Sistema De Control Y Monitorizacion De Oclusion De Flujo Sanguineo Para La Mejora Del Rendimiento Fisico Y Rehabilitacion

Abstract

Durante los últimos años, el grupo de investigación de “Rendimiento Humano, Ejercicio Físico y Salud” del Instituto Universitario de Investigaciones Biomédicas y Sanitarias (IUIBS) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ha estado investigando acerca de los posibles beneficios del entrenamiento con restricción de flujo sanguíneo. Sin embargo, a lo largo del proyecto se han encontrado con una serie de limitaciones que dificultan el progreso de la investigación. Por ello se han puesto en contacto tanto con el Grupo de Investigación IDeTIC: División de Procesado Digital de Señales del Instituto Universitario para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación en Comunicaciones como con el Grupo de Investigación de “Fabricación Integrada y Avanzada”, adscrito al departamento de Ingeniería Mecánica, para su incorporación al proyecto TRAINIRS, ayudando así tanto al desarrollo hardware como software de un sistema de oclusión del flujo que permita continuar con la investigación en curso. Teniendo todo lo anterior en cuenta, este TFM se enfoca en el desarrollo del hardware y software necesarios para manejar un sistema de oclusión controlada del flujo sanguíneo en las extremidades, con el objetivo de mejorar tanto el rendimiento deportivo como aprovechar su potencial terapéutico. El sistema desarrollado debe controlar un complejo sistema mecánico que administra mangas de oclusión y debe adquirir lecturas de presión de las electroválvulas involucradas. Adicionalmente también se contempla la incorporación de una tecnología NIRS, que permita lecturas de la saturación de oxígeno en la zona ocluida mediante oximetría óptica cercana al infrarrojo. Y, por último, una interfaz gráfica mejorada que incremente las funcionalidades para la gestión integral del sistema. Tras ser diseñado y fabricado el sistema propuesto se validó. Llegando a la conclusión que la integración de nuevas funcionalidades a través de la PCB de control, la interfaz manual y gráfica, y el botón de algometría, junto con el diseño del subsistema NIRS, ha incrementado notablemente sus posibilidades de uso y su eficiencia en la captura de datos. Dichas pruebas de validación han confirmado la funcionalidad y efectividad del sistema en condiciones reales de trabajo, sentando las bases para futuras mejoras. Aunque quedan limitaciones por superar, las perspectivas futuras son optimistas y sugieren que este dispositivo podría convertirse en una herramienta de gran valor en los campos de los deportes de alto rendimiento y la salud, contribuyendo a la innovación y al bienestar de la sociedad.

Over the past years, the research group on "Human Performance, Physical Exercise, and Health" at the University Institute for Biomedical and Health Research (iUIBS) of the University of Las Palmas de Gran Canaria has been investigating the potential benefits of blood flow restriction training. However, throughout the project, they have encountered several limitations that hindered the progress of their research. Consequently, they have reached out to both the Research Group IDeTIC: Division of Digital Signal Processing of the University Institute for Technological Development and Innovation in Communications, and the Research Group on "Integrated and Advanced Manufacturing," affiliated with the Department of Mechanical Engineering, to join the TRAINIRS project. This collaboration aims to assist in the hardware and software development of a blood flow occlusion system, enabling continued research. Taking all the above into consideration, this project focuses on developing the necessary hardware and software to manage a controlled blood flow occlusion system in limbs, aiming to enhance athletic performance and leverage its therapeutic potential. The developed system must control a complex mechanical setup that manages occlusion cuffs and acquire pressure readings from the involved solenoid valves. Additionally, it includes incorporating NIRS technology for near-infrared spectroscopy readings of oxygen saturation in the occluded area. Lastly, an enhanced graphical interface is planned to increase system management functionalities. After designing and fabricating the proposed system, validation tests confirmed that integrating new features through the control PCB, the manual and graphical interface, and the algometer button, along with the NIRS subsystem design, significantly increased its usability and data capture efficiency. These validation tests have affirmed the system's functionality and effectiveness under real working conditions, laying the groundwork for future improvements and applications. Despite remaining challenges, future prospects are optimistic, suggesting that this device could become a valuable tool in high-performance sports and healthcare, contributing to innovation and societal wellbeing.