Bioingieneria "Protesis De Rodillas"

Bioingeniería “Prótesis de rodillas”
Marcelo Merchán Serrano
Ingeniera Eléctrica, Universidad Politécnica Salesiana
Cuenca, Ecuador
mmerchans@est.ups.edu.ec

Abstract— Los procesos que conllevan a una rehabilitación de rodilla son indispensables luego de una cirugía o en el tratamiento ’fisioterapia’ de varias enfermedades traumatológicas como la secuela de Legg- Calvé - Perthes, Cuandola cabeza femoral en la cardera no recibe suficiente sangre, causando la muerte del hueso. Como alternativa de apoyo a rutinas de rehabilitación actualmente se están desarrollando órtesis activas que incorporan sistemas de control. En base a un modelo biomecánico se desarrolla una órtesis activa que permite optimizar los procesos de rehabilitación con un diseño ergonómico y de bajo pesogarantizando la resistencia de los materiales empleados en la construcción por medio de un análisis de esfuerzos y deformación de los mismos.

I. Introducción
Estamos en el umbral de una nueva era en los apéndices de órtesis y prótesis ya no será mecanismos separados y sin vida, sino que serán extensiones íntimas del cuerpo humano, estructural, neurológicamente, y de forma dinámica. Teniendo encuenta que la era de las piernas de madera está dentro de memoria viva [1]
El uso de una órtesis es muy útil en los procesos de rehabilitación ya que facilita la restauración de las funciones de movilidad débiles o perdidas. Está estructura mecánica se asemeja a la anatomía de las extremidades, puede ser empleada como un elemento pasivo que de soporte a la parte afectada o de forma activahaciendo posible la movilidad a la extremidad para la cual fue diseñada [2, 3].

II. Desarrollo de Contenidos

a) Osteointegracion.
En la década de los 60 en Suecia se comenzó a probar implantes de titanio para fijar la dentadura postiza. La técnica se extendió a las extremidades artificiales, especialmente por encima de la prótesis de rodilla. No es de extrañar: ser capaz de fijar unaextremidad artificial directamente a una extensión del hueso eliminando la irritación, inflamación y mal ajuste de más prótesis convencionales.
La “inteligente prótesis” del almenan Otto Bock y Ossur Islandia, en la fabricación de controlados por microprocesador rodillas electrónicos incorporados a una pierna ortopédica por encima de la rodilla, o trans-femorales amputados. Los sensores enel tobillo y la espinilla de la prótesis recogen datos que permite a los microprocesadores para calcular el nivel correcto de la resistencia a aplicar ajustando [1].

b) Especificaciones de sonorización

Para llevar a cabo de manera sincronizada las funciones de bloqueo y actuación en las articulaciones de la órtesis, es necesario obtener información continua de ciertas variables que nospermita discernir entre fases de la marcha y que, a su vez, constituyan el punto de partida para el control de dichas funciones.

Durante la fase de balanceo es necesario diferenciar las etapas de flexión y extensión de la rodilla. Esto se logra mediante encoders, los cuales miden de manera continua los ángulos de rotación en la articulación, con lo que observando donde se encuentra elAngulo de flexión máximo, se puede conocer el instante de transición entre la etapa de flexión (aumento del ángulo desde que se despega el pie del suelo, hasta que llega a su punto máximo alrededor de los 60° en personas sanas) y extensión (disminución del ángulo desde el máximo hasta el momento de contacto talo-suelo)

También se agrega un par de encoders en los tobillos para monitorear elmovimiento en esta articulación, ya que estos daros aporta información referente a que punto de la fase de apoyo se encuentra el individuo [4,5]
Fig1) Especificación de las etapas de bloqueo y actuación en el ciclo de marcha: [5]

c) Diseño Biomecánico
El diseño biomecánico del cuerpo humano permite tener una representación de cada una de las extremidades por medio de un diagrama, en...