Metodología de Diseño Unificada para una Prótesis de Rodilla Transfemoral Policéntrica Utilizando Síntesis Cinemática
Autores: Koçak, Mertcan; Gezgin, Erkin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Metodología de Diseño Unificada para una Prótesis de Rodilla Transfemoral Policéntrica Utilizando Síntesis Cinemática
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estudio
Mecanismo de rodilla policéntrico
Estabilidad
Movimiento biomimético
Síntesis cinemática
Sistemas protésicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un novedoso mecanismo de rodilla policéntrico de un solo grado de libertad diseñado específicamente para prótesis transfemorales, con el fin de abordar los dos desafíos de estabilidad durante la fase de apoyo y movimiento biomimético durante la fase de oscilación. Aprovechando la síntesis cinemática analítica, el mecanismo propuesto integra diseños cinemáticos separados para cada una de las fases de la marcha en una estructura combinada que previene problemas de singularidad durante la flexión completa de la rodilla, lo cual es una limitación significativa en los diseños activos convencionales. El mecanismo de la fase de apoyo enfatiza la estabilidad a través del control preciso del centro instantáneo de rotación (CIR) y el soporte de carga, mientras que el mecanismo de la fase de oscilación adopta una trayectoria de movimiento biomimético. Para validar la metodología propuesta, se llevaron a cabo síntesis cinemáticas, simulaciones numéricas y análisis visuales. Incorporando conocimientos de prótesis policéntricas y aplicaciones ortopédicas, el mecanismo propuesto logra una transición fluida entre dos configuraciones diferentes manteniendo su movilidad general. Además, su posible compatibilidad con la actuación motorizada ofrece una base para sistemas de prótesis activas, allanando el camino para adaptar las ventajas de las prótesis policéntricas a dispositivos activos. Este enfoque innovador ofrece un camino científicamente fundamentado para mejorar los sistemas prostéticos transfemorales, avanzando tanto en su utilidad biomecánica como en la comodidad del usuario.
Descripción
Este estudio presenta un novedoso mecanismo de rodilla policéntrico de un solo grado de libertad diseñado específicamente para prótesis transfemorales, con el fin de abordar los dos desafíos de estabilidad durante la fase de apoyo y movimiento biomimético durante la fase de oscilación. Aprovechando la síntesis cinemática analítica, el mecanismo propuesto integra diseños cinemáticos separados para cada una de las fases de la marcha en una estructura combinada que previene problemas de singularidad durante la flexión completa de la rodilla, lo cual es una limitación significativa en los diseños activos convencionales. El mecanismo de la fase de apoyo enfatiza la estabilidad a través del control preciso del centro instantáneo de rotación (CIR) y el soporte de carga, mientras que el mecanismo de la fase de oscilación adopta una trayectoria de movimiento biomimético. Para validar la metodología propuesta, se llevaron a cabo síntesis cinemáticas, simulaciones numéricas y análisis visuales. Incorporando conocimientos de prótesis policéntricas y aplicaciones ortopédicas, el mecanismo propuesto logra una transición fluida entre dos configuraciones diferentes manteniendo su movilidad general. Además, su posible compatibilidad con la actuación motorizada ofrece una base para sistemas de prótesis activas, allanando el camino para adaptar las ventajas de las prótesis policéntricas a dispositivos activos. Este enfoque innovador ofrece un camino científicamente fundamentado para mejorar los sistemas prostéticos transfemorales, avanzando tanto en su utilidad biomecánica como en la comodidad del usuario.