-ohms)

t t t t t t t t + t + + t t t t + + t t t ~ t t + + t t i + ~ + + t ~ + + t + + t ~ ~ ~ t t t t t + t t ~ ~ t + t ~ t

E l e z t r o do m l e s R 3 t o

- -

t t t + + t t t t t + t + t + + t t + t t ~ t + t + ~ - ! - ~ ~ t ~ t ~ + + + + t + + t + + + + + + t + t + ~ ~ + t + + ~ ~

O b s e r v a a , b a , b , c a , b ,

ciones d c , d C ¶ d , d , e - a , b , a,c, d ,e

c

t + + + i t t t t t + + + + + + + + + + + + t t ~ + i s + + + t + t t t t + t t ~ ~ i i ~ t ~ t + t t

O b s e r v a c i o n e s : clave a ) Sensaci6n de mclestia a s o c i a d a B un abatimizn-!+J de

l a i m p e d a n c i a

b) Respuestas irlcc;nsís?,entes en 3 mA e ) .La sensación de molestia se acentúa en l a p a r t e -

más interna del b m . 2 0 - #

dl Las respuestas molestas se e luden's i nos mantene- mos en l a zona de i l l terés .

e ) Hay menos respllesxas dolorosas en hombres en r e l a - . c ión a mujeres.

T A B L A I11

- CONCLUSIONES VALIDAS PARA HOMERES Y MUJERES

- ZONA DE INTERES

_- 1 2 k-ohms a 3 y 4 mA

"""""""""""""""""""""""""""-."- RESPUES'LAS MOLESTAS 12 k-ohms para toda corriente """""""""""""""~"""""""~"""~""- Z - MAXIMAS 3 mA - 17 k-ohms 1

( 4 mA - 15 k-ohms 1 5 mA - 1 2 k-ohms 1

~ " ~ " " " " " " ~ " " " ~ . " " " " " " " " ~ ~ " " " ~ " C ~ . ~ " "

ELEC'I'RODO MOLESTO # 3

"""""""""-"""""""-"""~-~""""-~""- OBSESVACIONES L, b , c , d

L o s resultados consignzdos en l a t a b l a I11 y un mode - l o ,aproximado ,de1 comportamiento de l a piel en cuantc. a sus c a r a c t e r í s t i c a s V vs. I se pueden expresar gráficamen- t e en el sigui-ente modelo:

torr i ant a 4 mu)

umbral b e dolar 6

umbral ee sensación 2.5

c ?

" . . " -

fp= 12 nHt

FIG. 1 0 Modelo aprovimado del comportamiento V vs. I de l a p i e l .

4 0

I X . D E S C R I P C I 3 N D E L S I S T E X A - _ - " _ _"""

L a f i g u r a 11 m u e s t r a Ui! diagrama esquemát!-co ?e!_ sis- terw completo e n ' relación con e l programa de r e h a b i l f t a c i ó n .

FIG. 11 Es t imul .ador 'I 'actil p a r a R e h a b i l i t a c i ó , ? .

La t e rapis ta i n i c i a r á p r o n u n c i a n d o f o n e m a s aisiados a l o s c u a l e s c o r r e s p o n d e r á de manera .hita un patrór; de - e s t i m u l a c i ó n t a c t i l . S e espera que e l n i ñ o d e s p u é s de s e n tir y e s c u c h a r (isn e l mejcir de l o s casos, p o r medio de - l a a y u d a a u d i t i v a ! ) cada fopema p r o n u n c i a d o p o r l a tt;ra- pis i :q pro ,ceda a e l s p a t a r s u p r e v i a e x p e r i e n c i a por medio - de s u misma voz .

-

Los electrodos se c c l l o c a n p o r medio de un b r a z a l e t e forjnando un arreglo l i n e a l , a l rededor del brazo.

L a f i g u r a 1 2 m u e s t r a 3 n i v e l de bloque las d i f e r e n - t e s bartes que forman e l es+imulador t a c t i l .

4J

f

d

FIG. 12 Diagrama a b l o q u e s d e l Sistema completo.

,

E l ppopGsitc , (?el. a n a i i z a d o ~ e s p e c t r a l a n a l ó g i c o e s - muestreal? e l dominio de l a T r e c u e n c i a , e n l a r e g i ó n d e l a voz de 3 0 0 - 3 0 0 0 Hz hasta e n 1 6 p u n t o s , con e l o b j e t o de que

( u n a v e z c o n v e r t i d o s d t g i t a l m e n t e ) e l microprocesador to- me u n a d e c i s i ó n de i d e n t i f i c a c i ó n sobre e l t i p o de fonema y haga c o r r e s p o n d e r un p a t r ó n Ú n i c o de e s t i m u l a c i ó n . L a -- i d e a f u n d a m e n t a l q u e se p e r s i g u e es que el. sistema pueda - i d e n t i f i c a r un mismo fonema a h cuando sea producid.> p o r

d i f e r e n t e s p e r s o n a s < p. ejem. un hombre v s . una mu5er ? * Se espera p o r l o menos r e c o n o c e r 1 6 de l o s 2 5 fonemús que

c o n t i e n e e l e s p a ñ o l .

.

4 3

-I 3

O n a -.

(o

I I L

4 4

X. D I S E E O """

. .

( VER FIGURA PAGINA P.N'I.ERIOR 1

FIG, 1 3 Hardware de l S i s t ema

1.

2.

3,

4,

5 .

6 ,

7 .

..

Micrófono encargz3o de recoger l a informacidn de

voz Amplificador Anal5gico.

Red de Filtros 300 - 3 0 kEz (rango de voz.

C m v e r t i d o r D/A 'Zara. d i g i - t a l i z a r dicho e s p e c t r o .

Microcornputador 1:ontrolador general d e l Si.stema.

Osc i l ador S e n o i d a ? . Programable.

Fuentes de Corrier : te .

4 5

8 . E l e c t r o d o s 9.. L e c t o r d e I m p e d a n c i a E l e c t r o d o - P i e l .

c Desde e l p u n t o de vLsta f u n c i o n a l e l sistema se d i -

vide e n t r e s s e c c i o n e s :

A: S e c c i ó n de CondicSonamiento e i d e n t i f i c a c i h d e l fonema de e n t r a d a y s u e n c o d i f i c a c i ó n a u n ' p a t r ó n ..

d e e s t i m u l a c i ó n ( 1 , 2 , 3 y 4 1 B : S e c c i ó n de E s t i m u l a c i ó n a l a p i e l ( 6 , 7 , 3 1 C : S e c c i ó n de A d e c u a c i ó n d e l E s t í m u l o ( 9

Donde cada u:a 6% estas s e c c i o n e s es tá gobernada p o r el r n i c r o p r o c e s a d o r ( 5 1.

E l estado a c t u a l d e l d i s p o s i t i v o c o n t e m p l a l a s seccio " n e s B y C j u n t o c o n e l microprocesador q u e g o b i e r n a sus - f u n c i o n e s . Como u n a c o n t i n . u a c i ó n de e s t e t ra3a jo q u e s a r e -

s o l v e r l a s e c c i 6 n A .

x . 1. DESCRIPCION DE LOS CIRCUITOS.

a. MICROPROCESADOR PXE-Z80

S e t r a t a de m.2 microcomputadora en una sola ;;laca de

c i r c u i . t o impresc de S a j o c o s t o , q u e p e r m i t e a l u s u a r i o fami l ia r izarse con el p o d e r o s o Z 8 0 .

-

. Cuenta con un t e c l a d o y un desplegado pseudo af fanumé - ri-co como i n t e r f a z hombre-m:quina.

' . El col.az6n del MKE-Z80 es e l 2 8 0 de 8 b i t s c o n 1 5 8 - i n s t r u c c i o n e s , 2 2 r e g i s t r o s i n t e r n o s y 1 0 d i f e r e n t e s modos d e d i r e c c i o n a m i e n t o .

,

E l 2 8 0 o f rece a l g u n a s .r.cjoras como p r u e b a d e k i L s , - búsqueda y movimiento de bloq .xs de memoria, saltos r e l a t i - - - --- vos, un j u e g o a l t e r n o de regis-rros i n t e r n o s , dos regis t -os l n d l c e s , t r e s modos de i n t e r r : ! P c i Ó n , una entrad..3 n o e ~ r m s - carable de i n t e r r u p c i o n e s y m&.

..

Cuenta con 2 4 c a n a l e s programables como e n t r a d a s O 1-1.

s a l i d a s .

b. EL OSCILADOR PROGRAMABLE ( 6 1 . .

,

4 7

Usa ’LE cip(;:dik.s ,-I?.% ” ~ ~ r l ~ . ~ l n ; . ~ ~ : r r t o de fase para t‘wmar .. a .

un gener2doF de onda senoicf2.l que t i e n e una simple r e s i s . tenc ia para 2 0 R t r O l c i X > l a fref7uencia. Dos de los c i r c u i t o s

de corr ia iento de fase est5a:conectados en un loo^ cc:n - un limitador de amplitud como se muestra en l a figupa 1 4

Mieni-ras que e l c i r c u i t o cic corrimiento de fase fsrxado por los dos amplificadores‘, tiene corrimientos de f -.se - que varían con la f recuencia , los circui tos t ienen nagni tudes de ganancia que son constantes sobre e l anchc de - banda de los amplificadores. Esta independencia de la am pl.itud con re lac ión a l a respuesta en fase permite .-?aria cienes de la fase de l a re.-;puesta debido a cambios en l a frecuencia del osciladp? sin- a l t e r a r l a magnitud de l a gazancia del lazo de retr:oal’tmer\,tacióíl. Para a j u s t a r l a frecuencia únicamenfe se va;?ir?n cualquiera de las ~ Q Z , r e s i s t e n c i a s que están conectadas a t i e r r a . La frecueacia de osc i lac ión es t2 dada por la siguiente ecuación: (283 .

-

-

- -

-

fo - ””““ I -

C.FUENTES DE CORRIENTE. t

S e u t i l i z a m r ~ r corr:plementario NPN y PNP en una con I

f i g u r a c i ó n s i m g t r i c i ; .

E s t a c o n f i g u r a c i ó n t i e n e una r e s i s t e n c i a de sal;.da - muy ba ja y permite m a eoncixi5n d i r e c t a a l a r e s i s t . o n c i a de

carga s i n n e c e s i d a d de t r m s f o r m a d o r d e a c o p l a m e i e n t c .

Y a que las c o r r i e n t e s de cada d i s p o s i t i v o f l u y e n e n d i v e c c i ó n opuesta a t r a v 6 s de RL, no e x i s t e una caída n e t a e n DC e n R L . S i n embargo ante una p o s i b l e f a l l a se colocó un a c o p l a m i e n t o c a p a c i t i v o para a s í e n c u a l q u i e r c i r c u n s t a n c ia e v i t a r un n i v e l de D C . ( 3 0 )

"

d. ELECTRODOS.

C o n s u l t e p á g i n z 29

e. LECTOR DE IPIPEDANCIA.

E l l e c t o r de irn?e&ncL,3s es un c i r c u i t o d e t e c t o r de

p?.CO c o n s t i t u z d o p o r u n a r z s i s t e n c i a de 470 k-ohms, un ca p a c i t o r de O . 0 3 3 y un diodcj .

-

E l v o l t a j e de e n t r a d a a l d e t e c t o r de p i c o se hzx a través de un d i v i s o r de v c l t - a j e v i a un ampli f icador de gg n a n c i a u n i t a r i a , L a sa1.ida d e l d e t e c t o r de p i c o [aprox. 6 4 % de l a s e ñ a l de e n - t r a d a l se a l i m e n t a v í a un arnpljfica-

dor de g a n a n c i a u n i t a r i a hacia un c o n v e r t i d o r A/D.

f . CONVERTIDOR A/D

EstS . implementado 3. p a r t i r de un c o n v e r t i d o r D/A - de3 t i p o MC, 1 4 0 8 de 8 b i t s , un r n z u l a d o r de v a l t a j e LM723 e n c a r g a d o d e d a r e l voltajfr de r e f e r e n c i a a l conver+:5clor as? como de c o n T : c r t i r l.<. c o r r - l e r , t e de s a l i d a de é s t e en

. _

4 9

-un v o l t a j e

La conversión A/D se realiza mediante programa p o r - parte del MKE-Z80 u t i l i z a r A 3 s l a bandera del comparador de

vo l ra je LM311 que compara un v o l t a j e de aproximación dado por e l programa, v ía e l conver t idor y e l v o l t a j e provenien t e d e l detector de pico (ver+ figura 16) .

-

t

8255 ' "2 3

K n

0 7 0 1 1 6 X 1 . S O F T W A P . E D E L S I S T E M A """""- """_

c

E l sistema incluye un a?goritmo de estimulación im- plementado con e l microprocosador MKE-Z80 de l a s i p i e n t e mamra :

a) Estimula a una f recuenc ia a l ta (mayor a 10 gHz) con .una corr iente de aprox. 1 mA durante varios segundos.

Esto ocurre con e l fi.n de qt;e e l s u j e t o no sienta estimu- lación pero l a p i e l experimente una vasodilatación que a- yude a d i s m i n u i r l a impedancia electrodo-piel .

b) La frecuencia disminuye paulatinamente hastc2 l l e - gar a 5 kHz, en e s t e momento e l amplificador programable empieza a aumentar la corr iente has ta 3 mA.

c) Durante este. momento se empieza a l e e r l a impe- v dancia electrodo-piel. Si -6s ta no se encuentra entre 12 y

15 k-ohms, se aumenta l a c o r r i e n t e sin exceder los 4 mA, en caso que nunca se l legue a l valor deseado, prende una a%arma visual que indica que hay que reacomodar los @ l e c -

trodos.

d) Si l a impedancia sd encuentra dentro de l o s lími tes es tab lec idos se empieza a e s t i m u l a r l a p i e l tornando -

-

los dlferentes patranes de estimulación (ver figura 17).

5 2

c-

I

cf f=I-AI

diagrama cid a!c.~oritrno de

S3

X I T . D T S C V S I O N """"_.

Los c r i t e r i o s de disefin hasta ahora establecidos obe- decen a l "estado del. a r te " 17eportado en l a l i t e r a t u r a y a .-

la experimentación realiza3a en 1 5 sujetos aduitos.

La h ipótes i s fundamental en e l diseño de este estimu- .-

lador se basa en es tab lecer una correspondencia entre l a ira - pedancia electrodo-piel y l a g a r a n t í a de p r o d u c i r un estímu l o agradable.

-

Es fundamental continL3r con experimentación particu - larmente en niños que va l id2 la premisa anter ior .

En una segunda fase de este trabajo se determinarzn - l o s códigos de estimulación que son de más s igni f i canc ia pa ra los mecanismos de adaptacibr, 21 cerebro. Se espera u t i l i zar respuestas evocadas para evaiuar de una manera más obje t i v a e l procesamiento de l a información a n ive l de corteza c k w b r a l

- - -

\

Asimismo se t iene que ?-nvestigar e l método más apro-' piado para i d e n t i f i c a r voz con e l propósito que en e l nejor de 1.0s casos se pueda diseña;? un disposit ivo que en tiempo r e a l pueda i d e n t i f i c a r voz y e s t i m u l a r l a p i e l de sujetos - con audición disminuida en fa13rna p o r t á t i l .

.

5 4

En este momento se p r e s e n t a un d i s p o s i t i v o c u y a s dimer?

sienes s o n p r o p i a s para un tpaba jo de r e h a b i l i t a c i ó n e n un - s a l ó n d e e n s e ñ a n z a .

-

E l p a c i e n t e t i e n e l a s e g u r i d a d q u e no va a r e c i b i r co- r r i e n t e s de e s t i m u l a c i ó n mayores a 5 mA n i menores a 3 mA.

Los e lec t rodos requieren de u n a l i m p i e z a p e r i ó d i c a d e m a n e r a q u e a s e g u r e n u n a e s t i m u l a c i ó n e f e c t i v a .

5 5

A P E N D X C E I

1. Después de encendez! e1 disposit ivo es necesario - carga,r e l programa en las localidades y según indicaciones marcadas en e l ensamblado,

2 . E l programa comienz, a c o r r e r a p a r t i r ¿e l a l o c a

lidad 1 4 0 0 . Cuando se enciend., e l led blanco se puedei: co- locar los electrodos de l a siguiente forma:

-

a . ' H i d r a t a r l a p i e l c o n una t o a l l a humedecida en aguz f r f a o ca l iente .

b. Buscar un buen contacto en cada uno de l o s e l e S r o - dos para ambos brazos a l c o l o c a r e l b r a z a l e t e .

3 , Correr e l programa a p a r t i r de l a l o c a l i d a d 1425

Z l led amarillo i n d i c s 2 que se está llevando a cabo l a etapa de preestimulación. Ai. encender e l led verde comienza la estimulación propiamente c?Lcha.

E l programa termina c~,=mdo ya se ha estimulado con ca - da uno de los códigos definidos,

A P E N D X C E 11

*

CONCLUSIONES OBTENIDLG EN LAS PRUEBAS .REALIZADAS A

1 5 S!!XTOS ADUL'L'OS

GRAFICAS DE CORRIENTE-SENSACION

-La corr iente de 3 mA 2rovoca una respuesta incbnsisten t e en l a mayoria de 19s s u j e t o s , no importando a l pare ter, de que señal portadora se trata o qué frecuencia de repetición se esté uti l izando.

"

-

-Casi siempre ?e registran respuestas de desagrado a S

mA y la rnayor incidencia radica en e l e l e c t r o l o 3 s i n importar la frecuencia de l a portadora,

-Las mejores respuestas se encuentran en 5 y 6 kHz de señal portadora.

-Conforme se aumenta l a frecuencia de l a portacima, -- las respuestas se vaelven inconsistentes pars cual- quier corriente.

-La corr iente que mucstra mejores respuestas es l a de 4 m A

GWFICAS DE: IMPEDANCIA-CORRIENTE

-A l incrementar 1.1 corTiente , l a impedancia se aproxi- ma a un valor menor Único de manera independiente a la f recuencia de l a portadcra (aprox, 1 2 kHz),

-Ante un increnento en l a c o r r i e n t e , l a impedancia dis - minuye

-La impedancia disminbye a l aumentar l a frecucncia de repet ic i6n

c -A medida que dismi.nLye 'la corriente", e l valor de la

i m p e d a n c i a se dispe$sa.

1400 '.402 .404 - 4 0 6 1408 I.4OC . 4 O E .43.0

LD OUT LD OUT Lltr LD OUT L SJ L 11 OUT LD OUT LIS OUT LIS OUT HST

; PTOA=SAL, CO-C~ZZSAL

PPTOA=t"PTOE=PP7'0C= ; W-SAL, G4-C7=ENT

;SAL ;DIR.INIC. DE C17DIGQS ; F'RENDE PC0 F'AF:A XNICXAR ; ESTIMULACION. ; I N I C . EN FREC. ALTA Y ;AF'ROX. 1 M A .

;ACTIVA TODOS LOS ; ELECTRODOS ;APAGA LEI1 UE Z BAJA . ? ;APAGA LEXj Z ALTA

;REGRESA A HOLA

;REGRESA A ESTXMLJLAR ;TC)PIA SIGUI n CQDIGQ I: I3 SI

( FF'TOA A

HL RAFR HL

L J. 0

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