Examinando por Materia "Biomecánica"

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    Desarrollo de un Modelo Biomecánico de Miembro Superior en Plataforma Open-Source que Ayude a Predecir la Influencia de las Fuerzas Musculares en el Comportamiento de Implantes para Osteosíntesis de Fracturas
    (Universidad EIA, 2017) Uribe Acosta, Natalí
    Con el fin de predecir la incidencia de implantes de osteosíntesis de fracturas en las fuerzas musculares del miembro superior, se desarrolla un modelo cinemático y dinámico en una plataforma de libre acceso (OpenSim Biomechanics). El enfoque de este modelo es comparar las fuerzas realizadas por el miembro superior durante cuatro movimientos principales (flexión – extensión y pronación – supinación) en dos modelos genéricos, uno que posee los implantes de osteosíntesis y el otro está libre de ellos. Se realizó además un análisis de movimiento en diferentes músculos representativos del miembro superior en 25 pacientes que se obtuvieron a partir de dos métodos de escalado del modelo genérico (20 escalados manualmente y 5 escalados basándose en la posición de marcadores de análisis de movimiento). Haciendo uso de la plataforma OpenSim y de diversos scripts creados en paralelo, ha sido posible generar los modelos para los movimientos de estudio. En los diferentes modelos pudo identificarse el rango de fuerzas de los músculos en el caso sin placas y compararlos con el rango de fuerzas de un hipotético caso con placas. Esto para una población de la antropometría típica colombiana. Toda esta información permite inferir la influencia de los implantes en las fuerzas musculares durante los movimientos de flexión extensión y pronación supinación. Los resultados además muestran los modelos generados en la plataforma OpenSim, los diferentes métodos de escalado, las fuerzas totales para un grupo de población colombiana y la incidencia de los implantes en las fuerzas musculares de miembro superior. Algunas fuerzas (músculos flexores y extensores) son comparadas con las arrojadas con el modelo arm26 propio de OpenSim.
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    Diseño de endoprótesis de tobillo y banco de pruebas
    (Universidad EIA, 2019) Toro Zapata, Sebastián; Vargas Barrientos, Maria Fernanda; Torres Velásquez, Andrés
    Las endoprótesis de tobillo son unas de las prótesis con mayor índice de rechazo en comparación con las prótesis de otras articulaciones, esto se debe principalmente a la ausencia de estudios enfocados a reproducir la anatomía normal del tobillo y la biomecánica de la articulación. El tobillo es una de las articulaciones del cuerpo humano que más lesiones sufre, la articulación cuyo cartílago experimenta la mayor cantidad de estrés biomecánico debido al gran número de grados de libertad además de los múltiples esfuerzos a los que dicha articulación está sometida; este proyecto permitirá entregar el diseño de una prótesis de tobillo que ayude a dar solución a estos diversos problemas que afectan el desempeño en el tiempo de dicho artefacto, su realización seguirá una metodología por objetivos, apoyados de diferentes softwares de modelado y simulación además de un análisis de marcha que entregarán los parámetros de rendimiento mecánico de la prótesis. Los resultados del diseño se compararán con los esfuerzos obtenidos de un análisis de marcha realizado a un grupo de personas en un artículo de revisión; una vez se compare los resultados del diseño con los datos de las personas sanas, el resultado esperado del diseño propuesto será un desempeño mecánico similar al de las personas sanas. Por último, se realizarán pruebas al diseño de la prótesis propuesto, en un banco de pruebas diseñado específicamente para la articulación, simulando el movimiento de flexo-extensión del tobillo con una carga de compresión.
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    Diseño de un plan de negocios, para una empresa enfocada al análisis del movimiento, especializada en biomecánica
    (Universidad EIA, 2005) Álvarez Agudelo, Natalia; García Muriel, Luisa Fernanda; Ramos Villa, María Eugenia
    Laboratorio de Análisis de Movimiento-LAM S.A., es una empresa de análisis del movimiento de la Ciudad de Medellín enfocada en biomecánica, que prestará inicialmente 2 tipos de servicios: Análisis completo de la marcha y Análisis parcial de la marcha, además se espera participar en el desarrollo de proyectos de investigación en el área de biomecánica, vinculados a entidades educativas. Hoy en día la demanda en Medellín es de aproximadamente 6800 servicios diagnósticos/año, compuesta por personas con parálisis cerebral o problemas biomecánicos y de movimiento con compromiso de miembro inferior. A partir de esta cantidad se ha proyectado comenzar con una participación del 10% y al término del quinto año poseer un 32% de participación en el mercado. La estrategia de mercadeo se ha enfocado en la difusión de las ventajas de los servicios de la empresa a través de congresos, publicaciones de los buenos resultados y demostraciones comparativas de quienes ya hayan accedido al servicio. La competencia es: En Medellín, las clínicas, hospitales o centros de atención a este tipo de pacientes, los cuales ofrecen un servicio sustituto, más barato pero no especializado; en el país, el Instituto de Ortopedia Infantil Franklin D. Roosevelt y el Instituto CIREC, ambos ubicados en la ciudad de Bogota, los cuales ofrecen un servicio similar al que la empresa espera ofrecer, pero con un gran atraso de tecnología. El tipo de personal requerido en un principio para el funcionamiento de la empresa lo conforman un Gerente de mercadeo y ventas, un Gerente Financiero, dos Ingenieros Biomédicos, un Fisioterapeuta y un Auxiliar Contable. La empresa contará con 10 empleados en su máximo nivel de funcionamiento, se localizará en el sector de Prado centro y contará con tecnología especializada ofrecida por la compañía italiana BTS Bioengineering, la cual satisface las necesidades técnicas requeridas por la empresa. LAM será constituida como una Sociedad Anónima y acatará todas las normas vigentes para el funcionamiento de un centro como este y la normativa especial que rige el tipo de servicios que pretende ofrecer a sus clientes objetivo, en su mayoría discapacitados. Para la constitución de LAM S.A. se requerirá una inversión inicial de $1’400.millones diferidos en los 3 primeros años de funcionamiento, tendrá unas ventas anuales en promedio de $1.240’000.000, un VPN de $159.549.807, una TIR de 32.32%, TIR Modificada de 31.32%, comparadas con un WACC de 26.45%. Además el punto de equilibrio se alcanzará en algún momento entre al segundo y tercer año de funcionamiento de la empresa. Lo anterior hace que, sin olvidar que la inversión inicial es elevada, aquellos que se interesen en invertir en esta empresa, tendrán la posibilidad de encontrar en LAM S.A. una oportunidad de negocio atractiva a sus intereses económicos.
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    Diseño de un prototipo para la aplicación de esfuerzos cortantes sobre las bandejas Transwell®
    (Universidad EIA, 2008) Amaya Gómez, Ronny Alejandro; Tarbell, JM
    Las células vivientes están expuestas a una compleja variedad de estímulos mecánicos, los cuales se piensa juegan un papel critico en el control de la estructura y función tisular. El endotelio y las células del músculo liso en los vasos sanguíneos son candidatos ideales para el estudio de la regulación celular inducida por el flujo sanguíneo. En el presente trabajo se describe un aparato viscosímetro de disco paralelo y/o disco cono, el cual ha sido especialmente diseñado y construido para estudiar y cultivar células endoteliales (EC) y células de músculo liso (SMC) bajo los efectos del esfuerzo cortante fluido. Usando los tradicionales y convencionales soportes permeables Transwell® de seis compartimentos para cultivo celular, el aparato cabe totalmente dentro de una incubadora estándar de cultivo celular y provee de 4.67 a 28 cm2 de superficie utilizable para el crecimiento de células. Esta capacidad lo hace interesante para el estudio del fenómeno del transporte a través del endotelio, ensayos de tinción inmunoquímica y expresión de genes. El diseño de volumen cerrado del dispositivo lo hace apropiado para el estudio de marcadores isotópicos, estudios farmacológicos y la detección de cantidades pequeñas de productos secretados por las células. La puesta a punto del equipo permite la aplicación de un gran rango de valores de esfuerzo cortante constante fluido entre (0 – 30 dinas/cm2), facilitando la investigación del efecto sobre las células endoteliales y de otras preparaciones histológicas sometidas a esfuerzos. Se da una detallada descripción del diseño del dispositivo y presentación de datos significantes que comprueban la posibilidad de cultivar células endoteliales in Vitro bajo diferentes incrementos de esfuerzos cortantes hasta obtener una monocapa celular confluida. Este aparato ha mostrado ser biocompatible y negativamente citotóxico y adecuado para el estudio celular bajo cargas mecánicas como el esfuerzo cortante fluido.
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    Exoesqueleto para Miembro Superior con Dos Grados de Libertad en Articulaciones de Hombro y Codo
    (Universidad EIA, 2010) Cardona Vélez, Alejandro; Díaz Montoya, Daniel
    El presente trabajo documenta el proceso de diseño conceptual y de detalle de un exoesqueleto de dos grados de libertad para uso potencial en rehabilitación pasiva de hombro y codo, en movimientos de flexión y extensión de codo y flexión de hombro. En la etapa de diseño conceptual se han obtenido los parámetros básicos de diseño y criterios de selección de concepto mediante una adecuada búsqueda bibliográfica, visitas a centros de rehabilitación y entrevistas con expertos en el tema. Una vez seleccionado el concepto de diseño se desarrolló el diseño de detalle, logrando así superar los objetivos planteados en un principio. Bajo criterios de antropometría, morfofisiología, ergonomía, biomecánica y con el soporte de herramientas CAD, análisis de elementos finitos (FEA) y modelado matemático del sistema se estableció los componentes y materiales de cada subsistema del dispositivo, así como planos de detalle para la construcción del dispositivo. Como producto final se obtuvo el diseño de detalle de un dispositivo capaz de mover cada articulación en un arco de 150 grados con un torque mayor a 19,6 Nm, un ajuste de longitud de 5cm entre centros de rotación, adaptable para ser usado sentado o parado y con prestaciones de rehabilitación pasiva para la prevención de la formación de fibrosis, contracturas, retracciones, edemas y limitaciones articulares por compromiso de tejidos blandos. A partir del ensamble de las piezas que conforman el dispositivo y los modelos 3D de un brazo humano y una silla de ruedas, fue posible la aproximación a un entorno real de trabajo así como la optimización de las distribuciones de algunos elementos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Exoesqueleto para miembro superior con dos grados de libertad en articulaciones de hombro y codo
    (Universidad EIA, 2010) Cardona Vélez, Alejandro; Díaz Montoya, Daniel; Wilches Peña, Luis Vicente
    RESUMEN: El presente trabajo documenta el proceso de diseño conceptual y de detalle de un exoesqueleto de dos grados de libertad para uso potencial en rehabilitación pasiva de hombro y codo, en movimientos de flexión y extensión de codo y flexión de hombro. En la etapa de diseño conceptual se han obtenido los parámetros básicos de diseño y criterios de selección de concepto mediante una adecuada búsqueda bibliográfica, visitas a centros de rehabilitación y entrevistas con expertos en el tema. Una vez seleccionado el concepto de diseño se desarrolló el diseño de detalle, logrando así superar los objetivos planteados en un principio. Bajo criterios de antropometría, morfofisiología, ergonomía, biomecánica y con el soporte de herramientas CAD, análisis de elementos finitos (FEA) y modelado matemático del sistema se estableció los componentes y materiales de cada subsistema del dispositivo, así como planos de detalle para la construcción del dispositivo. Como producto final se obtuvo el diseño de detalle de un dispositivo capaz de mover cada articulación en un arco de 150 grados con un torque mayor a 19,6 Nm, un ajuste de longitud de 5cm entre centros de rotación, adaptable para ser usado sentado o parado y con prestaciones de rehabilitación pasiva para la prevención de la formación de fibrosis, contracturas, retracciones, edemas y limitaciones articulares por compromiso de tejidos blandos. A partir del ensamble de las piezas que conforman el dispositivo y los modelos 3D de un brazo humano y una silla de ruedas, fue posible la aproximación a un entorno real de trabajo así como la optimización de las distribuciones de algunos elementos.
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    Indicador biomecánico de limitación articular enfocado a la prevención de lesiones en futbolistas
    (Universidad EIA, 2023) Calderón López, Diego Alejandro; Montoya Góez, Yesid; Ángel López, Juan Pablo
    RESUMEN: el fútbol es un deporte ampliamente popular y practicado en todo el mundo, y como tal, ha despertado un gran interés en la investigación, especialmente en el ámbito de la prevención de lesiones. A pesar de los avances notables en la prevención de lesiones, como protocolos de entrenamiento y mejoras en el equipamiento deportivo, las lesiones siguen siendo una preocupación constante en este deporte. En particular, las lesiones sin contacto se han convertido en un foco importante de investigación debido a su alta incidencia en las estadísticas de lesiones deportivas. Este trabajo de investigación se propuso desarrollar un indicador biomecánico basado en variables cinéticas y cinemáticas. La metodología se basó en la colaboración con un equipo de fútbol en Medellín, donde se seleccionaron ejercicios específicos para el análisis. Se establecieron protocolos para la colocación de marcadores y electrodos electromiografía superficial con el objetivo de evaluar a las deportistas. Los resultados obtenidos permitieron la creación de un indicador biomecánico que mostró su capacidad para identificar posibles anormalidades en las variables cinéticas y cinemáticas en articulaciones de rodilla y tobillo. La utilidad de este indicador radica en su capacidad para detectar de manera temprana factores de riesgo que podrían predisponer a los deportistas a lesiones. Esta información es fundamental para el cuerpo médico del club, ya que podría desarrollar planes de intervención personalizados y eficaces.
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    Informe Semillero de Investigación 2022-1
    Calderón López, Diego Alejandro; Palacio Uribe Jorge Andrés; Ayala Ortiz Stefanny Lorena; Bolívar Carriazo York Fredy; Cabrera Corella Juliana; Lerma Pazos Joel Andrés; Meza Pernett Tatiana María
    El presente artículo es un estudio enfocado en el área de la biomecánica, realizado en estudiantes de ingeniería biomédica, el cual busca detectar factores que favorezcan lesiones en las articulaciones y músculos de los miembros inferiores, esto a través de una prueba llamada “Drop Jump Test” y con el apoyo del sistema de detección de movimiento VICON; de esta manera se puede, a través de ejercicios sencillos, fortalecer los músculos evitando que se produzcan dichas lesiones. Se encuentra que factores como una vida sedentaria, aumenta la probabilidad de padecer una lesión y que aquellos pacientes con lesiones previas son más propensos a sufrir de nuevo estas.
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    ÍtemAcceso abierto
    Informe Semillero de Investigación 2022-2
    Calderón López, Diego Alejandro; Bolívar Carriazo York Fredy; Lerma Pazos Joel Andrés; Palacio Uribe Jorge Andrés; Taborda Castro Manuela
    En el presente informe, se analizaron los posibles factores de riesgo de lesión en rodilla que podrían tener los participantes del semillero de biomecánica deportiva periodo 2022 -2; por medio de una prueba conocida como Drop Jump, en la cual se analizaban las variables cinemáticas de las extremidades inferiores y para finalizar a cada uno de los participantes se les hizo una retroalimentación una vez acaba la prueba.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Sistema de rehabilitación para mano basado en robótica suave
    (Universidad EIA, 2022) Gallego Castrillón, Natalia; Valencia Ochoa, Simón; Toro Ossaba, Alejandro
    RESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un prototipo de órtesis de mano basado en robótica suave. Inicialmente se expone la necesidad actual y el público objetivo de este tipo de actuadores, se presenta el objetivo general junto a los objetivos específicos y se muestran algunos antecedentes. Posteriormente se tiene un marco teórico, que permite ver a profundidad algunos de los temas aplicados en el trabajo de grado. Luego de esto, se explica la metodología que se aplicará a lo largo del desarrollo, junto a sus entregables. Después se realiza el diseño metodológico, que empieza con una investigación preliminar que permite llegar a los requerimientos reales del actuador, seguido de un diseño y selección de concepto. Seguido de esto se tiene el diseño de detalle, en donde se muestran los planos para la realización y manufactura del dispositivo. Estos incluyen los planos para los circuitos eléctricos, el diseño de lazo de control y el código utilizado para su implementación en el microcontrolador, los modelos para la impresión y manufactura de los actuadores de silicona y la selección de materiales de fabricación. Después, se presenta la órtesis completa funcionando en un ambiente controlado. En esta etapa de resultados se muestran imágenes que muestran y evalúan los movimientos y posiciones obtenidos con sus gráficas del control. Por último, se concluye sobre la utilidad de estos sistemas para suplir algunas de las necesidades actuales, y su particular relevancia en los sistemas de rehabilitación gracias a su capacidad de trabajar junto a los humanos sin lastimarlos. También la obtención de un primer prototipo funcional con resultados satisfactorios, junto a su proceso de manufactura detallado que abre las puertas a que en el futuro se realice un desarrollo más profundo de este. Finalmente se discuten recomendaciones para mejorar este prototipo en un trabajo futuro.