LA METODOLOGIA A SEGUIR EN EL DESARROLLO DEL PROYECTO

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Órtesis Pasivas

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Una órtesis, según definición de la Organización Internacional de Normalización (ISO), es un apoyo u otro dispositivo externo (aparato) aplicado al cuerpo para modificar los aspectos funcionales o estructurales del sistema neuromusculoesquelético.

El término se usa para denominar aparatos o dispositivos, férulas, ayudas técnicas y soportes usados en ortopedia, fisioterapia y terapia ocupacional que corrigen o facilitan la ejecución de una acción, actividad o desplazamiento, procurando ahorro de energía y mayor seguridad. Sirven para sostener, alinear o corregir deformidades y para mejorar la función del aparato locomotor.

Se diferencian de las prótesis al no sustituir, parcial o totalmente, un órgano o miembro con incapacidad física, invalidez o dismetría, sino reemplazar o reforzar sus funciones.

Tipos de órtesis

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Se pueden clasificar en cuatro tipos, según sus funciones:

1.Estabilizadoras o inmovilizadoras. Mantienen una posición e impiden movimientos indeseados, por lo que, si el objetivo es actuar como soporte de un segmento paralizado o disminuir la amplitud articular de un segmento inflamado y doloroso, se pueden utilizar en parálisis flácidas o espásticas. El grado de inmovilización deseado varía según el tipo de órtesis utilizado. En el ámbito de la anatomía patológica (AP) son las de mayor utilidad.

2.Funcionales, también denominadas dinámicas. Llevan incorporado un elemento elástico que permite movilizar un segmento de un miembro paralizado.

3.Correctoras. Indicadas para corregir una deformidad esquelética. Son más efectivas si se utilizan durante el desarrollo infantil.

4.Protectoras. Mantienen la alineación de un miembro enfermo o lesionado.

En cuanto a la extremidad, articulación o región anatómica a la que están destinadas, también se clasifican en órtesis para:

Extremidad superior: brazo, codo, mano.

Extremidad inferior:4 pie-tobillo-pantorrilla; rodilla; muslo-cadera (férulas o arneses); funcional o adaptativa del pie (plantilla y calzado ortopédico).

Dorsolumbares.

Órtesis Activas

Son una aplicación de los exoesqueletos, consisten en un mecanismo estructural externo acoplado a la persona y cuyas junturas y eslabones corresponden a las de la parte del cuerpo humano que emula. El contacto entre el usuario y el exoesqueleto permite transferir potencia mecánica y señales de información.

Estos dispositivos son sistemas mecatrónicos que utilizan actuadores para proveer la fuerza y la movilidad de las articulaciones, por lo general son controlados por una unidad de procesamiento a la que se le conectan sensores y actuadores.

Las órtesis activas, a diferencia de las pasivas, es que estas últimas, utilizan actuadores para la generación de los movimientos de las articulaciones, el uso de estás reduce la complejidad de la locomoción al imponer restricciones cinemáticas que habilitan en cierto grado un lazo de control cerrado, al aprovechar la información proveniente de los sensores.

Para realizar el diseño, desarrollo e implementación del uso de las órtesis activas, se han empleado actuadores eléctricos, neumáticos, hidráulicos, así como, frenos magnéticos, dispositivos elásticos y resortes eléctricos.

El problema con los actuadores hidráulicos y neumáticos, es que a pesar de su capacidad de transmitir grandes energías a las partes móviles, tienen la desventaja del tamaño y uso de dispositivos periféricos asociados con su operación.

Por otro lado, los frenos magnéticos han mostrado patrones de marcha uniforme, reproducible y consistente, además de ser elementos limpios, silenciosos y de alta disponibilidad comercial. Fáciles de controlar y en el caso de los embragues no consumen energía cuando se encuentran en su fase pasiva.

Las características de dispositivos como este, permiten asegurar la articulación de la rodilla durante la fase de apoyo y permitir un libre desplazamiento durante la fase de oscilación, además un control electrónico que permite de manera relativamente simple ejecutar las flexiones en las magnitudes y tiempo que se determinen.

HECHOS Y AVANCES ALREDEDOR DEL PROBLEMA

H. Kazerooni de la Universidad de California, presenta el exoesqueleto hibrido Berkeley, el cual sirve de ayuda al humano para llevar cargas pesadas a una velocidad media de 1.3 m/s, ya que permite soportar una carga de hasta 75 kg., sin obstaculizar la marcha. El prototipo está compuesto de una órtesis con un actuador, que cubre la pierna derecha, el actuador es capaz de realizar la flexión de la rodilla y la extensión, así mismo contiene un motor adicional en la articulación de la rodilla.

Además, consta de una columna vertebral rígida, que sirve como un punto de unión a la carga y un punto adjunto al exoesqueleto a través de un arnés compatible, la pierna consta de un segmento de forma análoga hasta el muslo, la rodilla y el pie en paralelo a los segmentos de la pierna.

La columna vertebral lleva una servo-válvula, controlada por un cilindró que se extiende por cada par de segmentos, para proporcionar un par activo de la cadera en flexión y abducción, y en la rodilla y tobillo de cada pierna. Para el control es usado un sensor y un micro controlador.

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Por otro lado, Weinberg B. del Centro de Ingeniería de la Universidad del Noreste, presentó una órtesis de rehabilitación activa de rodilla, diseñada para entrenar a los pacientes con ictus para corregir la hiperextensión de la rodilla durante la postura y con las piernas rígidas, figura I.6, la rodillera proporciona variables de amortiguación controlada de manera que se emule la recuperación motora de pacientes con accidente cerebrovascular.

Se utiliza un amortiguador de resistencia variable, para facilitar la flexión de la rodilla, durante el apoyo y proporciona resistencia a la rodilla durante el apoyo. Por otra parte, la rodillera se apoya con la ayuda en el control de la rodilla durante el swing, es decir, para permitir a los pacientes conseguir una adecuada flexión de la rodilla para el descanso de