Estimulacin Nerviosa Transcutnea

Juan Sebastian Calderon Cordoba, Franky Roland Martin Guatavita Facultad de Ingeniera Electrnica, Biomdica, y Mecatrnica Universidad Antonio Nario - Bogot

Trabajo de Bio-Instrumentacin 3er

Corte

Docente: Ing. Mara Cristina Suarez Fontanilla

Resumen En este trabajo se describe el funcionamiento y

diferentes aplicaciones de un TENS (Transcutaneous electrical

nerve stimulation, Electro estimulacin percutnea o

transcutnea).

Palabras Clave TENS, electro estimulacin, dolor, pulso de corriente, msculos.

I. INTRODUCCION

Existen dispositivos encargados de controlar dolor y dolor

crnico en los msculos atreves de la piel por medio de una

corriente elctrica, estos son los TENS [1]. Estos aparatos

tambin se usan en el rea deportiva, que ha servido como

aliado a muchas personas para mejorar la fuerza muscular,

despus de tener severas lesiones que alguna parte del cuerpo

[2].

Fig. 1. Electrodos puestos para uso de TENS en cuello y espalda

La electro estimulacin muscular se remonta a la poca de los

aos 60 donde los soviticos utilizaron esta tcnica para

fortalecer a sus astronautas, de aqu paso a la parte deportiva

en los atletas de la URSS y as se fue transformando en un

mtodo muy popular en centros de fisioterapia y medicina

deportiva. En estas pocas existan sus riesgos por que no era

aparatos del todo seguros, en la actualidad existen mtodos

mucho mejores, ms eficientes y con ningn riesgo.

Ahora el tratamiento mdico es para aliviar dolores o

controlarlos, se utilizan para tratar diferentes tipos de dolores.

Dolor crnico como artritis, dolor producido en la espalda, o

producido por cncer, tambin puede aliviarse un dolor agudo

que se produzca por una ciruga o accidente [3].

En la poca actual construir un TENS es algo sencillo, se debe

tener mucho cuidado porque puede ser peligroso para personas

que tengan marcapasos, o tambin que no intervengan

frecuencias indeseadas para el cuerpo. Un TENS consiste en

un generador de voltaje, que esta alimentado por una batera,

para poder funcionar se debe obtener alta corriente a partir de

una baja corriente, para poder hacer esta conversin se utilizan

circuitos inversores, generalmente son conocidos por cambiar

un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje

simtrico de salida de corriente alterna, dependiendo de la

magnitud y frecuencia que se requiera y uso en aplicaciones

industriales [4].

En el caso de un TENS solo se necesita amplificar la corriente

de una batera. Para poder convertir la corriente tambin es

necesario un transformador, que al recibir pulsos de onda

cuadrada, en este caso de un IC 555 quien genera estos pulsos,

y los aplica a la base de un transistor NPN para poder

amplificar la corriente.

II. OBJETIVOS

I-A Objetivo General

Disear y construir un dispositivo TENS para el

laboratorio de Bio-instrumentacin 1.

II-B Objetivos Especficos

Observar y analizar los parmetros bsicos para

poder realizar un TENS.

Comprender el funcionamiento de cada uno de los

componentes que forman cada etapa del TENS.

Observar y comprender el funcionamiento de un

TENS.

III. EQUIPO REQUERIDO

En la prctica de laboratorio se manejaron varios elementos y

equipos para la toma del electrocardiograma, estos son:

Electrodos

Leads para Electrodos

Circuito Integrado NE555

Transistor (BD135)

Resistor - 22 Kilo Ohmios 1/4 Watt

Resistor - 10 Kilo Ohmios 1/4 Watt

Resistor - 1 Kilo Ohmio 1/4 Watt

Resistor - 220 Kilo Ohmios 1/4 Watt

Potencimetro de 1 MegaOhmio Lineal Capacitor

470 MicroFaradios Electroltico

Capacitor 0.047 MicroFaradios

Capacitor 1 MicroFaradio Electroltico

Transformador Primario de 110 Voltios Secundario

de 9 Voltios a 300 mA

Bateras de 9 Voltios

Protoboard

Osciloscopio

IV. DESARROLLO DE LA PRACTICA

En la prctica de laboratorio se desarrollaron varias

actividades para poder construir un circuito y trabajar con el

TENS.

a) Primero se disearon las diferentes etapas para poder simular el circuito completo, empezando por el generador de

pulsos con el IC 555, siguiendo por el transistor NPN BD135

verificando que hiciera una amplificacion de corriente.

b) Despues se hizo una simulacion en MultiSim para verficar que corriente y voltaje salida dependiendo del

transformador que se utilizar.

Fig. 2. Simulacion en MultisSim

c) Se realizo en montaje en Protoboard verificando el funcionamiento del generador de pulsos en el osciloscopio y la

amplificacion de corriente del transistor y por ultimo

conectando los leads a los electrodos.

Fig. 3. Montaje en Protoboard

d) Para evitar choques de corrientes altos se busco un manual de como se debe usar respectivamente un TENS, entre

los usos mas importantes se encontr que en caso de sentir

tirones en los musculos la seal electrica puede ser muy

fuerte, tambien que si no se siente ni el mas minimo

hormigueo significa que la seal es demasiado debil o lenta.

Despues su pusieron los electrodos en antebrazo y abdomen

para verificar su funcionamiento.

Fig. 4. Electrodos Ubicados en musculo antebrazo

e) Finalmente se hicieron las respectivas mediciones de corrientes y voltajes que llegaban a la salida de los electrodos.

ANALISIS DEL DISPOSITIVO

Respecto al anlisis del circuito propuesto en la introduccin

se encontraron las siguientes variaciones.

a) La frecuencia utilizada para un TENS es alta cuando es mayor a los 50 Hz que no es suficiente para producir una

contraccion motora y baja cuando es menor a los 10 Hz con

una intensidad suficiente para producir una contraccion

motora, la frecuencia en el circuito del laboratorio estaba entre

10 y 20 Hz aproximadamente.

b) La corriente variaba dependiendo de la resistencia que estaba ligada al potenciometro ya que este variaba la

frecuencia y dependiendo de la resistencia aumentaba o

disminuia la magnitud del pulso en los electrodos.

c) Los valores de las corrientes y los voltajen oscilaban entre 8 a 10 mV y 0.02 a 0.20 mA. Al existir un paralelo entre

el potenciometro y la resistencia de 100K (anteriormente de

22K) se hizo una variacion de cada 10 K hasta 100K

para verificar cual era la corriente y el voltaje.

Resistencia(K) Corriente(mA) Voltaje ( mV)

10 0.20 7.9

20 0.20 8.1

30 0.20 8.2

40 0.20 8.2

50 0.05 10.1

60 0.02 10.1

70 0.02 10.1

80 0.01 10.2

90 0.01 10.3

100 0.01 10.4

Fig. 5. Medidas tomadas en el laboratorio dependiendeo de la resistencia.

V. CONCLUSIONES

Respecto al anlisis y a los diferentes parmetros tomando en

el laboratorio se llegaron a las siguientes conclusiones:

Los pulsos de corriente afectan ms a los hombres

que a las mujeres ya que las mujeres contienen ms

nivel de grasa en el cuerpo.

Al variar el pulso de corriente y colocarlo a la

mxima frecuencia puede generar dolores en el

musculo.

Entre ms lento sea el pulso o mnima frecuencia es

ms eficiente el TENS.

Entre ms cercanos estn los electrodos, se reduce

ms la magnitud de la corriente.

Utilizar el TENS sin electrodos puede generar una

alta descarga de corriente en el musculo.

Cuando la frecuencia es mxima adems de generar

dolor en el musculo puede generar tambin

contracciones involuntarias.

Los TENS puede ser ms fuertes en algunas partes

del cuerpo dependiendo de la zona donde se ubiquen

los electrodos y de que tan cerca este el msculo de

la piel o protegido por grasa corporal.

REFERENCIAS

[1] Wikipedia ES, TENS, http://es.wikipedia.org/wiki/TENS

[2] Webconsultas , Electroestimulacion muscular, http://www.webconsultas.com/ejercicio-y-deporte/medicina-deportiva/electroestimulacion-muscular-12489

[3] Buena Salud , Como debe usarse la unidad TENS, http://www.buenasalud.com/lib/showdoc.cfm?libdocid=1595&fromcomm=1&commrr=src

[4] WikiES , Inversor Electronica, http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_(electr%C3%B3nica)