Estabilidad postural estática: análisis en tiempo y frecuencia a través del desarrollo de una herramienta de software

Posture allows a subject to perform in the environment where they develop in order to act, maintaining an erect position where, using their muscles, they oppose external forces such as gravity. Certain characteristics of a posture indicate the presence of some disorder in a subject, hence the interest in its study. The analysis of postural control in relation to the stability in the standing posture is carried out using balance studies, such as stabilometry; This instrumental evaluation makes it possible to objectively assess postural balance through the study of the center of pressure (CoP) in both the time and frequency domain. There is software, usually accompanied by hardware, that calculates CoP parameters, but provides temporal or frequency data, and they are also expensive. The objective of this article is to show the development of a software tool that calculates the relevant parameters for the study of stability, carried out in a free programming language (Python), easy to use, highly useful, free, and will be delivered to personnel in the field doctor for your employment.La postura permite a un sujeto desempeñarse en el medio donde se desenvuelve manteniendo una posición erecta donde, haciendo uso de la musculatura, se opone a fuerzas exteriores como la gravedad. Características determinadas de una postura indican la presencia de algún desorden en un sujeto, de allí el interés en su estudio. El análisis del control postural en relación con la estabilidad en postura de bipedestación se realiza empleando estudios de equilibrio, tal como la estabilometría; esta evaluación instrumental permite valorar objetivamente el equilibrio postural a través del estudio del centro de presión (CoP) tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia. Existe software, por lo general acompañados de hardware, que calculan parámetros del CoP, pero entregan datos temporales o frecuenciales, además son costosos. El objetivo de este artículo es mostrar el desarrollo de una herramienta de software que calcula los parámetros relevantes para el estudio de la estabilidad, realizada en un lenguaje de programación libre (Python), de fácil uso, gran utilidad, gratis y será entregada a personal del ámbito médico para su empleo

Contribution of each leg in the static postural stability of unilateral transtibial amputees, a study with Information Theory

Introduction: Transtibial amputees tend to isolate themselves because they lack confidence in performing daily tasks; rehabilitation processes such as the use of prostheses are carried out for their social reintegration, where postural stability must be ensured, and activities allowed in diverse contexts. Objective: Verify the contribution of each leg and direction (anterior/posterior and medial/lateral) of the center of pressure (CoP) in the static postural stability of unilateral transtibial amputees due to landmines using information theory. Methodology: A quantitative experimental design was applied to examine the displacement and velocity of the CoP using infometric measurements in nine transtibial amputees, and the non-parametric U Mann-Whitney test was applied to recognize statistically notable differences (p <0.05) between each leg. Results: There are statistically notable differences between the legs in the variables of displacement and velocity. Each leg contributes differently to the control of the static bipedal posture, and their behavior in the directions of movement of the CoP differs from each other, but they work together to generate compensation strategies that allow maintaining stability.  Conclusions: The use of information theory made it possible to evaluate stability objectively, without specifying the kind of relationship between this and the input variables, which favored the recognition of the CoP shift as its best discriminant in comparison with velocity. Transtibial amputees control static bipedal posture with the non-amputated leg to compensate for the loss of lower leg afferents and efferents due to the amputation. The results demonstrate the suitability of using information theory in the evaluation of lateralized postural control in pathological conditions.Introducción: Los amputados transtibiales tienden a aislarse porque carecen de confianza al ejecutar tareas cotidianas, para su reintegración social se efectúan procesos de rehabilitación como el uso de prótesis, donde se asegura estabilidad postural para realizar diversas actividades. Objetivo: Verificar la contribución de cada pierna y cada dirección (antero-posterior, medio-lateral) del Centro de Presión (CoP) en la estabilidad estática postural de amputados transtibiales. Metodología: Se realizó un estudio observacional en nueve amputados transtibiales unilaterales para examinar el desplazamiento y la velocidad del CoP usando medidas infométricas, y se utilizó el test de U Mann-Whitney(p<0.05) para identificar diferencias entre cada pierna. Resultados: Cada pierna contribuye de diferente manera en el control de la postura bípeda estática y su comportamiento en las direcciones de movimiento del CoP difieren entre sí; pero trabajan en conjunto para generar estrategias de compensación para mantener la estabilidad. Conclusiones: La teoría de la información (TI) de Shannon permitió evaluar de forma objetiva la estabilidad, sin precisar la clase de relación existente entre las variables, lo que favoreció el reconocimiento del desplazamiento del CoP como discriminante de la estabilidad. Los amputados transtibiales controlan la postura bípeda estática con la pierna no amputada para compensar la pérdida de los aferentes y eferentes debido a la amputación. Los resultados demuestran la idoneidad de utilizar TI en la evaluación del control postural lateralizado en condiciones patológicas. La investigación presente aporta en la comprensión de la actividad postural para contribuir en el proceso de rehabilitación física de los amputados

Aporte de cada pierna en la estabilidad estática postural de amputados transtibiales unilaterales, estudio con teoría de la información

Introducción: Los amputados transtibiales tienden a aislarse porque carecen de confianza al ejecutar tareas cotidianas, para su reintegración social se efectúan procesos de rehabilitación como el uso de prótesis, donde se asegura estabilidad postural para realizar diversas actividades. Objetivo: Verificar la contribución de cada pierna y cada dirección (antero-posterior, medio-lateral) del Centro de Presión (CoP) en la estabilidad estática postural de amputados transtibiales. Metodología: Se realizó un estudio observacional en nueve amputados transtibiales unilaterales para examinar el desplazamiento y la velocidad del CoP usando medidas infométricas, y se utilizó el test de U Mann-Whitney(p<0.05) para identificar diferencias entre cada pierna. Resultados: Cada pierna contribuye de diferente manera en el control de la postura bípeda estática y su comportamiento en las direcciones de movimiento del CoP difieren entre sí; pero trabajan en conjunto para generar estrategias de compensación para mantener la estabilidad. Conclusiones: La teoría de la información (TI) de Shannon permitió evaluar de forma objetiva la estabilidad, sin precisar la clase de relación existente entre las variables, lo que favoreció el reconocimiento del desplazamiento del CoP como discriminante de la estabilidad. Los amputados transtibiales controlan la postura bípeda estática con la pierna no amputada para compensar la pérdida de los aferentes y eferentes debido a la amputación. Los resultados demuestran la idoneidad de utilizar TI en la evaluación del control postural lateralizado en condiciones patológicas. La investigación presente aporta en la comprensión de la actividad postural para contribuir en el proceso de rehabilitación física de los amputados.Introduction: Transtibial amputees tend to isolate themselves because they lack confidence in performing daily tasks; rehabilitation processes such as the use of prostheses are carried out for their social reintegration, where postural stability must be ensured, and activities allowed in diverse contexts. Objective: Verify the contribution of each leg and direction (anterior/posterior and medial/lateral) of the center of pressure (CoP) in the static postural stability of unilateral transtibial amputees due to landmines using information theory. Methodology: A quantitative experimental design was applied to examine the displacement and velocity of the CoP using infometric measurements in nine transtibial amputees, and the non-parametric U Mann-Whitney test was applied to recognize statistically notable differences (p <0.05) between each leg. Results: There are statistically notable differences between the legs in the variables of displacement and velocity. Each leg contributes differently to the control of the static bipedal posture, and their behavior in the directions of movement of the CoP differs from each other, but they work together to generate compensation strategies that allow maintaining stability.  Conclusions: The use of information theory made it possible to evaluate stability objectively, without specifying the kind of relationship between this and the input variables, which favored the recognition of the CoP shift as its best discriminant in comparison with velocity. Transtibial amputees control static bipedal posture with the non-amputated leg to compensate for the loss of lower leg afferents and efferents due to the amputation. The results demonstrate the suitability of using information theory in the evaluation of lateralized postural control in pathological conditions

Herramienta virtual para la enseñanza de los metales alcalinos

The virtual reality has allowed a new technology approach to learning, teaching and providing new tools to teachers. Exist enough resources that have been generated around this issue and now if you add to these resources the telecommunications, benefits obtained are greatest. Due to the high costs of a laboratory implements, low budgets allocated for endowment for the physical plant of some Colombian schools, is hard to have laboratories equipped to support the teaching-learning process. To solve the problems mentioned, a virtual reality lab that allows Virtual practices on the issue of alkali metals was developed. In this paper it show the laboratory obtained, which was tested in Tunjita School, placed in rural area of Boyacá, ColombiaLa realidad virtual permite convertir mundos reales a simulaciones en el computador, de manera que contengan tantas características reales como sea posible. Dicha realidad virtual ha permitido el acercamiento de la tecnología con la educación, proporcionando herramientas nuevas y didácticas a los maestros de diferentes disciplinas; sin embargo, a lo anterior se aúnan los altos costos de los implementos para un laboratorio, así como los bajos presupuestos asignados para dotación o a la planta física de colegios colombianos, por lo que es limitado contar con laboratorios equipados que apoyen los procesos de enseñanza-aprendizaje. Por lo anterior, el presente artículo describe el desarrollo de un laboratorio de realidad virtual que permite realizar prácticas virtuales en el tema de metales alcalinos. La evaluación satisfactoria del laboratorio obtenido se realizó en el centro educativo Tunjita, ubicado en zona rural del departamento de Boyacá, Colombi

Respuesta a carga de una prótesis transtibial con elementos infinitos durante el apoyo y balanceo

En el presente artículo se describe el modelado de una prótesis transtibial y la simulación de su respuesta a carga estática mediante el uso del software comercial “SolidWorks”. La simulación se realizó basado en el método de elementos finitos. El modelo implementado representa una prótesis prescrita a un individuo genérico de 1,70 m de estatura y 80kgf de peso. Como resultado se encontró que los esfuerzos soportados por los diferentes componentes de la prótesis no exceden los límites mecánicos de sus materiales determinando tensiones, deformaciones y desplazamientos. Esos resultados sugieren que el mecanismo de falla está localizado en las superficies de contacto a lo largo de la prótesis. Este análisis se realiza con el apoyo de los grupos de investigación DIGITIy METIS de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Respuesta a carga de una prótesis transtibial con elementos infinitos durante el apoyo y balanceo

En el presente artículo se describe el modelado de una prótesis transtibial y la simulación de su respuesta a carga estática mediante el uso del software comercial “SolidWorks”. La simulación se realizó basado en el método de elementos finitos. El modelo implementado representa una prótesis prescrita a un individuo genérico de 1,70 m de estatura y 80kgf de peso. Como resultado se encontró que los esfuerzos soportados por los diferentes componentes de la prótesis no exceden los límites mecánicos de sus materiales determinando tensiones, deformaciones y desplazamientos. Esos resultados sugieren que el mecanismo de falla está localizado en las superficies de contacto a lo largo de la prótesis. Este análisis se realiza con el apoyo de los grupos de investigación DIGITIy METIS de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas

XVI International Congress of Control Electronics and Telecommunications: "Techno-scientific considerations for a post-pandemic world intensive in knowledge, innovation and sustainable local development"

Este título, sugestivo por los impactos durante la situación de la Covid 19 en el mundo, y que en Colombia lastimosamente han sido muy críticos, permiten asumir la obligada superación de tensiones sociales, políticas, y económicas; pero sobre todo científicas y tecnológicas. Inicialmente, esto supone la existencia de una capacidad de la sociedad colombiana por recuperar su estado inicial después de que haya cesado la perturbación a la que fue sometida por la catastrófica pandemia, y superar ese anterior estado de cosas ya que se encontraban -y aún se encuentran- muchos problemas locales mal resueltos, medianamente resueltos, y muchos sin resolver: es decir, habrá que rediseñar y fortalecer una probada resiliencia social existente - producto del prolongado conflicto social colombiano superado parcialmente por un proceso de paz exitoso - desde la tecnociencia local; como lo indicaba Markus Brunnermeier - economista alemán y catedrático de economía de la Universidad de Princeton- en su libro The Resilient Society…La cuestión no es preveerlo todo sino poder reaccionar…aprender a recuperarse rápido.This title, suggestive of the impacts during the Covid 19 situation in the world, and which have unfortunately been very critical in Colombia, allows us to assume the obligatory overcoming of social, political, and economic tensions; but above all scientific and technological. Initially, this supposes the existence of a capacity of Colombian society to recover its initial state after the disturbance to which it was subjected by the catastrophic pandemic has ceased, and to overcome that previous state of affairs since it was found -and still is find - many local problems poorly resolved, moderately resolved, and many unresolved: that is, an existing social resilience test will have to be redesigned and strengthened - product of the prolonged Colombian social conflict partially overcome by a successful peace process - from local technoscience; As Markus Brunnermeier - German economist and professor of economics at Princeton University - indicates in his book The Resilient Society...The question is not to foresee everything but to be able to react...learn to recover quickly.Bogot

Análisis frecuencial y de la densidad espectral de potencia de la estabilidad de sujetos amputados

La amputación transtibial provoca una disminución de la información somatosensorial disponible para el sistema nervioso central, esta pérdida muscular y fisiológica que involucra la articulación del tobillo reduce la fuerza muscular de las piernas, lo que afecta la capacidad de equilibrio y la movilidad de quien la sufre, al presentarse bajo uso de las extremidades inferiores, se provoca una hipotrofia de los músculos y el déficit en su fuerza incrementa. Adicionalmente, los sujetos con amputación transtibial deben adaptarse a la falta de la articulación fisiológica del tobillo y los músculos flexores plantares, partes indispensables para una adecuada movilidad articular, fuerza muscular y capacidad de ajuste activo de la prótesis durante la postura estática de bipedestación. Así, se observa que la reducción de la fuerza muscular está asociada con la disminución del equilibrio. El objetivo de la investigación fue analizar el Centro de Presión (cop) para conocer el comportamiento de la estabilidad en una muestra que consistía de sujetos amputados. Se estudió el análisis armónico de señales de la estabilidad en personas amputadas transtibialmente y usuarios de prótesis, esto con el fin de conocer el comportamiento del centro de presión en dicho conjunto de gente. Dos grupos, cada uno de nueve individuos, fueron analizados: un grupo control de no amputados y un grupo de amputados. Se empleó el periodograma vía método de Welch para hallar las componentes frecuenciales propias del centro de presión bajo cada pie con el fin de caracterizarlas y permitir su detección, y así poder entender las diferencias existentes entre los grupos estudiados. En el presente trabajo se muestra el análisis armónico de la señal no estacionaria, y se argumenta que esta es una ayuda considerable en el análisis de la estabilidad. Los resultados indican que la amputación incide en la Densidad Espectral de Potencia (dep), ya que existe diferencia entre las frecuencias del lado amputado y el no amputado (mayor oscilación en el lado amputado, eje antero-posterior); igual situación se presenta entre los dos grupos evaluados (mayor potencia en los amputados en todas las condiciones de la prueba).Transtibial amputations reduce the amount of somatosensorial information available to the central nervous system. This muscular and physiological loss involving the ankle joint reduces the muscle strength of the legs, which affects the balance and mobility of those who suffer from it. As lower limbs are used less, muscle hypertrophy occurs and the muscle strength deficit increases. Additionally, transtibial amputees should adapt themselves to the lack of a physiological joint between the ankle and the plantar flexor muscles, which are essential for an adequate joint mobility, muscle strength, and active adjustment capacity of the prosthesis during quiet stance. Thus, the reduction of their muscle strength is associated with compromised balance. This study analyzed the Center of Pressure (COP) of a group of transtibial amputees to understand the behavior of their stability. A harmonic analysis of the stability signs of such amputees (prosthesis users) was examined in order to reveal the behavior of their center of pressure. We analyzed two groups of 9 participants each: non-amputee control group and amputees. We used a periodogram, via Welch’s method, to find the frequential components of the center of pressure under each foot in order to characterize and detect them and understand the differences between the study groups. This paper presents the harmonic analysis of a nonstationary signal and supports the idea that the latter is an important tool for stability analysis. The results indicate that amputations have an influence on Power Spectral Density (DEP) because there is a difference in frequencies between the amputated and the non-amputated limb (greater oscillation on the amputated side, antero-posterior axis). The same situation occurred between the study groups (greater power in amputees under all testing conditions)

Laboratorio Virtual de Química Soportado en un Dispositivo Electrónico de Interacción

La influencia de los cambios tecnológicos se puede palpar en todos los aspectos que conciernen a la sociedad, entre ellos la educación, ya que a medida que surgen nuevos desarrollos científicos éstos tienen gran acogida en las herramientas didácticas pues permiten enriquecer el proceso educativo. En este artículo se muestra el desarrollo de una herramienta hardware-software que impactará en la estrategias de enseñanza del área de química, ayudando a desarrollar habilidades y actitudes en los estudiantes, reforzando el proceso de autoformación, manejo de tiempos, autoevaluación, entre otros. Este instrumento se basa en las bondades de la realidad virtual, pues se presenta un laboratorio de química virtual al cual se accede por medio de un guante que adicionalmente permite interactuar con el laboratorio y sus elementos. La propuesta de este desarrollo se realiza al interior del grupo de investigación Metis perteneciente a la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, en Bogotá, Colombia

Herramienta virtual para la enseñanza de los metales alcalinos

The virtual reality has allowed a new technology approach to learning, teaching and providing new tools to teachers. Exist enough resources that have been generated around this issue and now if you add to these resources the telecommunications, benefits obtained are greatest. Due to the high costs of a laboratory implements, low budgets allocated for endowment for the physical plant of some Colombian schools, is hard to have laboratories equipped to support the teaching-learning process. To solve the problems mentioned, a virtual reality lab that allows Virtual practices on the issue of alkali metals was developed. In this paper it show the laboratory obtained, which was tested in Tunjita School, placed in rural area of Boyacá, ColombiaLa realidad virtual permite convertir mundos reales a simulaciones en el computador, de manera que contengan tantas características reales como sea posible. Dicha realidad virtual ha permitido el acercamiento de la tecnología con la educación, proporcionando herramientas nuevas y didácticas a los maestros de diferentes disciplinas; sin embargo, a lo anterior se aúnan los altos costos de los implementos para un laboratorio, así como los bajos presupuestos asignados para dotación o a la planta física de colegios colombianos, por lo que es limitado contar con laboratorios equipados que apoyen los procesos de enseñanza-aprendizaje. Por lo anterior, el presente artículo describe el desarrollo de un laboratorio de realidad virtual que permite realizar prácticas virtuales en el tema de metales alcalinos. La evaluación satisfactoria del laboratorio obtenido se realizó en el centro educativo Tunjita, ubicado en zona rural del departamento de Boyacá, Colombi