Metodología para dimensionamiento de mecanismo policéntrico de rodilla utilizando análisis de marcha y algoritmos genéticos
El objetivo de esta investigación es desarrollar una metodología para dimensionar un mecanismo policéntrico de rodilla de 4 barras para máxima estabilidad. Basado en el hecho de que la estabilidad del mecanismo durante la respuesta a la carga depende de la posición del centro instantáneo de rotación...
- Autores:
-
Amador, B. (Belkys)
Torrealba, R. (Rafael)
Rojas, M. (Maureen)
Cappelletto, J. (José)
Müller-Karger, C. (Carmen)
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
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- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.eia.edu.co:11190/509
- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/509
- Palabra clave:
- RBI00098
TECNOLOGÍAS PARA LA SALUD
TECHNOLOGY IN HEALTH
ARTROPLASTIA DE REEMPLAZO DE RODILLA
ARTHROPLASTY , REPLACEMENT, KNEE
PRÓTESIS DE LA RODILLA
KNEE PROSTHESIS
ALGORITMOS GENÉTICOS
ANÁLISIS DE MARCHA
CENTRO INSTANTÁNEO DE ROTACIÓN
FUERZA DE REACCIÓN DEL PISO
MECANISMO POLICÉNTRICO DE RODILLA
GAIT ANALYSIS
GENETIC ALGORITHMS
GROUND REACTION FORCE
INSTANTANEOUS CENTER OF ROTATION
POLYCENTRIC KNEE MECHANISM
- Rights
- openAccess
- License
- Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020
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El objetivo de esta investigación es desarrollar una metodología para dimensionar un mecanismo policéntrico de rodilla de 4 barras para máxima estabilidad. Basado en el hecho de que la estabilidad del mecanismo durante la respuesta a la carga depende de la posición del centro instantáneo de rotación (CIR) respecto la fuerza de reacción del piso (FRP) durante la fase de apoyo, se desarrolló una plataforma de cómputo que representa el movimiento real de la pierna, el vector FRP y el mecanismo con su CIR. Para obtener los datos de entrada a la plataforma, se realizó un análisis de marcha a una paciente con amputación transfemoral unilateral, obteniendo la FRP, el ángulo de flexo-extensión de rodilla y la cinemática de los miembros inferiores. Por otra parte, a través de los algoritmos genéticos (AGs), se obtienen las dimensiones y configuración de los eslabones del mecanismo requeridas para iterar con la plataforma en la cual, comparando la ubicación de la FRP respecto al CIR en el plano sagital, se determinan las dimensiones funcionales adecuadas. El mecanismo se dimensionó exitosamente utilizando la metodología desarrollada, garantizando estabilidad de la rodilla después del contacto inicial y flexión voluntaria antes del despegue de punta. |
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Basado en el hecho de que la estabilidad del mecanismo durante la respuesta a la carga depende de la posición del centro instantáneo de rotación (CIR) respecto la fuerza de reacción del piso (FRP) durante la fase de apoyo, se desarrolló una plataforma de cómputo que representa el movimiento real de la pierna, el vector FRP y el mecanismo con su CIR. Para obtener los datos de entrada a la plataforma, se realizó un análisis de marcha a una paciente con amputación transfemoral unilateral, obteniendo la FRP, el ángulo de flexo-extensión de rodilla y la cinemática de los miembros inferiores. Por otra parte, a través de los algoritmos genéticos (AGs), se obtienen las dimensiones y configuración de los eslabones del mecanismo requeridas para iterar con la plataforma en la cual, comparando la ubicación de la FRP respecto al CIR en el plano sagital, se determinan las dimensiones funcionales adecuadas. El mecanismo se dimensionó exitosamente utilizando la metodología desarrollada, garantizando estabilidad de la rodilla después del contacto inicial y flexión voluntaria antes del despegue de punta.This research was aimed to develop a methodology for establishing the proper dimensions of a four-bar linkage prosthetic knee mechanism for maximum stability. Based on the fact that the stability of a four-bar knee during load-bearing is determined by the location of the instantaneous center of rotation (ICR) with respect to the ground reaction force (GRF) vector, a computational platform was developed to simulate the movement of the leg, the GRF vector and the position of the ICR of the mechanism. On one hand, a gait analysis was carried out on a subject with unilateral transfemoral amputation, from which the GRF, the knee flexion-extension angle and the kinematics of the lower limbs were determined. On the other hand, genetic algorithms (GAs) technique provided the dimensions and mechanism links configuration required to iterate with the platform on which, comparing the location of the GRF and the ICR in the sagittal plane, the functional dimensions of the mechanism were obtained. The polycentric knee mechanism was gauged successfully by ensuring knee stability during the initial contact and load response as well as the ability to initiate voluntary flexion toward late stance before the toe-off.16 p.application/pdfspaDerechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2RBI00098TECNOLOGÍAS PARA LA SALUDTECHNOLOGY IN HEALTHARTROPLASTIA DE REEMPLAZO DE RODILLAARTHROPLASTY , REPLACEMENT, KNEEPRÓTESIS DE LA RODILLAKNEE PROSTHESISALGORITMOS GENÉTICOSANÁLISIS DE MARCHACENTRO INSTANTÁNEO DE ROTACIÓNFUERZA DE REACCIÓN DEL PISOMECANISMO POLICÉNTRICO DE RODILLAGAIT ANALYSISGENETIC ALGORITHMSGROUND REACTION FORCEINSTANTANEOUS CENTER OF ROTATIONPOLYCENTRIC KNEE MECHANISMMetodología para dimensionamiento de mecanismo policéntrico de rodilla utilizando análisis de marcha y algoritmos genéticosMethodology to gauge a four-bar linkage prosthetic knee mechanism based on gait analysis and genetic algorithmsArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Biomédica, Mecatrónica y MecánicaEscuela de Ingeniería de Antioquia EIAUniversidad CESGonzález Rico, M. Proyecto rodilla pediátrica CIREC. Trabajo de grado de maestría, Magister en Ingeniería Biomédica, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia, 2005.Correal, S., Palacio, L. y Salazar, I. Análisis FEA de prótesis de rodilla policéntrica. Avances en Sistemas e Informática, 3(1), 35- 38, 2006.Enríquez, J., Alonso, E., Méndez, A. y Pérez, L. Diseño y construcción de una prótesis de rodilla con pistón magnetoreológico. 8° Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica. 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