La desarrollo y validación de un sistema fotónico y inalámbrico de alta resolución para la monitorización del ciclo de marcha de la rodilla
Autores: Rocha, Rui Pedro Leitão da Silva; Amorim, Marcio Luís Munhoz; Moreira, Melkzedekue Alcântara; Gazziro, Mario; Cavallari, Marco Roberto; de Almeida, Luciana Oliveira; Ando Junior, Oswaldo Hideo; do Carmo, João Paulo Pereira
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La desarrollo y validación de un sistema fotónico y inalámbrico de alta resolución para la monitorización del ciclo de marcha de la rodilla
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Sistema de monitoreo inalámbrico fotónico validación de desarrollo
Sensor FBG
Análisis del ciclo de marcha referenciado a la rodilla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el desarrollo y validación de un sistema de monitoreo fotónico y inalámbrico de alta resolución para el análisis del ciclo de marcha referenciado a la rodilla. El sistema propuesto integra un único sensor de Red de Bragg de Fibra Óptica (FBG) con una longitud de onda de resonancia de 1547,76 nm y módulos electrónicos con sensores inerciales y magnéticos, logrando una resolución de longitud de onda de 10 p.m. y una precisión angular de 1 grado. La combinación innovadora de estos componentes permite una correlación directa entre las variaciones de longitud de onda y las medidas angulares sin necesidad de goniómetros o sistemas de captura de movimiento. La practicidad y versatilidad del sistema se demostraron a través de pruebas con siete individuos sanos de diferentes atributos físicos, mostrando un rendimiento consistente en diferentes escenarios. El sensor FBG, incrustado en una lámina polimérica y fijado a una banda elástica para la rodilla, mantuvo capacidades de detección completas permitiendo un fácil posicionamiento en la rodilla. Los módulos inalámbricos, posicionados arriba y abajo de la rodilla, midieron con precisión el ángulo formado por el fémur y la tibia durante el ciclo de marcha. El prototipo experimental validó la efectividad del sistema en proporcionar datos precisos y fiables de cinemática de rodilla para aplicaciones clínicas y deportivas.
Descripción
Este documento presenta el desarrollo y validación de un sistema de monitoreo fotónico y inalámbrico de alta resolución para el análisis del ciclo de marcha referenciado a la rodilla. El sistema propuesto integra un único sensor de Red de Bragg de Fibra Óptica (FBG) con una longitud de onda de resonancia de 1547,76 nm y módulos electrónicos con sensores inerciales y magnéticos, logrando una resolución de longitud de onda de 10 p.m. y una precisión angular de 1 grado. La combinación innovadora de estos componentes permite una correlación directa entre las variaciones de longitud de onda y las medidas angulares sin necesidad de goniómetros o sistemas de captura de movimiento. La practicidad y versatilidad del sistema se demostraron a través de pruebas con siete individuos sanos de diferentes atributos físicos, mostrando un rendimiento consistente en diferentes escenarios. El sensor FBG, incrustado en una lámina polimérica y fijado a una banda elástica para la rodilla, mantuvo capacidades de detección completas permitiendo un fácil posicionamiento en la rodilla. Los módulos inalámbricos, posicionados arriba y abajo de la rodilla, midieron con precisión el ángulo formado por el fémur y la tibia durante el ciclo de marcha. El prototipo experimental validó la efectividad del sistema en proporcionar datos precisos y fiables de cinemática de rodilla para aplicaciones clínicas y deportivas.