Download - PresentacióN Estado Del Arte
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD AZCAPOTZALCO
INGENIERÍA EN ROBÓTICA INDUSTRIAL
“Integración de prótesis de
rodilla en un sistema de
marcha asistido”.
-ESTADO DEL ARTE-
Presentan:
Hernández González Mario Alberto
Hernández Monroy cesar Giovanni
Labrada Garduño Carlos
Olvera García Julio
OBJETIVO:Implementar el rediseño de una prótesis
de miembro inferior ya elaborado, que sea
capaz de reemplazar el miembro
perdido, siendo capaz de adaptarse a los
requerimientos fisiológicos de la persona
afectada.
Brindándole la capacidad de retomar sus
actividades físicas cotidianas de una
manera más natural, sin que esto
signifique un gasto elevado en la
obtención de la misma.
NECESIDAD:Rediseñar y optimizar una prótesispasiva de miembro inferior parasuplir las funciones de marchahumana cuando un paciente hasufrido una amputación transfemoralpor causas patológicas o accidentales.
JUSTIFICACION
Actualmente el desarrollo de prótesis de miembro inferior
se ha visto potencializado en las últimas décadas; Debido a
la constante evolución de la tecnología a nivel mundial, con
un objetivo primordial, cubrir una necesidad indispensable
para el ser humano, desplazarse.
Sin embargo a pesar de los avances tecnológicos, el
desarrollo de prótesis de asistencia humana aun están muy
lejos de suplir al 100 por ciento la función perdida, además
es sumamente elevado el costo al cual actualmente se
pueden conseguir.
Por lo anterior se decidió que este proyecto estará en su
totalidad enfocado a crear una prótesis que cumpla con los
requerimientos anteriormente planteados al menor costo
posible, sin que esto signifique obtener carencias
tecnológicas o mala calidad en la misma.
• Nivel de amputación
• Rango de actividad
• Ciclo de marcha
• Largo y tamaño del muñón
• Salud, altura y peso del paciente
CAUSAS:
•TRAUMA FISICO•TUMOR MALIGNO•GANGRENA•INFECCIONES
AMPUTACION TRANSFEMORAL:
EL CORTE DE LA PIERNA ES POR ARRIBA DELA RODILLA ALA ALTURA DEL FEMUR.
LOS CUATRO CORTES MÁS
COMUNES SON:
DESARTICULACIÓN DE RODILLA
EN EL FEMUR DISTAL
(SUPRACONDILAR)
EN EL FEMUR MEDIO(DIAFISEAL)
AMPUTACION SUPERIOR
COMPONENTES
PRINCIPALES DE UNA
PROTESIS DE MIEMBRO
INFERIOR
SUSPENCIÓN:Sujetador de silicón
ajustable, posicionado dentro del socket con la finalidad de evitar fricción y proporcionar comodidad.
SOCKET:Conexión entre el paciente y
la prótesis.
RODILLA:Conjunto de eslabones que
dan origen a un sistema articulado rígido
PILAR:Segmento que une la rodilla con
el pie, actualmente fabricado con materiales resistentes y ligeros como aluminio y fibra de carbono.
PIE:Sistema distribuidor de
esfuerzo al contacto con las superficies, articulados y fabricados tomando en cuenta el pie sano
ANTECEDENTESPREHISTORIA
EGIPTO, GRECIA Y ROMA
Esqueleto mutilado de 45, 000 añosde antigüedad.
Pinturas rupestres en España y NuevoMéxico.
Rig Veda primer escrito en dartestimonio del uso de una prótesis.
Mitología griega menciona uso deprótesis en escritos de Herodoto.
En Roma se encuentra prótesis demadera, piel y bronce.
EDAD MEDIA
RENACIMIENTO
No se dan avances en la medicinaprostética a pesar de la gran cantidadde amputados.
A diferencia de la edad media, se daun gran avance.
Existen diversos relatos de personasamputadas que podían haceractividades como si no lo estuvieran.
1600 D.C. A 1800D.C.
PRIMERA Y SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
Se introduce el uso de “tendones” y eltobillo articulado.
Gran auge de las prótesis porveteranos de guerra y amputados.
Uso de los avances en medicina eingeniería para el desarrollo de nuevasprótesis.
Se crea la Asociación Americana dePrótesis y Órtesis.
1960 - 1980
1990 – 2010
Se crean programas en universidadespara el desarrollo e investigación en elcampo de la medicina protésica.
Introducción de la pielsintética, sistemas hidráulicos y lasprótesis endoesqueléticos.
Sistemas controlados por microprocesadores, inalámbricos, ligeros.
Controladas por señales mioeléctricas.
El conocimiento de la locomoción humana normal es la base del tratamientosistemático y del manejo de la marcha patológica, especialmente cuando seusan prótesis y ortesis. En su libro, “Biomecánica de la marcha humana
normal y patológica” (1999), el Dr. Pedro Vera Luna del Instituto de
Biomecánica de Valencia describe la locomoción humana normal como:
una serie de movimientos alternantes, rítmicos, de las extremidades y del
tronco que determinan un desplazamiento hacia delante del centro de
gravedad (Figura. 1)
Figura 1. La marcha humana.
Las leyes de la mecánica
dicen claramente que el
mínimo gasto de energía se
consigue cuando un
cuerpo se mueve en línea
recta, sin que el centro de
gravedad se desvíe, tanto
para arriba como para
abajo, como de un lado a
otro. Como el centro de
gravedad del cuerpo se
desvía de una línea
recta, pero para la
conservación de la
energía, la desviación o
desplazamiento debe
quedarse a un nivel óptimo
(Figura 2). Figura 2. Nivel optimo del centro de gravedad en el cuerpo
humano. (Vera 1999)
Según Vera (1999), el ciclo de la marcha comienza cuando un pie hace contacto con elsuelo y termina con el siguiente contacto del mismo pie, a la distancia entre estos dospuntos de contacto con el suelo se le llama un paso completo.También divide el ciclo de la marcha en dos principales componentes: la fase de apoyoy la fase de balanceo (Figura 3). Una pierna está en fase de apoyo cuando está encontacto con el suelo y después está en fase de balanceo cuando no contacta con elsuelo.Estas dos fases se van alternando de una pierna a la otra durante la marcha. En unpaso completo, el apoyo sencillo se refiere al periodo cuando una sola pierna esta encontacto con el suelo.
Figura 3. Representación de los principales componentes de la marcha.(Vera 1999)
Para facilitar el estudio de la marcha humana la fase de apoyo y la fase de balanceo se dividen en grupos de intervalos:
La fase de apoyo está dividida en cinco intervalos:•Contacto del talón.
•Apoyo plantar.•Elevación del talón.•Despegue del plano.
La fase de balanceo se divide en tres intervalos:•Aceleración.
•Balanceo medio.Desaceleración
Se pretende que el prototipo de una prótesis de pierna humana seacapaz de recrear todos los movimientos generados en la marchahumana normal. Para esto es necesario conocer a fondo que es lo quepasa con cada uno de los segmentos de la pierna al caminar. Según veraluna (1999), el análisis cinemático describe los movimientos del cuerpoen conjunto y los movimientos relativos de las partes del cuerpodurante las diferentes fases de la marcha (Figura 4).
Figura 4. Cinemática de la marcha (Vera 1999).
C-Leg
La C-Leg es la primer
prótesis que cuenta con
un sistema hidráulico del
mundo controlada con
microprocesador. Con el
uso de la Tecnología
única C-Leg, se ha
establecido un nuevo
nivel de
comodidad, seguridad y
movilidad para los
amputados
transfemorales.
Características
Sistema de prótesis de pierna completamente controlada con microprocesador.
Adaptación en tiempo real a varias velocidades, longitudes y frecuencias.
Alto nivel de seguridad y mínimo riesgo de caída en todas las superficies.
Gran parecido con el modelo de andar natural.
Carga uniforme en ambas piernas.
Consumo de energía reducido significativamente al caminar.
Garantía C-Leg en movilidad
Apropiada para Grados de Movilidad 3 y 4
Smart Adaptive
Cuenta con un control por
microprocesador para
amputados nivel 3 y 4.
Simplemente se adapta a los
terrenos más complejos. Los
sensores en el sistema
analizan
velocidad, pendientes, escalera
s y otros parámetros. La
adaptación da seguridad, y
mejora el estilo de vida del
amputado. El nuevo modo de
programación inteligente
reduce el tiempo de
programación que permite a la
rodilla comenzar a aprender los
movimmientos de la marcha
del amputado.
KXo6
El control de la
rodilla KX06 esta
diseñado para
amputados nivel 3 y
4 que requiere la
estabilidad de un
bloqueo geométrico
combinado con un
va y ven hidráulico
y control de
posición.
Power Knee
Es una de las primeras
rodillas biónicas para
amputados
transfemorales. La
Power Knee ofrece
niveles de
funcionalidad y
desempeño sin
precedentes. La rodilla
biónica reemplaza la
verdadera actividad del
musculo para flexionar
y extender cuando se
es requerido.
“GRACIAS POR SU ATENCIÓN.”
“Desarrollo de una prótesis
pasiva para miembro inferior”.
-ESTADO DEL ARTE-
Expositores:
Hernández González Mario Alberto
Hernández Monroy cesar Giovanni
Labrada Garduño Carlos
Olvera García Julio