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...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad Antonio Nariño
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/5016 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1812648595151650816 |
|---|---|
| author | Ramírez Ruiz, Valery |
| author2 | Jaramillo Isaza, Sebastián |
| author_facet | Jaramillo Isaza, Sebastián Ramírez Ruiz, Valery |
| author_sort | Ramírez Ruiz, Valery |
| collection | DSpace |
| 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 |
| format | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
| id | repositorio.uan.edu.co-123456789-5016 |
| institution | Repositorio Digital UAN |
| language | spa |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Universidad Antonio Nariño |
| record_format | dspace |
| spelling | repositorio.uan.edu.co-123456789-50162024-10-09T23:26:28Z Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral Ramírez Ruiz, Valery Jaramillo Isaza, Sebastián Amputación transfemoral Análisis de marcha Modelo musculoesquelético OpenSim Transfemoral amputation Gait analysis Musculoskeletal model OpenSim 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 El 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) Pregrado Presencial 2021-10-11T20:37:16Z 2021-10-11T20:37:16Z 2021-05-08 Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/5016 Guzhñay A, Calle L., (2015), Diseño y construcción de prótesis de miembro inferior monitoriado desde un computador personal, Universidad Politécnica Salesiana sede cuenta, Ecuador. H. Garrahan,(2014). “Países usan implantes fabricados con impresora 3D”. [Online]. Available: https://www.minutouno.com/notas/335021-cada-vezmas-paises-usanimplantes-fabricados-impresora-3d. Herrero, A. (2017). Estudio de los parámetros espaciales de la marcha en la población anciana española y su asociación con resultados adversos de salud. Universidad Internacional de Cataluña, 164. Izquierdo, T. G. (2007). 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)70038-0f Kaltenborn 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.2013.12.007 Knudson, 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. IEEE Transactions on Robotics, 32(4), 920–932. https://doi.org/10.1109/TRO.2016.2572695 instname:Universidad Antonio Nariño reponame:Repositorio Institucional UAN repourl:https://repositorio.uan.edu.co/ spa Acceso abierto Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 application/pdf application/pdf application/pdf Universidad Antonio Nariño Ingeniería Biomédica Facultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédica Bogotá - Sur |
| spellingShingle | Amputación transfemoral Análisis de marcha Modelo musculoesquelético OpenSim Transfemoral amputation Gait analysis Musculoskeletal model OpenSim Ramírez Ruiz, Valery Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title | Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title_full | Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title_fullStr | Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title_full_unstemmed | Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title_short | Construcción de un modelo musculo-esquelético desarrollado en opensim para la parametrización cinemática de la marcha en personas con amputación transfemoral |
| title_sort | construccion de un modelo musculo esqueletico desarrollado en opensim para la parametrizacion cinematica de la marcha en personas con amputacion transfemoral |
| topic | Amputación transfemoral Análisis de marcha Modelo musculoesquelético OpenSim Transfemoral amputation Gait analysis Musculoskeletal model OpenSim |
| url | http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/5016 |
| work_keys_str_mv | AT ramirezruizvalery construcciondeunmodelomusculoesqueleticodesarrolladoenopensimparalaparametrizacioncinematicadelamarchaenpersonasconamputaciontransfemoral |
