1

FACULTAD DE INGENIERÍA

Trabajo de Investigación

“Diseño de un sistema generador de

señales eléctricas para el tratamiento

de dolor muscular y migraña causados

por el estrés laboral”

AUTOR: Christian Alexander Salazar Neyra - 1521231

Para obtener el Grado de Bachiller en:

Ingeniería Biomédica

Lima, Enero de 2020

3

RESUMEN El presente trabajo de investigación consiste en una propuesta de diseño de un sistema que ayude en el tratamiento de dolor muscular y migraña causados por el estrés laboral, mediante la generación de señales eléctricas. En el primer capítulo, se exponen brevemente los antecedentes, identificando el problema a tratar y explicando de manera resumida en qué consiste el estrés laboral, resaltando que los síntomas más frecuentes son la migraña y el dolor muscular en el cuello. Asimismo, se presentan los objetivos y el alcance del presente trabajo. En el segundo capítulo se aborda el marco teórico, analizando problemas similares y las soluciones que se han tomado, así como las técnicas utilizadas. En el tercer capítulo, se describe el planteamiento de la solución del trabajo, la cual consiste en el desarrollo de un generador de señales eléctricas, acompañado con técnica TENS (Estimulación nerviosa eléctrica transcutánea). Este brindará ayuda para el tratamiento del dolor muscular y la migraña, que surgen producto del estrés laboral. Para ello se evalúan diversas soluciones, las cuales son filtradas mediante criterios de selección, hasta seleccionar una de ellas. Posteriormente se seleccionan los recursos necesarios para la solución. En el cuarto capítulo, se indican cuáles son los resultados esperados para este proyecto. Finalmente, se exponen las conclusiones obtenidas y las recomendaciones e ideas para trabajos posteriores relacionados con el tema.

4

DEDICATORIA

A mis padres William Salazar y Lucrecia Neyra que mediante cariño, sacrificio y

apoyo me han ayudado superar todo obstáculo en la vida.

.

5

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios padre por la bendición de la vida, y a mi familia por toda la

confianza y apoyo incondicional.

6

INDICE

INTRODUCCION 7

CAPITULO 1 8

Planteamiento del problema 8

Definición de objetivos 9

Alcance de la investigación 10

CAPITULO 2 11

Problemas similares y análisis de soluciones empleadas

11

Tecnologías/técnicas de sustento 12

CAPITULO 3 13

Soluciones a evaluar 13

Criterios de selección 13

Recursos necesarios 14

Estudio de viabilidad técnica 17

CAPITULO 4 18

Análisis de los resultados de la investigación

18

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 19

BILIOGRAFÍA 20

Anexo 1 24

Anexo 2 27

7

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, gran parte de los trabajadores en distintos ambientes laborales

sufren diversas enfermedades y molestias originadas por la gran carga de estrés, el

cual surge debido a la ardua rutina diaria a la que son sometidos en cada uno de sus

respectivos centros de trabajo. Este problema puede generar diversas

consecuencias negativas no solo en las mismas personas, sino también en los

centros de trabajo. Es por ello que a lo largo del tiempo se han buscado múltiples

maneras de calmar o reducir los síntomas físicos y psicológicos que el estrés puede

provocar en las personas. Actualmente los avances científicos y la aplicación de

ciertas ramas de las ingenierías en el campo médico han permitido que se empiece

a utilizar un método novedoso que permite reducir y dar alivio a los síntomas físicos

generados por diversos factores, lesiones y enfermedades. Se plantea utilizar nuevas

técnicas en contra del estrés, una de ellas es la aplicación del uso de señales

eléctricas en el cuerpo, mediante la electroestimulación. Esta técnica ha presentado

resultados óptimos en casos similares, por ello que en este trabajo de investigación

se propone el diseño de un sistema que genere señales eléctricas con el fin de dar

tratamiento al dolor muscular y a la migraña que son causadas por el estrés laboral.

8

CAPÍTULO 1

ANTECEDENTES

Planteamiento del problema Hoy en día, el estrés es un problema social, físico y psicológico que afecta a la mayoría de la población, la cual exige y demanda a los trabajadores enfrentar y resolver situaciones de carácter social, laboral y emocional cada vez más complejas [1]. Se puede definir como estrés a una reacción innata producida por el cuerpo ante estímulos que se encuentran en el medio que son considerados nocivo y perjudicial. Esta reacción guía al sistema hipotalámico-pituitario-adrenal, el cual ordena la liberación de hormonas, esteroides y neurotransmisores, estas sustancias agudizan nuestros sentidos, aumentan el flujo sanguíneo, reducen nuestra memoria de corto plazo [2]. El estrés laboral es un tipo de estrés que se presenta en la industria y sociedades en las cuales la creciente sensación de presión proveniente del entorno laboral puede provocar cansancio físico o mental en el trabajador, generando diversos resultados que afectan tanto a la salud y al entorno de medio donde el trabajador se desempeña [3]. El estrés puede ser producido por diferentes tipos de estresores tal como son los provenientes del medio laboral (iluminación del lugar, el grado de temperatura, el ruido que se encuentra alrededor, la humedad del ambiente, etc.). Por otro lado, están los estresores por exigencias del mismo trabajo como son la sobrecarga que un trabajador puede sentir y los problemas entre compañeros de trabajo. Y finalmente, los problemas que guarden relación con las nuevas tecnologías a utilizar. Todo ello desencadena una disminución del rendimiento del trabajador .El estrés laboral puede provocar diferentes tipos de síntomas en las personas tales como del tipo social (bajo nivel de rendimiento académico y laboral ),fisiológico (dolencias , perturbaciones en el sistema endocrino, perturbaciones en el sistema nervioso vegetativo, variaciones en el ritmo cardiaco y en la frecuencia respiratoria e insuficiencia coronaria) y psicológico (sensación de angustia, problemas de ansiedad, mal humor y depresión) [4] [5]. Según el informe especial sobre el estrés en los peruanos emitido por la encuestadora GFK, realizado entre el 19 al 23 de noviembre del 2016, se obtuvo de una muestra de 1244 encuestados, donde el el 65% sufre de algún síntoma causado por el estrés, de los cuales 33% sufren de dolor de cabeza o migraña [6]. Esta cifra es alarmante, por que indicaría que aproximadamente más de la mitad de empleados en una organización no sienten que cuentan con los recursos necesarios para su óptimo desempeño. Una de las técnicas que se utiliza para aliviar estos malestares es la técnica de estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (TENS), la cual se utiliza en estos casos y transmite señales eléctricas utilizando electrodos ubicados en la piel. La corriente actúa a nivel celular, excitando las células nerviosas periféricas, causando la liberación de sustancias endógenas como endorfinas, encefalinas y serotonina en el cuerpo. Por tal motivo, la técnica TENS es utilizada como estimulante de las aferencias nerviosas el cual proporciona una mejoría en la sensación de dolor sin que se empleen procedimientos invasivos [7].

9

Figura 1. Correlación entre rendimiento y estrés laboral. [4]

Figura 2. Porcentaje de personas que presenta un síntoma de estrés. [6]

Definición de objetivos

Objetivo general El objetivo principal del presente trabajo es diseñar un generador de señales eléctricas para el alivio del dolor cervical y para generar un efecto analgésico contra la migraña, ambos producidos por el estrés laboral.

Objetivos específicos

Diseñar un prototipo de un generador de señales eléctricas el cual estimule zonas del cuello y alrededor de la sien con el fin de brindar un efecto tipo analgésico que alivie el dolor.

Determinar los parámetros tales como tipo de onda, frecuencia y tiempo de aplicación de cada señal según la zona de aplicación.

Identificar los componentes adecuados para el proyecto.

10

Alcance de la investigación El presente trabajo de investigación contempla específicamente como alcance el diseño de un generador de señales eléctricas para el alivio de dolor muscular en el cuello y la migraña a causa del estrés laboral. No se realizará una implementación física del prototipo, por lo tanto, no se podrán obtener resultados del experimento, más bien todo resultado será concluido por bases de datos de las fuentes utilizadas.

11

CAPÍTULO 2

MARCO TEÓRICO

Problemas similares y análisis de soluciones empleadas

Debido a que en estos días la mayoría de personas están predispuestas a dolores musculares y físicos debido a diversos motivos, ya sea por traumas productos de accidentes, enfermedades, estrés laboral, etc, las búsquedas de alternativas para aliviar estas molestias musculares son muy comunes por parte de diversas investigaciones. En 2009 la revista Journal of Rehabilitation Medicine hizo una publicación donde se proponía estudiar y examinar un método no pasivo para reducir el dolor, la técnica a evaluar fue la técnica TENS como un efecto placebo [8]. Otra publicación en ese mismo año, hecha por The Cochrane Collaboration, se enfocó en el dolor en las rodillas causadas por osteoartritis de rodilla y el método de electroestimulación transcutánea para el alivio de este [9]. Por otro lado, investigaciones con el mismo ámbito también se desarrolla en Latinoamérica. En el 2015 en Colombia, departamento de Quito, La Escuela Politécnica Nacional realizó un estudio sobre procesos de terapia y fortificación muscular tanto

como el alivio de dolor para este fin se diseñó un eletroestimulador, el cual envía señales eléctricas para lograr estos resultados [10]. En Brasil, en la Revista Pedagógica de Univates, en el año 2012 se realizó una publicación sobre la efectividad del uso de

técnica Tens para el alivio del Síndrome del impacto del hombro, la cual dio como resultados mejorías en las personas después del tratamiento [11]. En nuestro país también existen investigaciones para el alivio de dolor y dolencias musculares por medio del uso de señales eléctricas. En una tesis hecha por Manuel Zapata en el 2010 sobre el “Diseño de un estimulador eléctrico funcional para rehabilitación física en miembros distales superiores con disfunción motriz”, se señala que la técnica TENS ya sea de baja o alta frecuencia son opciones muy válidas para realizar un proceso de modulación de dolor, este método es muy eficaz, seguro y no invasivo [12]. En el 2012, Alicia Gavina Rojas realizo un estudio sobre la disminución del dolor cervical, es decir, dolor de cuello. Su investigación se basó básicamente en “la efectividad de la electrocinesis manual”, el cual consiste en la combinación de estimulación eléctrica con la masoterapia con el objetivo de disminuir el dolor. El estudio reveló en sus resultados que la electrocinesis manual tiene resultados positivos a tiempos cortos. [13]

Figura 3. Circuito del electro-estimulador [10]

12

Tecnologías/técnicas de sustento

En los últimos años el avance tecnológico en diversas áreas de las ingenierías,

específicamente en la electrónica, ha permitido que actualmente la utilización de las

señales eléctricas para el uso de alivio de dolores sea muy popular en diferentes

lugares. En el año 2017 en Japón, Takaya Maeda y Hideki Yoshida en la revista The

Journal of Physical Therapy Science, hicieron una publicación sobre la efectividad de la

combinación de la técnica TENS con la técnica de aplicar calor y frío en zonas

específicas, con el propósito de aliviar el dolor en las rodillas causado por la osteoartritis.

En dicha publicación se reveló que la técnica TENS sí disminuye el dolor, en

combinación con la aplicación de calor en manera local. Además, el estudio reveló que

el alivio de dolor de rodilla no es solo cuando la persona se encuentra parada, sino el

dolor también presenta una disminución en el momento de caminar, aunque el nivel de

alivio entre la posición de pie y cuando la persona camina difieren [14]. Por otro lado, en

el 2018, en la misma revista The Journal of Physical Therapy Science, Huimin Tao y

Teng Wang publicaron un artículo que exponía detalles sobre el uso de la técnica TENS

como un tratamiento de protección e interrupción de la migraña. Esta investigación da

como resultados que la técnica TENS sí es una alternativa efectiva sobre la migraña.

Esta técnica es eficaz para reducir el dolor de cabeza sin la necesidad de consumo de

alguna medicina o analgésico, aunque según esta misma publicación, se requiere un

estudio más riguroso y largo para dar una conclusión más objetiva [15].

Los estudios actuales en Latinoamérica son analizados del mismo modo. En Colombia en el año 2016, Jimmy Guerrero en un trabajo de investigación realizado en la Universidad Nacional de Colombia sobre el manejo de terapias no invasivas, establece que las técnicas de la aplicación de señales eléctricas ayudan al incremento de producción de sustancias endorfinas, las cuales alivian el dolor, ya que este está directamente relacionado al tipo de frecuencias a utilizar, de 80 a 100 Hz, provocando que aparezcan efectos de analgesia [16]. Del mismo modo, en Guatemala en el 2017 José López la Universidad Rafael Landívar, en una tesis anuncia que la electroestimulación neuromuscular es usada para dar tratamiento, causando contracciones musculares y relajación. Las conclusiones extraídas de este artículo señalan que el uso de esta técnica ayuda al fortalecimiento y alivio de dolores musculares producidos por la actividad deportiva [17]. En el Perú los estudios sobre la aplicación de la electroestimulación para el alivio de dolores también mencionan los efectos favorables de esta técnica. Mariela Chirre y Lilian Jerien en el 2017 en su trabajo “Efecto de la fisioterapia en la marcha de los pacientes con lesión medular”, señalan que el uso de la electroestimulación combinada con técnicas de fisioterapia ayuda al fortalecimiento y reducción de dolor producido por lesiones lumbares, sin demostrar efectos secundarios negativos [18]. Por otro lado, Juan Duran y Cindy Moreno mencionan la efectividad de la técnica TENS sobre el dolor producido por la osteoporosis de rodilla en adultos. Señalan que después de una búsqueda detallada y la lectura de 88 artículos sobre la aplicación de la efectividad de la técnica TENS, se llegó a la conclusión que la electroestimulación eléctrica trascutaena nerviosa es eficaz en comparación con los medicamentos para el alivio de dolor de rodilla [19].

13

CAPÍTULO 3

PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIÓN

Soluciones a evaluar Una de las razones por las cuales se estudian y se utilizan generadores de señales eléctricas para el alivio de dolor muscular y/o migraña causado por diferentes factores, se debe a que hay una variedad de tipos de ondas acompañadas de sus respectivas frecuencias y duraciones, debido a ello en la evaluación de soluciones se debe tener presente esta característica. Uno de los tipos de ondas usadas como propósitos analgésicos son las ondas

diadinámicas, las cuales son ondas galvanofarádicas de baja frecuencia y del tipo

semisinusoidal. Las ondas diafásicas fijas, las cuales pertenecen a las ondas

diadianicas, están compuestas por una frecuencia de 100 Hz, con impulsos de 10 ms

de duración seguidos, esta señal puede provocar efectos físicos como una vibración o

un hormigueo en la zona de aplicación sin mencionar algunos espasmos musculares.

Otra técnica que utiliza señales eléctricas para producir un alivio ante los dolores es la

técnica TENS, la cual ha sido utilizada para tratar casos donde las personas presentan

dolores agudos y arraigados. El rango de frecuencias por el cual oscila el TENS es de

1 Hz a 200Hz, la fase de este suele durar entre 20 a 250 us y la intensidad debe ser

ajustada entre 1 a 10 mA [20].

Criterios de selección Se selecciona la técnica Tens para el diseño de un prototipo de generador de señales eléctricas para el tratamiento de dolor muscular y migraña causados por el estrés laboral debido a que, entre los métodos mencionados, presentan como ventaja ser una alternativa de estimulación nerviosa eléctrica transcutánea, no farmacológica, la cual conlleva a una liberación de sustancias endógenas por parte de las células periféricas. Estas sustancias son la serotonina, la encefalina y la endorfina [21].

Otro criterio de selección para escoger esta técnica es su frecuencia, la cual debe de

estar comprendida entre 10 a 100 Hz. El tipo de onda a utilizar debe ser la cuadrada

equilibrada, no simétrica y bifásica con el fin de producir un efecto analgésico sobre los

puntos de aplicación [22].

Se plantea que el dispositivo se alimente con una fuente de energía (batería) de 9 voltios. El dispositivo debe poseer una interfaz, la cual nos permite comenzar con las operaciones, donde se encontrarán los comandos, botones y la pantalla que permite escoger las funciones. La siguiente etapa se centra en el microcontrolador, el cual es el responsable de la producción de pulsos eléctricos. El lenguaje de programación que se usará será el C+, de esta manera se podrán generar las señales eléctricas requeridas [23]. Debido a que el dispositivo se basará solamente en el alivio de dolores, se usarán frecuencias en un intervalo de 0 a 100 Hz. Para dar inicio al desarrollo de un electroestimulador se debe de tener en consideración ideas electrofisiológicas básicas, como una corriente constante adaptable a una resistencia de 0.5 a 10 kiloohmios, un impulso monofásico con forma de onda cuadrada, frecuencia de impulso en un rango y la amplitud de pulso [24]. Como este diseño tiene el propósito de dar solución a dos dolencias, se hará uso de un multiplexor, el cual permitirá escoger una de las dos opciones. El multiplexor es un circuito que consiste en un arreglo de llaves electrónicas, las cuales están vinculadas de forma paralela y con una sola salida común, por lo que permitirá que la persona reciba solamente un tipo de

14

señal, dependiendo de la zona a tratar. [25] La forma de onda que se utiliza para efectos analgésicos es una onda cuadrada, equilibrada, no simétrica y bifásica. Posteriormente la señal que sale del generador pasará por un proceso de amplificación. El voltaje obtenido debe ser lo suficientemente alto para producir una sensación de cosquilleo a la persona. Los valores de este voltaje deben de intervalo de o a 7 voltios. Luego esta señal pasará por el proceso de regulación, en donde la corriente o voltaje se normalizará para ir directamente a los electrodos para eludir que una corriente alta cause un daño a la persona. A su vez, esta etapa ayuda a que se intensifique o disminuya la señal con respecto a la comodidad de la persona. Para el dolor de cuello se utilizarán frecuencias de 50 a 100 Hz, con tiempo de aplicación de 15 minutos. Para la migraña la frecuencia a utilizar es de 10Hz, con duración de 5 a 10 min [26], [27]. Cualquier señal que se genere será la señal de salida, la cual se aplica a los músculos mediante el uso de electrodos, los cuales consisten en una membrana conductora. Estos componentes son previamente colocados en las zonas donde se quiere estimular el músculo, para su relajación y posterior alivio del dolor [28].

Figura 6. Posición de electrodos para dolor de cabeza [26]

Figura 7. Posición de electrodos para dolor de dolor del cuello [26]

Recursos necesarios

Para la elaboración de este prototipo es necesario tener conocimientos básicos de la

electrónica para el armado del circuito, además de tener conocimiento del lenguaje de

programación C+. Los componentes necesarios para la implementación de este

prototipo incluyen una fuente de alimentación o una batería de 9 voltios, una interfaz

que permitirá dar comienzo a las operaciones y comandos por medio de botones, y una

pantalla LCD. Para la etapa de control se costa de un microcontrolador PlC18F4550, es

en esta fase donde se recibe la información seleccionada y se procesa para su

transmisión. Otros de los componentes necesarios son multiplexores, resistencias,

amplificadores operacionales, capacitores y potenciómetros. Todos estos elementos

15

son necesarios para las etapas de selección de señal, amplificación de la misma y

regulación. La señal resultante es transmitida por los ramales de electrodos, entrando

en contacto con la piel del paciente por medio de electrodos de tipo parche.

Diagrama de bloques

Figura 8. Diagrama de bloques. Elaboración propia.

16

Diagrama de flujo

Inicio

Configuración de puertos

Configuración de pantalla LCD

Iniciación de programa

Visualización de pantalla inicial

¿Pulsar para

empezar?

Elección de parámetros

si

No

Visualización de programa en ejecución

Visualización de la amplitud

Visualización de la frecuencia

Visualización del tiempo trascurrido

¿Finalización de tiempo?

si

No

Valores en reposo

Fin

17

Estudio de viabilidad técnica Una de las razones por las cuales se decide por el uso de generadores de señales eléctricas para el alivio de dolor muscular y migraña causado por el estrés laboral, se debe a que anteriormente se ha utilizado esta misma técnica, mostrando resultados significativos. La revista Journal of Pain Research hizo una publicación en el año 2018 sobre la efectividad de TENS para el alivio del dolor crónico, en donde se aplicaron señales eléctricas de alta frecuencia para el alivio de dolor crónico. En este estudio se mantuvo bajo vigilancia de 60 días a 11,900 personas, la cuales estaban usando el generador TENS para el dolor crónico. Los sujetos de prueba en su mayoría fueron adultos mayores, de los cuales el 97.2% presentaban dolores en la espalda baja. Como resultado de los 60 días de vigilancia, se observó que el 48,7% de los sujetos mostraron una reducción significativa en el padecimiento de dolor [29]. En una publicación hecha por la NCBI (National Center for Biotechnology Information) en el 2018, se hace referencia a la efectividad de la técnica Tens en el servicio de urgencias para el alivio del dolor, dando como resultado que el 88% de los pacientes presentaron alivio de sus respectivas dolencias [30]. Una publicación hecha por la British Journal of Paina, llamado “Estimulación nerviosa eléctrica transcutánea: mecanismos, aplicación clínica y evidencia”, detalla y expone con qué rapidez la técnica surte efecto. En el artículo se menciona que el alivio de dolor mediante la aplicación de la técnica TENS ocurre de manera relativamente rápida. Como se ha mencionado, el objetivo de esta técnica es estimular los aferentes cutáneos que poseen diámetro pequeño y alto umbral, de esta manera bloquean la trasmisión de información nociceptiva en los nervios que se encuentran en la periferia y aumentan la producción de sustancias analgésicas del cuerpo. Las experiencias rescatadas de estos estudios señalan que la técnica TENS es útil para el dolor agudo, ya sea de origen nociceptivo, neurótico y musculo esquelético [31]. En el 2008, en una publicación hecha por la NCBI sobre la eficacia de la estimulación nerviosa eléctrica transcutánea para el tratamiento de la hiperalgesia y el dolor, evalúan la técnica TENS para el alivio de dolor que no pertenece al grupo de los fármacos. Los resultados mostraron que esta técnica es efectiva para el alivio del dolor musculoesquelético crónico, y sus respectivos ensayos demuestran consistentemente la efectividad de la TENS para las condiciones de dolor agudo [32]

Del mismo modo, en una publicación hecha por la corporación Universitaria de la Costa en Colombia, se hizo una publicación sobre el diseño de un electro estimulador donde se observa que la elaboración de este tipo de dispositivos en muy sencilla, además de presentar una interfaz amigable con el usuario, como punto adicional se puede mencionar que estos dispositivos no suelen poseer gran tamaño, lo permite que el equipo sea portátil y fácil de usar sea el ambiente en que se encuentre el usuario. [33]. En el 2008, la Revista de Sanidad Militar de México público un artículo de investigación donde se estudiaba la efectividad del uso de la electroestimulación con fines analgésicos en pacientes con quemaduras de segundo grado. El tratamiento consistía en sesiones de 15 minutos con frecuencias de 200Hz. Los resultados mostraron que es posible la utilización de la técnica TENS en personas con quemaduras ya que los pacientes mostraron un alivio de dolor dado que al inicio de las sesiones mostraban en una escala de dolor de 0 a 10 un promedio de dolor de 7.72 y al finalizar las sesiones un promedio de 5.1. Estos resultados son de la primera etapa del tratamiento. En la última etapa de este estudio los pacientes mostraban un promedio de 1.37 en la escala de dolor [34].

18

CAPÍTULO 4

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN Los resultados esperados del proyecto conciben que la técnica de estimulación eléctrica trascutánea sea eficaz para el alivio de malestares como son el dolor de cuello y dolor de cabeza producidos por el estrés laboral. Para determinar el porcentaje de efectividad de este proyecto se toma como base las investigaciones anteriores por lo cual se proyecta que para el caso del dolor de cabeza que el porcentaje de efectividad tenga un valor aproximado de 90%, donde la disminución de dolor se reduzca como mínimo en un porcentaje del 25 a 30 %. Para los dolores cervicales se espera que para una población de muestra de 100 personas la disminución de dolor sea de al menos un 85%. Cabe destacar que este resultado varía según las características físicas de la persona, como son la talla, el sexo, el peso, el tipo de alimentación y nivel de estrés que manifieste. La posterior implementación del trabajo presentado aspira a generar un efecto positivo sobre las personas que sufran efectos físicos de estrés producto al nivel de presión propio de sus respectivos trabajos. El beneficio de este proyecto será significativo; puesto que el uso del dispositivo permitirá aliviar dolores de migraña y dolor cervical. El usuario presentará un alivio del dolor, causante de incomodad, por tal motivo la correcta funcionalidad generará un gran impacto en el bienestar del trabajador, lo que le permitirá continuar sus actividades con normalidad. Además, la empresa, compañía o institución a la que pertenezca el trabajador puede resultar favorecida, debido a que si el trabajador se encuentra en óptimas condiciones; es decir, sin ninguna molestia a causa del estrés este podrá brindar un buen desempeño en su respectivo puesto de trabajo.

Figura 9. Posición de electrodos para dar alivio al dolor del cuello.

19

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones

1. Una técnica no invasiva para el alivio de dolor es la técnica TENS, ya que se basa

principalmente en la estimulación nerviosa trascutánea, mediante señales eléctricas para la generación y liberación de sustancias endógenas, con el fin de producir una sensación de aplacamiento ante molestias físicas.

2. La técnica TENS aplicada en zonas puntuales, como en la cabeza y cuello, puede reducir el dolor en esas respectivas áreas de una forma significativa.

3. Se prefiere el uso de señales eléctricas para el alivio de los dolores agudos musculo-esquelético, puesto que presentan constantemente una alta efectividad con una cierta rapidez.

4. Se opta por un microcontrolador como generador de pulsos eléctricos puesto que, gracias a su arquitectura y programación, se hace más fácil controlar parámetros como el tipo de onda, la amplitud, y el tiempo del tratamiento.

5. Los resultados pueden variar dependiendo de muchos factores como son: el tipo de onda a generar, su frecuencia, su amplitud, el tiempo de aplicación y el grado de intensidad de dolor y/o molestia que puede presentar el individuo.

6. El prototipo puede ser usado en forma terapéutica, debido a su eficacia en el alivio del dolor físico mediante la liberación de sustancias endorfinas.

Recomendaciones

1. Se recomienda utilizar un interfaz amigable y sencilla, para evitar complicaciones en el uso por parte de los usuarios y/o pacientes que interactúen con el dispositivo.

2. Debido a que existen factores que pueden interferir y/o alterar los resultados, es factible realizar pruebas o ensayos previos antes de establecer un valor determinado para cada caso que se pueda presentar.

3. Una manera eficaz de hacer llegar la señal al individuo es mediante la utilización de electrodos de superficie, debido a su buena conductividad y bajo costo en el mercado. Además, muchos de estos son desechables, lo cual asegura que en cada uso los electrodos sean nuevos, estériles y tengan mayor facilidad para adherirse al usuario.

4. Es recomendable antes de cada tratamiento o cada periodo de tiempo, realizar una inspección rápida al dispositivo para asegurar que todos los componentes funcionen de forma adecuada

5. Realizar mantenimientos preventivos y cambios de pieza cada cierto tiempo.

20

BIBLIOGRAFÍA [1], S Palomino, “Estrés laboral y desempeño laboral en evaluadores de certificaciones de DIGESA”, tesis para optar el grado académico de Maestra en Gestión pública, Univ.

Cesar Vallejo, 2017 Recuperado de http://repositorio.ucv.edu.pe/bitstream/handle/UCV/9992/Palomino_SS.pdf?sequence=1&isAllowed=y [2], L. Tello, “Sistema de monitoreo y alivio del estrés y la ansiedad”, Tesis para optar el

Título de Ingeniero Mecatronico, Universidad PUCP, 2014 Recuperado de http://tesis.pucp.edu.pe:8080/repositorio/bitstream/handle/123456789/5442/TELLO_LUIGGI_SISTEMA_MONITOREO_STRESS.pdf?sequence=1&isAllowed=y [3], K. Sánchez, “Prevalencia de estrés laboral y factores asociados en el personal asistencial prehospitalario Johnson del programa de sistema de atención móvil de urgencias Instituto de Gestión de Servicios de Salud (SAMU - IGSS)”, Tesis para optar

el Grado Académico de Magíster, Universidad UNMSM,2017, Recuperado de http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/handle/cybertesis/6110/Sanchez_vk.pdf?sequence=1 [4], I. Ruiz, C. Vega “Influencia del estrés laboral en el desempeño de los trabajadores de una empresa de venta y servicios industriales”, Tesis para obtener el título profesional

de Licenciado, Universidad PUCP, 2016. Recuperado de http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/11845/Ruiz%20Aguilar_Vega%20C%C3%B3ndor_Influencia_estr%C3%A9s_laboral1.pdf?sequence=1&isAllowed=y [5], J. Rosales, “Estrés académico y hábitos de estudio en universitarios de la carrera de psicología de un centro de formación superior privada de lima-sur”, Tesis para

obtener el título profesional de Licenciado, Universidad Autónoma del Perú, 2016.Recuperado de http://repositorio.autonoma.edu.pe/bitstream/AUTONOMA/124/1/ROSALES%20FERNANDEZ.pdf [6], L. Amaya, “Informe especial sobre el estrés en los peruanos”, Growth for knowledge

,2016. Recuperado de https://www.gfk.com/fileadmin/user_upload/country_one_pager/PE/documents/GfK_Opinio__n_Enero_2017_Estre__s_en_los_peruanos_2.pdf [7], J. Duran, “Aleatorizados de la efectividad de la neuroestimulacion eléctrica transcutánea (tens) en adultos con osteoartritis de rodilla”, Tesis para obtener el título

profesional de Licenciado, Universidad Wiener, 2017. Recuperado de http://repositorio.uwiener.edu.pe/bitstream/handle/123456789/1224/TITULO%20-Dur%C3%A1n%20Alonzo%2c%20Juan%20Carlos.pdf?sequence=1&isAllowed=y [8], L. Gabis et al, (2009) Pain reduction using transcranial electrostimulation a double-blind “active placebo” controlled trial, J Rehabil Med 2009; 41: 256–261., doi: 10.2340/16501977-0315. [9], A. Rutjes et al, “Transcutaneous electrostimulation for osteoarthritis of the knee”, Cochrane Database Syst Rev. 2009 Oct 7;(4):CD002823. Doi: 10.1002/14651858.CD002823.pub2. [10], J. Cabrera y G. Hoyos, “Diseño y construcción de un electroestimulador muscular

21

digital”, Proyecto para título de Ingeniero, Escuela Politécnica Nacional, 2015 .Recuperado de http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/11848/1/CD-6555.pdf [11], A. Frantz et al, “Efeito do tratamento fisioterapéutico em paciente com suspeita de síndrome do impacto do ombro: estudo de caso”.U.S National Library of Medicine, v. 9, n. 2,2012 .Recuperado de http://www.univates.br/revistas/index.php/cadped/article/view/864 [12], M. Zapata, “Diseño de un estimulación eléctrico funcional para rehabilitación física en miembros distales superiores con disfunción motriz”, Tesis para optar el Título de Ingeniero Electrónico, Universidad PUCP, 2010. Recuperado de http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/522/ZAPATA_VELEZ_DE_VILLA_MANUEL_ESTIMULADOR_ELECTRICO_REHABILITACION_MOTRIZ.pdf?sequence=1&isAllowed=y [13], A. Rojas , “Efectividad de la Electrocinesis Manual en la disminución del dolor por Cervicalgia Mecánica en el Centro Medico Naval Cirujano Mayor Santiago Távara”, Tesis para optar el Título Profesional de Licenciado en Tecnología Médica,Universidad UNMSM,2012.Recuperado de http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/handle/cybertesis/2886/Rojas_ca.pdf?sequence=1&isAllowed=y [14], T Maeda et al. “Does transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) simultaneously combined with local heat and cold applications enhance pain relief compared with TENS alone in patients with knee osteoarthritis?”, .U.S National Library of Medicine: 1860-1864. Doi: 10.1589/jpts.29.1860. Epub 2017 Oct 21.

[15], H. Tao et al, “Effectiveness of transcutaneous electrical nerve stimulation for the treatment of migraine: a meta-analysis of randomized controlled trials”, J Huarache Pain: 42, 2018, doi: 10.1186/s10194-018-0868-9.

[16], J. Guerrero, “Manejo de los desórdenes temporomandibulares con terapias no invasivas”, Trabajo Final presentado para optar al título de: Especialista en Rehabilitación Oral, Universidad Nacional de Colombia, 2016.Recuperado de http://bdigital.unal.edu.co/56056/7/JimmyG.GuerreroPalacios.2016.pdf [17], J. López, “Electroestimulación neuromuscular y pliometría, como tratamiento profiláctico a través del aumento de la fuerza muscular de miembros inferiores en deportistas de alto rendimiento que practican atletismo”, Trabajo entregado para obtener

el título de Fisioterapista, Universidad Rafael Landívar, 2017. Recuperado de http://recursosbiblio.url.edu.gt/tesisjrcd/2017/09/01/Lopez-Jose.pdf [18], M. Chirre et al, “Efecto de la fisioterapia en la marcha de los pacientes con lesión medular”, Trabajo profesional para optar el título de lic. Tecnología médica en la especialidad de terapia física y rehabilitación, Universidad Wiener ,2017.Recuperado

de http://repositorio.uwiener.edu.pe/bitstream/handle/123456789/586/TITULO%20-%20CHIRRE%20ALMEYDA%20%20MARIELA%20ROSARIO.pdf?sequence=1&isAllowed=y [19], J Duran y C. Moreno,(2017),“Revisión sistemática de ensayos clínicos aleatorizados de la efectividad de la neuroestimulación eléctrica transcutánea (tens) en adultos con osteoartritis de rodilla” ,Trabajo de suficiencia profesional para optar el título de licenciado en tecnología médica en terapia física y rehabilitación,Universidad Wiener 2017. Recuperado de http://repositorio.uwiener.edu.pe/bitstream/handle/123456789/1224/TITULO%20-

22

Dur%C3%A1n%20Alonzo%2C%20Juan%20Carlos.pdf?sequence=1&isAllowed=y [20], J Cabrera y G Hoyos, “Diseño y construcción de un electroestimulador muscular digital” ,Proyecto para título de Ingeniero,Universidad ,Escuela Politécnica Nacional ,2015,Recuperado de http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/11848/1/CD-6555.pdf [21], S. Carvalho, et al, “The transcutaneous electrical nerve stimulation of variable frequency intensity has a longer-lasting analgesic action than the burst transcutaneous electrical nerve stimulation in cancer pain”, Revista Dor. São Paulo, 2017 oct-dec; 18(4):316-20.Recuperado http://www.scielo.br/pdf/rdor/v18n4/1806-0013-rdor-18-04-0316.pdf [22], J. Maya, “Manual de electroterapia Tens”, Universidad de Sevilla, 2012,

Recuperado de http://www.enraf.es/descargas/Electroterapia/Manuales%20de%20Fisioterapia/TENS%20prof.Maya.pdf [23], B. Núñez y J. Plaza, “Diseño y construcción de un electroestimulador para aplicarlo en terapias de rehabilitación del músculo esquelético atrofiado por inmovilización”, Revista Inge-CUC / Vol. 6 - No. 6, págs. 291-300,2010. Recuperado https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4868961 [24], R. Dysangcoa R y J. Padilla, “Development of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulator (TENS) Chair with Microcontroller Based Application”, 2015. Recuperado https://www.researchgate.net/publication/305724592_Development_of_Transcutaneous_Electrical_Nerve_Stimulator_TENS_Chair_with_Microcontroller_based_Application [25], R. Lozoya y I. Campos, “Estructura reconfigurable: comparador/multiplexor/demultiplexor.”,Revista Mexicana de Fısica 59 (2013) 107–116. Recuperado http://www.scielo.org.mx/pdf/rmf/v59n2/v59n2a3.pdf [26], E. Juárez y O. Montes“, Diseño de un estimulador muscular para terapias analgesias de baja frecuencias”, Tesis Profesional para obtener el título de Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica, Instituto Politécnico Nacional ,2012.Recuperado de http://www.iontoforesis.com/pdf/estimulador%20para%20analgesia.pdf [27], J. Maya, “Manual de electroterapia Tens”, Universidad de Sevilla, 2012,

Recuperado de http://www.enraf.es/descargas/Electroterapia/Manuales%20de%20Fisioterapia/TENS%20prof.Maya.pdf [28], O. Herrera y C. Jarquin, “Diseño de un prototipo médico electro-estimulante para uso quirúrgico en la corrección de malformaciones congénitas de ano perforado”, Seminario de Graduación para optar al título de Ingeniero Electrónico, Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua,2016.Recuperado http://repositorio.unan.edu.ni/3247/1/95890.pdf [29], X. Kong y S. Gozani, “Effectiveness of fixed-site high-frequency transcutaneous electrical nerve stimulation in chronic pain: a large-scale, observational study.”, Journal of Pain Research; 11:703-714. Doi: 10.2147/JPR.S156610. eCollection 2018.

[30], C. Grover y M. Potter M. (2018), “Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) in the Emergency Department for Pain Relief: A Preliminary Study of Feasibility and Efficacy”, West J Emerg Med. 19(5): 872–876. Doi:

23

[10.5811/westjem.2018.7.38447] [31], M. Johnson, “Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation: Mechanisms, Clinical Application and Evidence”, PMC Journals Aug; 1(1): 7–11 ,2007.doi: [10.1177/204946370700100103] [32], J. DeSantana et al., “Effectiveness of Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation for Treatment of Hyperalgesia and Pain”, Curr Rheumatol Rep; 10(6): 492–499, 2008. Recuperado https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2746624/ [33], B. Núñez y J Plaza, “Diseño y construcción de un electroestimulador para aplicarlo en terapias de ehabilitación del músculo esquelético atrofiado por inmovilización”, Revista Inge-CUC / Vol. 6 - No. 6, págs. 291-300,2010.Recuperado https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4868961

[34], K. Vásquez et al, “Electroterapia como manejo alternativo de dolor en quemaduras”, Revista de Sanidad Militar; 62(3): 141-144,2008. Recuperado de http://www.medigraphic.com/pdfs/sanmil/sm-2008/sm083e.pdf

24

ANEXO 1

FICHA DE TAREA INVESTIGACIÓN

FACULTAD: Ingeniería CARRERA: Biomédica

1. Título del trabajo de la tarea de investigación propuesta

Diseño y desarrollo de un sistema generador de señales eléctricas de baja

frecuencia para tratamiento del estrés laboral.

2. Indique el número de alumnos posibles a participar en este trabajo. (máximo

2)

Número de Alumnos: 2

3. Indique si el trabajo tiene perspectivas de continuidad después que el alumno

obtenga el Grado Académico para la titulación por la modalidad de tesis o

no.

El trabajo tiene perspectivas de continuidad para la titulación por la modalidad de

tesis.

4. Enuncie 4 o 5 palabras claves que le permitan al alumno realizar la búsqueda

de información para el Trabajo en Revistas Indizadas en WOS, SCOPUS,

EBSCO, SciELO, etc desde el comienzo del curso y otras fuentes

especializadas.

Palabras clave Scholar DOAJ OpenDoar

sueño y estrés Exitoso Exitoso Exitoso enfermedades neurológicas

Exitoso Exitoso Exitoso

enfermedades

psicosomáticas Exitoso Resultado menor Exitoso

señales de baja

frecuencia Exitoso Exitoso Sin resultados

Relajación muscular

Resultado menor Resultado menor Sin resultados

5. Como futuro asesor de investigación para titulación colocar: (Indique sus datos personales)

Nombre: Francisco A. Gómez Vernal (C14242@utp.edu.pe)

Código Docente: C14242

Correo: C14242@utp.edu.pe

Nombre: Leopoldo F. Yabar Escribanel (C09287@utp.edu.pe).

Código Docente: C09287

Correo: C09287@utp.edu.pe

25

6. Especifique si el Trabajo de investigación: (Marcar con un círculo la que corresponde, puede ser más de una)

a. Contribuye a un trabajo de investigación de una Maestría o un

doctorado de algún profesor de la UTP,

b. si está dirigido a resolver algún problema o necesidad propia de la

organización,

c. si forma parte de un contrato de servicio a terceros,

d. corresponde a otro tipo de necesidad o causa (Explicar cuál)

El proyecto de investigación está dirigido a las personas que sufren problemas o

trastornos físicos y mentales, producidos por las duras condiciones laborales en la

actualidad, que afectan la calidad del sueño y la calidad de vida dichas personas,

que son causa principal de muchas enfermedades neurológicas y psicosomáticas.

7. Explique de forma clara y comprensible al alumno los objetivos o propósitos

del trabajo de investigación.

Diseñar y desarrollar un sistema electrónico que permita obtener señales eléctricas

de baja frecuencia de diferentes tipos de onda, las cuales serán aplicadas mediante

electrodos a la nuca de paciente, con la finalidad de estimular y relajar las

tensiones musculares en dichas personas.

8. Brinde al alumno una primera estructuración de las acciones específicas que

debe realizar para que le permita al alumno iniciar organizadamente su

trabajo y satisfacer los cuatro logros del curso.

Es recomendable seleccionar información: protocolos, prototipos, desarrollos

tecnológicos actuales, beneficios, aplicaciones, procedimientos, seguridad,

estándares de diseño, normatividad nacional e internacional.

Estudio de plataformas de instrumentación electrónica aplicadas a la

problemática.

9. Incorpore todas las observaciones y recomendaciones que considere de

utilidad al alumno y a los profesores del curso para poder desarrollar con

éxito todas las actividades.

Se requiere que los alumnos tengan buena base en electrónica analógica, digital,

programación de microcontroladores, programación orientada a objetos,

procesamiento de señales y conocimientos de señales biomédicas.

10. Fecha y docente que propone la tarea de investigación

Fecha de elaboración de ficha: 27/03/2017 Docente que propone la tarea de investigación: Francisco A. Gómez Vernal.

11. Esta Ficha de Tarea de Investigación ha sido aprobada por:

26

(Sólo para ser llenada por la Dirección Académica)

Nombre:____________________________________________

Código:_____________________________________________

Documento de Identidad ______________________________

Fecha de aprobación de ficha ______/____________/_______

Vo.Bo. FIME / FISE / Dirección de Investigación Lima

27

ANEXO 2

GLOSARIO TENS Del inglés: Transcutaneous electrical nerve stimulation / Estimulación nerviosa eléctrica transcutánea. HORMONAS

Sustancia química segregada por células especializadas las cuales tienen como función regularizar la actividad de un tejido determinado. ESTEROIDES Sustancias químicas que presentan naturalmente en las plantas y los animales y ayudan en el control del metabolismo, inflamación y funciones inmunológicas

SISTEMA ENDOCRINO

Es el conjunto de órganos y tejidos del organismo, que producen los elementos llamados hormonas, que son liberadas al torrente sanguíneo y regulan algunas de las funciones del cuerpo

NOCICEPCIÓN

Proceso neuronal mediante en el que se compilan y tratan los estímulos probablemente dañinos contra los tejidos. HIPERALGESIA Aumento o incremento de la sensibilidad al dolor y rechazo elevado al dolor. INTERFAZ Conexión física funcional que se establece entre dos programas, aparatos, dispositivos o sistemas que funcionan independientemente uno del otro con el fin de establecer una comunicación. ELECTROCINESIS MANUAL Terapia que combina el uso de corriente eléctrica y la aplicación de mensajes. ENDORFINAS Sustancia narcótica natural segregada por el encéfalo que alivia el dolor intenso. MICROCONTROLADOR

Circuito integrado programable, capaz de ejecutar el código que se le ha programado en su memoria. Está conformado por diversos bloques funcionales, los cuales cumplen una función específica.