Trabajo: Análisis de Marcha Humana aplicado al Diseño y Desarrollo de Dispositivos Exoesqueléticos

Resumen:

 El tema de esta investigación se enmarca en el área de la tecnología de rehabilitación motora aplicada a pacientes con neuropatologías de locomoción. La marcha o locomoción humana involucra complejos mecanismos de interacción del cuerpo humano consigo mismo y con el medio ambiente circundante, debido a las condiciones dinámicas variables que acompañan esta actividad. Dicha complejidad particularmente se manifiesta cuando se intenta describir los mecanismos de control y coordinación motora que ejerce el sistema nervioso durante la locomoción. Además, en condición de normalidad, la ambulación se desarrolla eficientemente con mínima demanda de energía metabólica, una condición que no se cumple frente a un deterioro de la función neuromotora provocada por trauma, enfermedad o defecto congénito, tal como en el caso del mielomeningocele o la parálisis cerebral.
Teniendo en cuenta estos antecedentes, el propósito del trabajo de Doctorado en Ingeniería Mecánica de la UNSJ, efectuado por la Dra. Silvia Rodrigo, fue dilucidar los mecanismos neurológicos que regulan la ambulación humana normal, utilizando la técnica de análisis dinámico inverso aplicada a modelos biomecánicos 3D del cuerpo humano, desarrollados en base a información antropométrica, cinemática y cinética de la marcha y a formulaciones de cuerpos múltiples. El problema biomecánico indeterminado se resolvió utilizando herramientas de optimización aplicadas a funciones objetivo, que emulan el comportamiento dinámico del sistema nervioso para el control y coordinación motora durante la marcha normal.
El resultado de esta investigación está orientado a la obtención de indicadores que describan adecuadamente el comportamiento del sistema locomotor durante la marcha, con vistas a su aplicación a la rehabilitación neuromuscular mediante dispositivos exoesqueléticos. Se conoce que independientemente de la etiología del deterioro neuromotor, el entrenamiento locomotor a través de tales dispositivos, es una herramienta efectiva para ayudar a los pacientes a recuperar su capacidad de ambulación, adaptando la terapia para acelerar su recuperación funcional a partir del monitoreo automático de variables que describen dicho comportamiento.
Entre estas variables figuran las presiones plantares desarrolladas durante la locomoción. En este sentido, continuando con las investigaciones iniciadas en esta área y en el marco de un trabajo de grado en Bioingeniería, se ha diseñado y desarrollado un dispositivo prototipo para el registro dinámico de presiones plantares. Las principales características del prototipo desarrollado son el empleo de elementos sensores de tipo piezoeléctrico integrables en sistemas portátiles, y el desarrollo de una interfaz que permita adquirir y procesar la información sensorial para su posterior representación numérica y visualización gráfica. La evaluación del prototipo en sujetos con marcha normal muestra resultados en ciertas regiones plantares, comparables con los logrados con sistemas comercialmente disponibles. Estos resultados indican su potencial utilidad como sistema de registro y monitoreo de presiones plantares en dispositivos exoesqueléticos, una aplicación sobre la que se investiga actualmente a través del trabajo de Doctorado del Programa de Doctorado en Ingeniería de Sistemas de Control del INAUT, que realiza la Bioing. Claudia Lescano, becaria de CONICET.

 
Responsables:
Silvia Elizabeth Rodrigo, Claudia N. Lescano 
Email de Contacto:
srodrigo@gateme.unsj.edu.ar 
Imagen:
Fecha Inicio:
01/08/2005  
Fecha Finalización:
31/12/2013  
Tipo de Trabajo:
Investigación  
Lineas asociados
Tecnologías de Asistencia y Rehabilitación.  
Proyectos asociados
Desarrollo en Tecnologías de Rehabilitación (CICITCA-UNSJ)  
Tecnologías de Rehabilitación (CICITCA-UNSJ)  
Dispositivo Exoesquelético para Rehabilitación de la Marcha Humana (CICITCA-UNSJ)