Estudio biomecánico y diseño de un emulador de tobillo articulado para prótesis de miembro inferior

Abstract

La presente investigación comprende el diseño, construcción y validación de un emulador de tobillo articulado que logre recrear los movimientos principales del pie en el plano sagital utilizando acoples estándar para la correcta instalación en una prótesis de miembro inferior. Para lograrlo, se inició con un estudio de la anatomía y fisiología del pie y de los movimientos de la extremidad inferior durante la marcha, con el fin de definirlos y caracterizarlos. Posteriormente, se desarrolló un código empleando MATLAB v7.0 como plataforma de programación, encargado de hacer el análisis bidimensional de la marcha empleando técnicas videográficas. Este código -denominado WalkLab v1.0- se programó para ampliar la documentación recogida mediante las pruebas realizadas a un paciente de 80kg, 1.8m, caminando a su velocidad de régimen sobre una superficie horizontal, y realizar la validación cinemática del emulador mediante la comparación de las curvas características del movimiento con las curvas de una marcha natural. Adicionalmente, entrega las fuerzas y los torques aplicados en el tobillo en función del tiempo utilizando la dinámica Lagrangiana lo cual permite la obtención de los valores críticos para el diseño del emulador. Este código requiere de unas instalaciones para una correcta toma de datos a través del video, por lo cual el proyecto desarrollo un laboratorio de análisis de marcha portátil.