Modelo de alineación estática para prótesis transtibiales

La falta de información objetiva en la alineación de prótesis es un fenómeno recurrente en el área de prótesis. Al presentarse una inadecuada ubicación angular del encaje de una prótesis transtibial los parámetros biomecánicos de rangos articulares, distribución de fuerza en los pies y ubicación del Centro de Presión (COP) en los amputados se ven afectados, además influye en la comodidad del amputado en posición bipedestada erguida. En la presente tesis, los efectos de la mala alineación del encaje de la prótesis transtibial sobre parámetros biomecánicos se midieron en términos de ángulos de las extremidades inferiores, distribución de fuerza sobre los pies y ubicación del COP cuando el sujeto se encuentra en posición bipedestada estática. Adicionalmente, se crearon modelos predictivos estocásticos, basados en conocimiento, de la alineación estática de prótesis. Las perturbaciones de angulación del encaje en el plano sagital se introdujeron desde un punto base denominado alineación, establecido por un protesista experimentado. Se utilizaron goniómetros digitales para medir los rangos articulares de las extremidades inferiores y la variación en la ubicación angular del encaje tanto en flexión como en extensión (2°, 4° y 6°). Un sistema de medición de fuerza plantar permitió detectar y almacenar los cambios en la distribución de fuerza sobre los pies y la ubicación del COP. En la investigación participaron siete sujetos amputados transtibiales usuarios de prótesis. Se midieron siete condiciones de alineación del encaje en cada uno de 6 sujetos, al sujeto 7 se le ubicaron seis condiciones, para un total de 144 pruebas. Se registraron en archivos de computador el ángulo del encaje, los ángulos de los rangos articulares, el peso soportado por cada pie y el COP. Los datos de los registros permitieron generar una base de datos de alineación estática donde se involucra ubicación angular en el plano sagital del encaje de la prótesis, rangos articulares de los miembros inferiores, distribución de peso bajo cada pie y la ubicación del COP. Luego se desarrolló un análisis estadístico de las mediciones, en primera instancia un análisis gráfico realizado con diagramas de caja y en segunda instancia la prueba estadística de Levene, ambas pruebas mostraron la existencia de variabilidad intra e inter-sujetos, por esto se planteó una metodología para la obtención del modelo de la alineación estática. El análisis de los datos y la construcción del modelo se hicieron tomando como base la teoría de la información. La prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS) aplicada a los datos de entrenamiento mostró que el desempeño de los modelos fue superior al 94%, en los datos de prueba el rendimiento fue superior al 93% y en la validación al 84%. La otra prueba de rendimiento aplicada fue la divergencia de Kullback-Leibler (KL), usada como medida cuantitativa de discriminación entre dos poblaciones, allí la longitud de la distancia es 0.36 bits en la variable Tobillo Amputado, para todos los demás casos es 0 bits. El resultado arrojado por estas dos pruebas evidencia que los datos se ajustan correctamente al modelo desarrollado.Doctor en IngenieríaDoctorad

Sistemas de rehabilitación para la muñeca: una revisión centrada en el traumatismo de la articulación cúbito-radio

In the performance of repetitive tasks or excessive use of electronic devices frequent conditions of the main nerves of the hand occur. At this article highlights the results obtained from a documentary research that establishes a state of the art of wrist rehabilitation systems, focused on injuries or traumas of the cubic-radius joint. After categorizing and subcategorizing the topic, different databases are used to determine the indexed sources of information that at the Latin American and Colombian levels have explained it in the last decade. Based on the above and the corresponding interpretation, we propose a metacarpal rehabilitation system -for the Colombian context- which allows to carry out exercises, store relevant information about the use of the device and consult the records both in a cellular application and on a computer. It is shown that the system has adequate performance, but that, however, it needs to be clinically validated.En la realización de tareas repetitivas o uso excesivo de dispositivos electrónicos se presentan frecuentes afecciones de los nervios principales de la mano. En el presente artículo se evidencian los resultados obtenidos de una investigación documental que establece un estado del arte de los sistemas de rehabilitación para la muñeca, enfocados a lesiones o traumas de la articulación cúbito-radio. Luego de categorizar y subcategorizar la temática, se utilizan diferentes bases de datos para determinar las fuentes indexadas de información que a nivel latinoamericano y colombiano la han explicado en la última década. Con base en lo anterior y en la correspondiente interpretación, se propone un sistema de rehabilitación metacarpiana -para el contexto colombiano- el cual permite llevar a cabo ejercicios, almacenar información relevante del uso del dispositivo y consultar los registros tanto en una aplicación de celular como en un computador. Se muestra que el sistema tiene un desempeño adecuado, pero que, sin embargo, requiere ser validado clínicamente

Estímulos auditivos para la generación de PEAee

La audición se considera como el sentido más importante, porque la vía habitual para adquirir el lenguaje es a través del oído. Con el lenguaje, las personas se ponen en contacto con sus semejantes, se adquiere información y conocimiento de elementos a distancia y ha sido uno de los principales participes en el desarrollo de la sociedad. La función auditiva se establece a través de la interacción de un sistema complejo que comprende varios niveles: periferia, vías neurales y áreas corticales. Una lesión en cualquiera de ellos puede producir hipoacusia, déficit funcional disminución de la percepción auditiva. Para determinar el nivel de hipoacusia nació la audiometría, que ha generado varios métodos de exploración. Este artículo describe un sistema diseñado e implementado para producir un tipo de estímulo adecuado que permita detectar el nivel de hipoacusia de personas en diferentes frecuencias, las cuales se exploran audiométricamente, variando la intensidad del estímulo de acuerdo con los parámetros requeridos por los audiólogos, de esa forma, el tiempo de exploración auditiva en ambos oídos se reduce, pues con un estímulo se exploran ambos oídos en la gama audiométrica. El equipo desarrollado se conectará a un equipo de registro de potenciales evocados existentes, con el fin de comprobar que las señales generadas cumplen con las características dadas en la literatura existente y experta en el tema

Control de diversidad en algoritmos genéticos utilizando estrategias multimodales

An optimization process is a kind of process that systematically comes up with solutions that are better than a previous solution used before. Optimization algorithms are used to find solutions which are optimal or near-optimal with respect to some goals, to evaluate design tradeoffs, to assess control systems, to find patterns in data, and to find the optimum values (local or global) of mathematical functions. A genetic algorithm is one of the optimization techniques. In this way, a heuristic search that is inspired by Charles Darwin’s theory of natural evolution. This algorithm reflects the process of natural selection where the fittest individuals are selected for reproduction in order to produce offspring of the next generation which are population algorithms that emulate behavior similar to Darwinian natural selection. Taking into account these issues, this article shows the performance of a genetic algorithm designed, which allows to find several minimums within a function from the control of population diversity. To perform the tests, the algorithm with four different functions was used, with the particularity of having several minima with the same value. Proposed strategy was compared with a conventional genetic algorithm, the result was the conventional one can only find some of the minimums of the function and sometimes only one, while the proposal finds most of the minimumsLa búsqueda de la mejor solución posible a un problema se realiza con procesos de optimización, explorando los valores de los parámetros para los que cierta función objetivo tiene un valor óptimo (local o global). Entre las técnicas de optimización se encuentran los algoritmos genéticos, los cuales son de tipo poblacional o que emulan un comportamiento similar al de la selección natural Darwiniana. Este artículo muestra el desempeño de un algoritmo genético que permite encontrar varios mínimos dentro de una función a partir del control de diversidad de la población. Para realizar las pruebas se utilizó el algoritmo con cuatro diferentes funciones, con la particularidad de tener varios mínimos con el mismo valor. Se comparó esta estrategia propuesta con un algoritmo genético convencional, encontrándose que el convencional solo puede hallar algunos de los mínimos de la función —y en ocasiones solo uno— en tanto que la propuesta encuentra la mayoría de los mínimo

Estudio de los rangos articulares en la bipedestación estática en personas normales vs. Amputados transtibiales

La postura erecta o estabilidad postural en bipedestación es una característica del ser humano que se adquiere gracias al sentido que tiene de la situación en el espacio o al equilibrio. El mantenimiento de esta postura se logra mediante una adaptación adecuada de los músculos del cuello, tronco y miembros que actúan para mantener el cuerpo en una posición de equilibrio estable. El propósito de este estudio fue analizar la variación de los rangos articulares de miembro inferior en personas sanas vs. amputados transtibiales en la posición de bipedestación estática. Seis sujetos no amputados fueron seleccionados, teniendo en cuenta edad y buena condición médica. Los sujetos amputados que participaron en el estudio fueron tres, seleccionados por ser amputados unilaterales transtibiales, con buena condición física y alto nivel de actividad, con habilidad para caminar a diferentes velocidades sin ayuda. Todos los sujetos firmaron formularios de consentimiento antes de participaren el estudio. Cada participante completó tres ensayos de medición. Se emplearon goniómetros digitales para la medición de los ángulos articulares y se observó el comportamiento en los miembros inferiores

Comportamiento de rangos articulares con alineación en amputados transtibiales

The lack of objective information concerned to prostheses alignment is a common phenomenon in the area. When an inadequate angular location of the transtibial prosthetic socket appears, the biomechanical parameters in the joint in the amputees are affected; it also affects the amputee’s comfort in the standing position. The effects of transtibial prosthesis malalignment on biomechanical parameters were measured in terms of lower limb angles, when the subject is in the static standing position. Seven insertion alignment conditions were measured in each of the 6 participants of the study, whereas participant seven (7) only six conditions were located, for a total number of 144 tests. The socket angle and the joint angles, were recorded in computer files. The statistical analysis of the measurements carried out showed variation intra and inter subjects, so a methodology for the obtaining of the static alignment model was stated.La falta de información objetiva relacionada con la alineación de las prótesis es un fenómeno común en el área. Cuando aparece una ubicación angular inadecuada de la cavidad protésica transtibial, se ven afectados los parámetros biomecánicos en la articulación de los amputados; también afecta la comodidad del amputado en la posición de pie. La presente investigación da cuenta de los efectos de la desalineación de la prótesis transtibial en los parámetros biomecánicos al medirse en términos de ángulos de las extremidades inferiores, cuando el sujeto se encuentra en la posición bipedestada estática. Se midieron siete condiciones de alineación en cada uno de los 6 participantes del estudio, mientras que al participante siete (7) solo se le localizaron seis condiciones, para un total de 144 pruebas. Un sistema de medición de ángulos (goniómetros digitales) permitió detectar y almacenar los cambios de los rangos articulares. El análisis estadístico de las mediciones realizadas mostró una variación intra y entre sujetos, por lo que se estableció una metodología para la obtención del modelo de alineación estática

Modelo de Alineación de Prótesis Transtibiales usando Teoría de la Información

La amputación transtibial es la extirpación del segmento corporal por debajo de rodilla, se presenta por accidentes, malformaciones congénitas o enfermedades, tiene repercusiones físicas, biológicas y psicológicas en el individuo amputado. Una forma de ayuda para el amputado es la rehabilitación física, allí se adapta una prótesis mediante la alineación para que supla morfológica y funcionalmente el segmentos perdido. La alineación estática de prótesis influye en la comodidad del amputado e incide directamente en el uso o no de este método de rehabilitación física pero este proceso tiende a ser subjetivo, falta información de la afectación de la alineación sobre parámetros biomecánicos de los sujetos. Esta investigación propone un modelo predictivo estocástico, basado en conocimiento, de la alineación estática de prótesis. Inicialmente fueron medidos sujetos amputados transtibiales usuarios de prótesis para establecer los efectos de la alineación de la prótesis transtibial sobre los ángulos de las extremidades inferiores, distribución de peso sobre los pies y ubicación del Centro de Presión (COP) cuando el sujeto se encuentra en posición de bipedestación estática. Luego se analizaron los datos de las mediciones y posteriormente se construyó el modelo tomando como base la teoría de la información. El desempeño del modelo se midió haciendo uso de la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS) y de la divergencia de Kullback-Leibler (KL), se obtuvo un rendimiento superior al 84% y una longitud de la distancia máxima de 0.36 bits, lo cual evidencia que los datos se ajustan correctamente al modelo desarrollado

Modelo de Alineación de Prótesis Transtibiales usando Teoría de la Información

La amputación transtibial es la extirpación del segmento corporal por debajo de rodilla, se presenta por accidentes, malformaciones congénitas o enfermedades, tiene repercusiones físicas, biológicas y psicológicas en el individuo amputado. Una forma de ayuda para el amputado es la rehabilitación física, allí se adapta una prótesis mediante la alineación para que supla morfológica y funcionalmente el segmentos perdido. La alineación estática de prótesis influye en la comodidad del amputado e incide directamente en el uso o no de este método de rehabilitación física pero este proceso tiende a ser subjetivo, falta información de la afectación de la alineación sobre parámetros biomecánicos de los sujetos. Esta investigación propone un modelo predictivo estocástico, basado en conocimiento, de la alineación estática de prótesis. Inicialmente fueron medidos sujetos amputados transtibiales usuarios de prótesis para establecer los efectos de la alineación de la prótesis transtibial sobre los ángulos de las extremidades inferiores, distribución de peso sobre los pies y ubicación del Centro de Presión (COP) cuando el sujeto se encuentra en posición de bipedestación estática. Luego se analizaron los datos de las mediciones y posteriormente se construyó el modelo tomando como base la teoría de la información. El desempeño del modelo se midió haciendo uso de la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS) y de la divergencia de Kullback-Leibler (KL), se obtuvo un rendimiento superior al 84% y una longitud de la distancia máxima de 0.36 bits, lo cual evidencia que los datos se ajustan correctamente al modelo desarrollado

Modelo de Alineación de Prótesis Transtibiales usando Teoría de la Información

La amputación transtibial es la extirpación del segmento corporal por debajo de rodilla, se presenta por accidentes, malformaciones congénitas o enfermedades, tiene repercusiones físicas, biológicas y psicológicas en el individuo amputado. Una forma de ayuda para el amputado es la rehabilitación física, allí se adapta una prótesis mediante la alineación para que supla morfológica y funcionalmente el segmentos perdido. La alineación estática de prótesis influye en la comodidad del amputado e incide directamente en el uso o no de este método de rehabilitación física pero este proceso tiende a ser subjetivo, falta información de la afectación de la alineación sobre parámetros biomecánicos de los sujetos. Esta investigación propone un modelo predictivo estocástico, basado en conocimiento, de la alineación estática de prótesis. Inicialmente fueron medidos sujetos amputados transtibiales usuarios de prótesis para establecer los efectos de la alineación de la prótesis transtibial sobre los ángulos de las extremidades inferiores, distribución de peso sobre los pies y ubicación del Centro de Presión (COP) cuando el sujeto se encuentra en posición de bipedestación estática. Luego se analizaron los datos de las mediciones y posteriormente se construyó el modelo tomando como base la teoría de la información. El desempeño del modelo se midió haciendo uso de la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS) y de la divergencia de Kullback-Leibler (KL), se obtuvo un rendimiento superior al 84% y una longitud de la distancia máxima de 0.36 bits, lo cual evidencia que los datos se ajustan correctamente al modelo desarrollado

Alineación Estática de Prótesis a través de Variables Cinéticas y Métodos de Aprendizaje de Máquina

El proceso complejo de la alineación en las prótesis y la no existencia de un modelo  predictivo para alineación estática de prótesis transtibiales es el foco de esta investigación.Objetivo: Obtener un modelo computacional que permita establecer la existencia de la alineación estática de prótesis transtibiales a través de parámetros cinéticos presentes en amputados transtibiales unilaterales. Métodos: Se realizó la construcción de una base de datos de valores de Centro de Presión (COP) y distribución de presión plantar en amputados medidos en el Servicio de Amputados y Prótesis del Hospital Militar Central, Bogotá, Colombia. Los datos incluyen valores cinéticos medidos con la prótesis en alineación y en desalineación. Resultados: Se desarrollaron tres modelos computacionales, una red neuronal, una máquina de soporte vectorial y un árbol de decisión, se realizó la comparación del desempeño de los modelos. Conclusiones: Los modelos que hacen uso de máquinas de soporte vectorial y de árboles de decisión tuvieron mayor desempeño que la red neuronal. De esta forma, se comprueba que la alineación estática se puede llevar a cabo de forma objetiva empleando recursos tecnológicos.Palabras clave: alineación de prótesis, rehabilitación médica, modelo de simulación.</p