Desarrollo de un modelo simulado de órtesis de tipo rodilla-pie con enfoque pediátrico integrado con un sistema de medición angular para la asistencia en rehabilitación de la marcha

Abstract

Las disfunciones motoras se caracterizan por presentar una alteración persistente del sistema locomotor, especialmente para la postura, coordinación y movimiento, estas pueden ser producidas de manera cognitiva por lesiones en el sistema nervioso central o adquirida en las etapas del crecimiento del infante. Las órtesis son el principal tratamiento para este tipo de condiciones, sin embargo, no se ajustan apropiadamente a las características anatómicas de cada paciente, provocando que el efecto terapéutico/correctivo sea menor, adicionalmente esta herramienta puede generar malestar en los infantes por su peso y complejidad limitando su movilidad. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de este proyecto fue diseñar y desarrollar un prototipo simulado de órtesis para miembro inferior de tipo rodilla-pie integrada con un sistema de medición angular para cuantificar la flexo-extensión de los segmentos articulares rodilla- tobillo para la asistencia y seguimiento en procesos de rehabilitación del patrón de la marcha. Inicialmente se estableció una metodología que permitió el análisis y la extracción de las mediciones angulares presentes en la marcha, luego se realizó el diseño y programación de un software en donde se pudiera calcular dichas mediciones. Posteriormente se determinó una trayectoria de marcha normal a partir de valores angulares estandarizados por estudios previos, esta marcha normal sirvió como base para construir las trayectorias anormales que emulan las posibles patologías de la vida real, con el fin de identificar la posible evolución que tendría un paciente al usar la órtesis. Esto se hizo por medio de una simulación computacional en la que se emplearon las características geométricas de la órtesis y se aplicaron modelos cinemáticos inversos y directos para obtener los parámetros matemáticos que permiten determinar las posibles trayectorias que tendría el modelado en entornos reales. Una vez realizado todo el procedimiento se encontró que el modelado de órtesis es viable ya que se acerca a las trayectorias articulares determinadas en estudios biomecánicos previos, lo cual permite comprobar su funcionalidad, sin embargo, se identificó una limitación con respecto a los ángulos, debido a que es necesario establecer un lazo de control que mejore la calidad de los datos y esto solo es posible cuando se lleva a un entorno físico.