Simulación de la marcha empleando un modelo de control neuromuscular

El modelamiento y la simulación biomecánica son utilizados para determinar cómo se relacionan los elementos del sistema musculoesquelético, sirve de base para identificar trastornos en el movimiento de una persona y facilitar el diseño de posibles tratamientos. La simulación brinda la posibilidad de...

Full description

Autores:
Cárdenas Borrero, Andrés Felipe
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/9637
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10614/9637
Palabra clave:
Biomechanics
Gait
Human locomotion
Ingeniería Biomédica
Biomecánica
Marcha
Locomoción humana
Infarto de miocardio
Células madre
Diferenciación celula
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description El modelamiento y la simulación biomecánica son utilizados para determinar cómo se relacionan los elementos del sistema musculoesquelético, sirve de base para identificar trastornos en el movimiento de una persona y facilitar el diseño de posibles tratamientos. La simulación brinda la posibilidad de estudiar más a fondo la dinámica del movimiento humano. Este proyecto tiene como finalidad implementar una simulación biomecánica a escala mediante la utilización de un modelo de control neuromuscular para analizar la marcha de individuos sanos. Para llevar a cabo esta simulación se debe determinar el modelo biomecánico para captura 3D, definir el modelo de control para la integración de datos experimentales y datos de simulación y verificar la funcionalidad del modelo. En el estudio participaron 10 estudiantes de la Universidad Autónoma De Occidente de los cuales el 80% fueron hombres y el 20% mujeres con edades entre 17 y 25 años, peso y estatura (X ̅±SD) de 68,76 ± 6,50 kg y 168,54 ± 8,01 cm respectivamente. Para llevar a cabo la simulación se escogió el modelo 2392 de la librería de OpenSim mediante una revisión de la literatura al igual que el método de control que es el de optimización dinámica. Se capturó a cada sujeto ejecutando el movimiento de marcha, mediante el procesamiento de esta captura se obtuvo datos experimentales en el software de Visual3D y a partir de estos y mediante herramientas y procesos de OpenSim de obtuvieron datos simulados. Con la finalidad de verificar el funcionamiento del modelo y para determinar si este ejecutaba los mismos movimientos o seguía el mismo patrón se realizó una comparación cuantitativa entre datos experimentales y datos de la simulación, esta comparación se realizó mediante el software MatLab. Mediante los datos obtenidos se pudo inferir que la concordancia entre los datos experimentales y los datos simulados en el plano sagital son buenos esto debido a que las variables cinemáticas que actúan sobre este plano como la flexión de cadera, rodilla y tobillo presentan poca variabilidad de los datos, por otra parte el plano coronal y transverso son irregulares debido a la alta variabilidad que presentan los todos en estos dos planos
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Para llevar a cabo esta simulación se debe determinar el modelo biomecánico para captura 3D, definir el modelo de control para la integración de datos experimentales y datos de simulación y verificar la funcionalidad del modelo. En el estudio participaron 10 estudiantes de la Universidad Autónoma De Occidente de los cuales el 80% fueron hombres y el 20% mujeres con edades entre 17 y 25 años, peso y estatura (X ̅±SD) de 68,76 ± 6,50 kg y 168,54 ± 8,01 cm respectivamente. Para llevar a cabo la simulación se escogió el modelo 2392 de la librería de OpenSim mediante una revisión de la literatura al igual que el método de control que es el de optimización dinámica. Se capturó a cada sujeto ejecutando el movimiento de marcha, mediante el procesamiento de esta captura se obtuvo datos experimentales en el software de Visual3D y a partir de estos y mediante herramientas y procesos de OpenSim de obtuvieron datos simulados. Con la finalidad de verificar el funcionamiento del modelo y para determinar si este ejecutaba los mismos movimientos o seguía el mismo patrón se realizó una comparación cuantitativa entre datos experimentales y datos de la simulación, esta comparación se realizó mediante el software MatLab. Mediante los datos obtenidos se pudo inferir que la concordancia entre los datos experimentales y los datos simulados en el plano sagital son buenos esto debido a que las variables cinemáticas que actúan sobre este plano como la flexión de cadera, rodilla y tobillo presentan poca variabilidad de los datos, por otra parte el plano coronal y transverso son irregulares debido a la alta variabilidad que presentan los todos en estos dos planosPasantía de investigación (Ingeniero Biomédico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2017PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)application/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería BiomédicaDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaEL AUTOR autoriza a la Universidad Autónoma de Occidente, de forma indefinida, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, la Ley 44 de 1993, la Decisión andina 351 de 1993, el Decreto 460 de 1995 y demás leyes y jurisprudencia vigente al respecto, haga publicación de este con fines educativos. PARAGRAFO: Esta autorización además de ser válida para las facultades y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, también para formato digital, electrónico, virtual, para usos en red, Internet, extranet, intranet, biblioteca digital y demás para cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, expresa que el documento (trabajo de grado, pasantía, casos o tesis) objeto de la presente autorización es original y la elaboró sin quebrantar ni suplantar los derechos de autor de terceros, y de tal forma, el documento (trabajo de grado, pasantía, casos o tesis) es de su exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre éste. PARAGRAFO: en caso de presentarse alguna reclamación o acción por parte de un tercero, referente a los derechos de autor sobre el documento (Trabajo de grado, Pasantía, casos o tesis) en cuestión, EL AUTOR, asumirá la responsabilidad total, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos, la Universidad Autónoma de Occidente actúa como un tercero de buena fe. Toda persona que consulte ya sea en la biblioteca o en medio electrónico podrá copiar apartes del texto citando siempre la fuente, es decir el título del trabajo y el autor. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar total o parcialmente la obra.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAOBiomechanicsGaitHuman locomotionIngeniería BiomédicaBiomecánicaMarchaLocomoción humanaInfarto de miocardioCélulas madreDiferenciación celulaSimulación de la marcha empleando un modelo de control neuromuscularTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Publication7ba463c5-0d63-46ba-b8b4-667138a06638virtual::355-17ba463c5-0d63-46ba-b8b4-667138a06638virtual::355-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000210978virtual::355-1TEXTT07306.pdf.txtT07306.pdf.txtExtracted texttext/plain150962https://red.uao.edu.co/bitstreams/6985c654-391f-4744-8bc6-a0770311c735/download1531ae2ebc4866272fc2b2777477d69aMD53THUMBNAILT07306.pdf.jpgT07306.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5519https://red.uao.edu.co/bitstreams/5b936a25-231d-41c1-8e24-e9d974ab4635/downloaddaadf611b554f6a671e4e99a2c4d7f14MD54ORIGINALT07306.pdfT07306.pdfapplication/pdf2219513https://red.uao.edu.co/bitstreams/0e890e92-9d67-4118-a286-3e014c26d931/download68d001eb8862e7eaa3f1619315cabec5MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://red.uao.edu.co/bitstreams/f68ee15c-3cb5-4dba-8fd4-efef0afb6beb/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5210614/9637oai:red.uao.edu.co:10614/96372024-02-27 10:25:50.48https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/EL AUTOR autoriza a la Universidad Autónoma de Occidente, de forma indefinida, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, la Ley 44 de 1993, la Decisión andina 351 de 1993, el Decreto 460 de 1995 y demás leyes y jurisprudencia vigente al respecto, haga publicación de este con fines educativos. PARAGRAFO: Esta autorización además de ser válida para las facultades y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, también para formato digital, electrónico, virtual, para usos en red, Internet, extranet, intranet, biblioteca digital y demás para cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, expresa que el documento (trabajo de grado, pasantía, casos o tesis) objeto de la presente autorización es original y la elaboró sin quebrantar ni suplantar los derechos de autor de terceros, y de tal forma, el documento (trabajo de grado, pasantía, casos o tesis) es de su exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre éste. PARAGRAFO: en caso de presentarse alguna reclamación o acción por parte de un tercero, referente a los derechos de autor sobre el documento (Trabajo de grado, Pasantía, casos o tesis) en cuestión, EL AUTOR, asumirá la responsabilidad total, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos, la Universidad Autónoma de Occidente actúa como un tercero de buena fe. Toda persona que consulte ya sea en la biblioteca o en medio electrónico podrá copiar apartes del texto citando siempre la fuente, es decir el título del trabajo y el autor. 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