Development of a Mechatronic System for Rehabilitation of Injuries in the Radial Nerve / Desarrollo de un Sistema Mecatrónico para Rehabilitación de Lesiones del Nervio Radial

ABSTRACT This work presents the design, analysis and implementation of a mechatronic System focused on helping to improve Rehabilitation therapies to patients affected by some Radial Nerve Injuries (SYRR-NERI). The device was developed with the aim of finding simple solutions for the different subsystems that form the SYRR-NERI. The mechatronic system basically consists of two coupled four-bar mechanisms with a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller in their respective drive motors to regulate the rotational velocity. In addition, each mechanism has touch sensors in order to limit its movement. The implementation of the control algorithm and the logic to perform the synchronized movements is performed by a microcontroller. The result is an affordable and functional prototype which needs to be tested in real situations with the help of physiotherapists and patients to obtain the necessary information to improve its performance.

RESUMEN Este trabajo presenta el diseño, análisis e implementación de un sistema mecatrónico enfocado en ayudar a mejorar las terapias de rehabilitación para pacientes afectados por algunas lesiones del nervio radial. El dispositivo fue desarrollado tratando de proponer soluciones sencillas para los diferentes subsistemas que integran el dispositivo. El sistema mecatrónico consiste básicamente en dos mecanismos acoplados de cuatro barras con un controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) en sus respectivos motores impulsores para regular la velocidad angular. Además, cada mecanismo tiene sensores táctiles para limitar el movimiento. La implementación del algoritmo de control y de la lógica para realizar los movimientos sincronizados se lleva a cabo mediante un microcontrolador. El resultado es un dispositivo económicamente accesible y funcional que tiene por objetivo ser probado en situaciones reales y, con la ayuda de fisioterapeutas y pacientes, obtener la información necesaria para mejorar su desempeño.

Efecto de inoculantes bacterianos edáficos mixtos en el desarrollo temprano de cultivares mejorados de cacao (Theobroma cacao L.) en un sistema agroforestal tradicional del norte de Oaxaca, México / Effect of mixed edaphic bacterial inoculants in the early development of improved cocoa cultivars (Theobroma cacao L.) in a traditional agroforestry system of Oaxaca, Mexico

El cacao (Theobroma cacao L.) es nativo de América del Sur y representa uno de los recursos «bioculturales¼ más significativos de Mesoamérica, ya que es una región donde se domesticó y tuvo relevancia como bebida ritual y como moneda en muchas culturas prehispánicas hasta la llegada de los españoles, quienes difundieron su uso en el mundo y lo convirtieron en una de las mercancías «commodity¼ más consumidas. Mediante este trabajo se propone una alternativa para atender la problemática de las plantaciones a través de la introducción de una diversidad amplia de cultivares de cacao en sistemas agroforestales tradicionales, en sinergia con la inoculación de bacterias edáficas fijadoras de nitrógeno y solubilizadoras de fósforo insoluble. En una parcela agroforestal tradicional se introdujeron plantas de cacao injertadas de cuatro cultivares y se dispusieron 3 tratamientos: aplicación de biofertilizante, aplicación de fertilizante químico y testigo. Se registraron la altura, el diámetro basal, el número de hojas y el número de ramas a los 2 y 12 meses, y se caracterizó la población de microorganismos asociada alrededor del tallo bajo la copa de las plantas. Los resultados de crecimiento muestran un buen potencial para los 4 cultivares estudiados y se observó que la biofertilización generó efectos significativos en algunos de los indicadores de crecimiento de las plantas de cacao. Así, las asociaciones vegetales en un sistema agroforestal podrían ser favorables para potenciar el desarrollo de frutos y resistencia a plagas y enfermedades.

Cocoa plant (Theobroma cacao L.) is native from South America and it represents one of the most significant "bio-cultural" resources of Mesoamerica, since it is a region where it was domesticated and had a relevance as ritual drink and as currency in many pre-hispanic cultures until the arrival of the Spaniards who spread its use worldwide, and became it one of the most consumed commodity goods. Through this research, an alternative is proposed to address the problem of cultivars through the introduction of a wide variety of cocoa plants in traditional agroforestry systems, in synergy with the inoculation of nitrogen-fixing and insoluble phosphor solubilizing edaphic bacterial consortia. Four cultivars of improved grafted cocoa plants were introduced in a traditional agroforestry plot and three fertilization treatments were applied: application of biofertilizer, application of chemical fertilizer and control. Measurements of height, stem diameter, number of leaves and branches were recorded at 2 and 12 months after planting and rhizosphere microbial populations were characterized. Growth results showed good potential for all studied cultivars and it was observed that biofertilization foresees significant effects in some of the growth indicators of cocoa plant. Thereby, plant associations in an agroforestry system could be favorable to promote fruit development and resistance to pests and diseases.

Diseño de un Prototipo de Exoesqueleto para Rehabilitación del Hombro / Design of an Exoskeleton Prototype for Shoulder Rehabilitation

Resumen: La discapacidad motora es un problema a nivel mundial y según el censo 2010 del INEGI, en México, las personas con problemas de movilidad representan el 58.3 % de la población con discapacidad. Para afrontar esta problemática, han surgido dispositivos robóticos para rehabilitación que permiten realizar terapias con precisión, eficiencia, reducción de esfuerzos físicos y la oportunidad de realizarlas en grupo. Sin embargo, estos dispositivos no pueden igualar la movilidad de los miembros a rehabilitar y su adaptación a la antropometría mexicana es limitada. En este artículo se presenta el diseño de un exoesqueleto enfocado a la población adulta mexicana con pérdida parcial de movilidad en el hombro. El objetivo es desarrollar un exoesqueleto capaz de generar los 3 movimientos básicos del hombro (flexión-extensión, abducción-aducción y rotación interna-externa), considerando las medidas antropométricas de la población objetivo. Para el diseño del prototipo se utiliza una adaptación de la metodología de diseño mecatrónico de robots. El diseño propuesto es validado cinemáticamente mediante simulaciones numéricas en Matlab® y en ADAMS™, comprobando el rango de movilidad de cada articulación. Además, se realiza el análisis de elemento finito para cuantificar los esfuerzos y las deformaciones en el exoesqueleto, verificando la selección de materiales para su manufactura.

Abstract: The motor disability is a problem at the global level and according to the census 2010 from INEGI, in Mexico, people with mobility problems represent 58.3 % of the population with disabilities. To face this problem, robotic devices for rehabilitation have emerged which allow to perform therapies with accuracy, efficiency, reduction of physical efforts and the opportunity to perform them in group. However, these devices may not match the mobility of the members to rehabilitate and their adaptation to the mexican anthropometry is limited. In this article, the design of an exoskeleton focused on the Mexican adult population with partial loss of mobility in the shoulder is presented. The objective is to develop an exoskeleton capable of generating the 3 basic movements of the shoulder (flexion-extension, abduction-adduction and internal-external rotation) considering the anthropometric measurements of the target population. For the design of the prototype, an adaptation of the mechatronic design methodology for robots is used. The proposed design is validated kinematically through numerical simulations in Matlab® and ADAMS™, the numerical results prove the range of mobility of each exoskeleton joint. Moreover, a finite element analysis is carried out to quantify the stress and strain levels in the exoskeleton, verifying the selection of materials for its manufacture.

Estudio comparativo entre los métodos de hemaglutinación indirecta e inmunoanálisis enzimatico en el diagnóstico de la toxoplasmosis / Comparative study between the methods of indirect hemaglutination and enzime linked inmunosorbent assa in diagnostic of toxoplasmosis

En el presente trabajo se realizó un estudio comparartivo entre los métodos de Hemaglutinación Indirecta (HAI) e Inmunoanálisis Enzimatico IgG (ELISA IgG), para investigar anticuerpos antitoxoplasma en 103 muestras de suero sanguíneo. Este estudio reveló un porcentaje de positividad para anticuerpos antitoxoplasma de 29,12 por ciento (30 sueros) y 43,69 por ciento (45 sueros) por ELISA y HAI respectivamente. Los resultados obtenidos muestran una concordancia entre estos métodos de 83,4 por ciento. Las discordancias observadas entre las reacciones, sólo comprometieron títulos (<1:64), los cuales se deben tomar en cuenta, cuando se utiliza el método de HIA, para el seguimiento serológico de estos casos, ya que , podría tratarse de una infección reciente en ascenso. El análisis estadístico mediante el chi cuadrado reveló que las diferencias observadas en los resultados de las pruebas son significantes cuando se compararon todos los títulos para HAI y todos los índices para ELISA. IgG. En cambio, las diferencias de los resultados no fueron significantes cuando se consideraron los títulos del HAI iguales o por encima de 1:64 y los índices de ELISA iguales o por encima de 0.500. Por lo anterior, se concluyó que HAI sólo es igual a ELISA. IgG como método diagnóstico de toxoplasmosis, en el caso de que se tomen como títulos positivos aquellos iguales o por encima de 1:64