Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral

The gait analysis is an important diagnostic tool for the assessment of pathologies or traumatic injuries and for the control and follow-up of an osteomuscular alteration. With it, biomechanical variables, both kinetic and kinematic, are evaluated, these can be evaluated experimentally or by means o...

Full description

Autores:: Ramírez Ruiz, Valery

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad Antonio Nariño

Repositorio:: Repositorio UAN

Idioma:: spa

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description	The gait analysis is an important diagnostic tool for the assessment of pathologies or traumatic injuries and for the control and follow-up of an osteomuscular alteration. With it, biomechanical variables, both kinetic and kinematic, are evaluated, these can be evaluated experimentally or by means of musculoskeletal models that simulate the behavior of the body. In this work, a transfemoral prosthesis was created from SolidWorks which was exported in . STL format and adapted to be included in a model developed in OpenSim that allows quantification of kinematic gait variables. The validation was performed virtually, due to the health emergency caused by COVID-19, using an open-access database that contains kinematic data on the gait of patients with transfemoral amputation. The main results obtained in this work are: a functional model in OpenSim that allows to quantify kinematic variables such as cadence and stability, as well as, by comparing the graphs obtained in Matlab and OpenSim, to determine that there is a lag during the support between normal and prosthetic gait, which for knee extension is ±5° and, as for hip extension, hyperextension exceeding 30° on the amputated side is evident. It was concluded that adaptive processes are of great importance, since the shorter the time with the prosthesis, the speed of walking that can be tolerated by the amputee is lower and the rigidity is much greater
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Bases teóricas y fundamentos de la fisioterapia. Ed. Médica Panamericana.J. D. Lesmes, (2007) “Examen de la marcha,” Eval. Clínico-Func. Mov. Corpor. Hum., p. 259.José, V. M., Dra, E., & Dra, S. D. G. (2014). Niveles de amputación en extremidades inferiores : repercusión. Revista Médica Clínica Las Condes, 25(2), 276–280. https://doi.org/10.1016/S0716-8640(14)70038-0fKaltenborn F. Fisioterapia manual extremidades. 2ª ed. Madrid: McGraw Hill Interamericana; 2004.Kia, M., Stylianou, A. P., & Guess, T. M. (2014). Evaluation of a musculoskeletal model with prosthetic knee through six experimental gait trials. Medical Engineering and Physics, 36(3), 335–344. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2013.12.007Knudson, D. (2007). Fundamentals of biomechanics. Springer Science & Business Media.Koopman, B., Van Asseldonk, E. H. F., & Van Der Kooij, H. (2016). Estimation of Human Hip and Knee Multi-Joint Dynamics Using the LOPES Gait Trainer. 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The main results obtained in this work are: a functional model in OpenSim that allows to quantify kinematic variables such as cadence and stability, as well as, by comparing the graphs obtained in Matlab and OpenSim, to determine that there is a lag during the support between normal and prosthetic gait, which for knee extension is ±5° and, as for hip extension, hyperextension exceeding 30° on the amputated side is evident. It was concluded that adaptive processes are of great importance, since the shorter the time with the prosthesis, the speed of walking that can be tolerated by the amputee is lower and the rigidity is much greaterEl análisis de marcha es una herramienta diagnóstica importante para la evaluación de patologías o lesiones traumáticas y para realizar el control y seguimiento de una alteración osteomuscular. Con él, se evalúan variables biomecánicas tanto cinéticas como cinemáticas, estas se pueden valorar de forma experimental o por medio de modelos musculo-esqueléticos que simulen el comportamiento del cuerpo. En este trabajo se creó una prótesis transfemoral desde SolidWorks la cual fue exportada en formato .STL y adaptada para ser incluida a un modelo desarrollado en OpenSim que permite cuantificar variables cinemáticas de la marcha. La validación se realizó de forma virtual, por la emergencia sanitaria causada por el COVID-19, mediante el uso de una base de datos de libre acceso que contiene datos cinemáticos de la marcha de pacientes con amputación transfemoral. Los principales resultados obtenidos en este trabajo son: un modelo funcional en OpenSim que permite cuantificar variables cinemáticas como cadencia y estabilidad, así como, determinar por medio de la comparación entre las gráficas obtenidas en Matlab y OpenSim que existe un desfase durante el apoyo entre la marcha normal y protésica, que para la extensión de rodilla es de ±5° y, en cuanto a la cadera se evidencia un hiperextensión que supera los 30° en el lado amputado. Se pudo concluir que los procesos adaptativos son de gran importancia, ya que a menor tiempo con la prótesis la velocidad de marcha soportable por el amputado es menor y la rigidez es mucho mayor.Ingeniero(a) Biomédico(a)PregradoPresencialspaUniversidad Antonio NariñoIngeniería BiomédicaFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y BiomédicaBogotá - SurAmputación transfemoralAnálisis de marchaModelo musculoesqueléticoOpenSimTransfemoral amputationGait analysisMusculoskeletal modelOpenSimConstrucción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoralTrabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85ORIGINAL2021Valery Ramírez Ruiz2021Valery Ramírez RuizTrabajo de 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Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral

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