Modelado de una prótesis transfemoral electrónica en la marcha humana

El índice de personas en condición de discapacidad en Colombia supera el 6% de la población, y la mayor concentración se encuentra en familias de bajos recursos y/o vulnerabilidad, por este motivo, el acceso por parte de estas personas a prótesis transfemoral, es casi nulo. Por este motivo, el proye...

Full description

Autores:
Aguirre Hernández, Felipe Andrés
Suárez Molina, Eddy Mauricio
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Repositorio:
RIUD: repositorio U. Distrital
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.udistrital.edu.co:11349/28091
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11349/28091
Palabra clave:
Prótesis transfemoral
Simulink
Solidworks
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Inverted pendulum
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Rights
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description El índice de personas en condición de discapacidad en Colombia supera el 6% de la población, y la mayor concentración se encuentra en familias de bajos recursos y/o vulnerabilidad, por este motivo, el acceso por parte de estas personas a prótesis transfemoral, es casi nulo. Por este motivo, el proyecto de grado definido como modalidad de investigación, se diseñó una prótesis transfemoral con parámetros reales obteniendo el modelo de manera tal que fue posible simular y analizar el comportamiento de la marcha en pacientes con amputación transfemoral. La alternativa de solución para el desarrollo de esta propuesta consistió en el diseño de una prótesis transfemoral usando el software SolidWorks, con el fin de exportar los parámetros de diseño hacia Matlab, una vez adquiridos estos parámetros de SolidWorks, mediante la herramienta de programación visual (SIMULINK), se procedió a adaptar los parámetros en un modelo de prótesis que a su vez interactuará con las ecuaciones de péndulo invertido, una vez definido el modelamiento anteriormente mencionado, se procedió a estimular el sistema mediante un impulso aleatorio, el cual reemplaza una señal electromiografía capturada a través de electrodos invasivos o de superficie ya que no se cuenta con una señal electromiográfica real. Una vez determinado el comportamiento del movimiento de la marcha se llevará acabo el análisis de cinemático del sistema. Con el desarrollo de esta investigación se logró analizar el comportamiento cinemático de una prótesis transfemoral a lo largo de las fases de la marcha humana, donde se logra observar la variación del movimiento de la pierna protésica con respecto a la cinemática de la marcha en una persona sana, sin embargo, los ángulos obtenidos para cada una de las articulaciones tienen un comportamiento similar a dicha cinemática y s futuro, se podría escalar el modelo para un paciente con estas afecciones. A lo largo del documento se evidenciará y se mostrarán los resultados pertinentes a esta investigación.
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La alternativa de solución para el desarrollo de esta propuesta consistió en el diseño de una prótesis transfemoral usando el software SolidWorks, con el fin de exportar los parámetros de diseño hacia Matlab, una vez adquiridos estos parámetros de SolidWorks, mediante la herramienta de programación visual (SIMULINK), se procedió a adaptar los parámetros en un modelo de prótesis que a su vez interactuará con las ecuaciones de péndulo invertido, una vez definido el modelamiento anteriormente mencionado, se procedió a estimular el sistema mediante un impulso aleatorio, el cual reemplaza una señal electromiografía capturada a través de electrodos invasivos o de superficie ya que no se cuenta con una señal electromiográfica real. Una vez determinado el comportamiento del movimiento de la marcha se llevará acabo el análisis de cinemático del sistema. Con el desarrollo de esta investigación se logró analizar el comportamiento cinemático de una prótesis transfemoral a lo largo de las fases de la marcha humana, donde se logra observar la variación del movimiento de la pierna protésica con respecto a la cinemática de la marcha en una persona sana, sin embargo, los ángulos obtenidos para cada una de las articulaciones tienen un comportamiento similar a dicha cinemática y s futuro, se podría escalar el modelo para un paciente con estas afecciones. A lo largo del documento se evidenciará y se mostrarán los resultados pertinentes a esta investigación.The index of people with disabilities in Colombia exceeds 6% of the population, and the highest concentration is found in low-income families and / or vulnerability, for this reason, access by these people to transfemoral prostheses, it is almost nil. For this reason, the degree project defined as a research modality was designed a transfemoral prosthesis with real parameters obtaining the model in such a way that it was possible to simulate and analyze gait behavior in amputee patients transfemoral. The alternative solution for the development of this proposal consisted in the design of a transfemoral prosthesis using SolidWorks software, in order to export the parameters of design to Matlab, once these SolidWorks parameters have been acquired, by means of the visual programming tool (SIMULINK), we proceeded to adapt the parameters in a prosthesis model that in turn will interact with the inverted pendulum equations, a Once the aforementioned modeling had been defined, the system was stimulated by a random pulse, which replaces an electromyography signal captured at through invasive or surface electrodes as there is no signal real electromyographic. Once the behavior of the movement of the in progress, the kinematics analysis of the system will be carried out. With the development of this research it was possible to analyze the kinematic behavior of a transfemoral prosthesis throughout the phases of human gait, where it is possible to observe the variation of the movement of the prosthetic leg with respect to the kinematics of the gait in a healthy person, however, the angles obtained for each of the joints have a behavior similar to said kinematics and future s, the model could be scaled for a patient with these conditions. Throughout the document it will be highlighted and the pertinent results to this investigation.pdfspaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Abierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Prótesis transfemoralSimulinkSolidworksHuman marchInverted pendulumTransfemoral prosthesisSimulinkSolidworksModelado de una prótesis transfemoral electrónica en la marcha humanaModeling of an electronic transfemoral prosthesis in human marchInvestigación-Innovacióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALAguirreHernandezFelipeAndres2020.pdfAguirreHernandezFelipeAndres2020.pdfapplication/pdf2657416https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/118910ba-4d98-414b-b71a-b0742fec5ced/download0a9475fa012ac47df3af7c70be4c5024MD51Licencia y autorización de los autores para publicar.pdfLicencia y autorización de los autores para 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