Prototipo de Acople de Rodilla Bioelectrónica para Prótesis Mecánica Transfemoral de bajo costo
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2021
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Resumen
Este artículo presenta el diseño e implementación de una rodilla bioelectrónica integrada a una prótesis mecánica transfemoral fabricada en impresión 3D. Este dispositivo se realiza con el propósito de mejorar el ciclo de marcha humana en las fases de elevanción, balanceo y apoyo. Para su implementación se integraron subsistemas de control para las variables espaciales y el acondicionamiento de señales nativas musculares generadas por las contracciónes de los vastos y biceps del muñón de un paciente con amputación transfemoral. Las lecturas de las señales de posición y velocidad angular se realizaron por medio de una interface adaptada al miembro no amputado como patrón de respuesta. El alcance que presenta este articulo está definido por la lectura, monitoreo, control y mejorar de los movimientos de la rodilla en una prótesis bioelectrónica en las fases del ciclo de la marcha humana. Por último, se resalta la importancia de la reducción del costo del dispositivo mediante la optimización de recursos, materiales de construcción y elementos electrónicos, con un valor equivalente a 1'400,000 COP o 390 USD.
Descripción
Abstract
This article presents the design and implementation of a bioelectronic knee integrated into a transfemoral mechanical prosthesis manufactured in 3D printing. This device is made to improve the human gait cycle in the lifting, rocking, and support phases. For its implementation, control subsystems were integrated for the spatial variables and the conditioning of native muscle signals generated by the contractions of the vastus and biceps of the stump of a patient with transfemoral amputation. The readings of the position and angular velocity signals were made through an interface adapted to the non-amputated limb as a response pattern. The scope of this article is defined by the reading, monitoring, control, and improvement of knee movements in a bioelectronic prosthesis in the phases of the human gait cycle. Finally, the importance of reducing the cost of the device is highlighted through the optimization of resources, construction materials, and electronic elements, with a value equivalent to 1'400,000 COP or 390 USD.
Palabras clave
Rodilla Bioelectrónica, Bioelectrónica, Prótesis, Transfemoral, Prototipo, Variables físicas, Ciclo de Marcha, Sistema de control, Control, electromiografía
Keywords
Bioelectronic Knee, Bioelectronics, Prosthesis, Transfemoral, Prototype, Physical variables, Gait Cycle, Control system, electromyography