Desarrollo de un prototipo de equipo para la medición de la estabilidad del cuello del pie, después de sufrir un esguince de grado II o III
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Resumen
El esguince de tobillo es una de las patologías musculoesqueléticas más frecuentes y menos tratadas a nivel mundial, especialmente en adolescentes y adultos jóvenes que practican deportes. Esta lesión genera desequilibrios y altera la biomecánica corporal, aumentando la inestabilidad y el riesgo de recurrencia o de lesiones más graves, consecuencias que se agravan si no se realiza una fisioterapia adecuada y personalizada. Dada la alta incidencia y las secuelas asociadas a un mal manejo, surge la necesidad de herramientas objetivas que permitan cuantificar la inestabilidad y orientar la rehabilitación. El objetivo de este trabajo fue diseñar y realizar pruebas de un prototipo de dispositivo capaz de medir y clasificar los grados de desviación lateral del tobillo, basado en el tipo de pisada, supinación, pronación, super supinación y super pronación en pacientes con esguince de grado II y III, brindando información útil para la personalización de la terapia física. La metodología se dividió en cuatro etapas: recopilación bibliográfica sobre la biomecánica de la inestabilidad del tobillo; diseño detallado del prototipo utilizando un sensor giroscopio/acelerómetro y un soporte ajustable; construcción e integración del sistema de medición y soporte; y pruebas experimentales en 30 voluntarios (15 con diagnóstico previo de esguince grado II o III y 15 sin antecedentes de lesión), tanto en condiciones estáticas como durante la marcha. Los resultados demostraron que el prototipo es funcional para medir la desviación lateral del tobillo y transmitir los datos en tiempo real a un dispositivo móvil, permitiendo identificar el tipo de pisada. En las pruebas estáticas, el sistema demostró una alta precisión y permitió identificar una predominancia del tipo de pisada pronadora en los voluntarios con antecedentes de esguinces. Sin embargo, durante la marcha se presentaron desafíos técnicos asociados al movimiento del soporte y el sensor, lo que afectó la fiabilidad de los resultados. En conclusión, el dispositivo desarrollado representa una herramienta útil y objetiva para la evaluación de la inestabilidad del tobillo tras un esguince, facilitando la personalización de la rehabilitación. Se recomienda mejorar el diseño del soporte para optimizar su desempeño durante el movimiento y ampliar su validación clínica.
Descripción
Abstract
Ankle sprain is one of the most common and least treated musculoskeletal conditions worldwide, particularly among adolescents and young adults engaged in sports. This injury causes imbalances and alters body biomechanics, increasing instability and the risk of recurrence or more severe injuries consequences that are worsened in the absence of appropriate and personalized physiotherapy. Given its high incidence and the long-term effects of poor management, there is a need for objective tools to quantify instability and guide rehabilitation. The aim of this study was to design and test a prototype device capable of measuring and classifying the degrees of lateral ankle deviation based on foot posture types: supination, pronation, super supination, and super pronation in patients with grade II and III sprains, providing useful information for personalized physical therapy. The methodology was divided into four stages: a literature review on the biomechanics of ankle instability; detailed design of the prototype using a gyroscope/accelerometer sensor and an adjustable support; construction and integration of the measurement and support system; and experimental testing on 30 volunteers (15 with a prior diagnosis of grade II or III ankle sprain and 15 with no history of injury), under both static and dynamic conditions. The results showed that the prototype is functional for measuring lateral ankle deviation and transmitting real-time data to a mobile device, enabling the identification of foot posture types. In static tests, the system demonstrated high accuracy and revealed a predominance of pronated foot posture among volunteers with a history of sprains. However, during walking tests, technical challenges related to sensor and support movement affected result reliability. In conclusion, the developed device represents a useful and objective tool for evaluating ankle instability after a sprain, facilitating personalized rehabilitation. It is recommended to improve the design of the support structure to enhance performance during motion and to broaden clinical validation.
Palabras clave
Ligamento, Inestabilidad del tobillo, Desviación lateral del tobillo, Supinación, Pronación, Prototipo, Medición, Ángulos, Pruebas estáticas, Pruebas dinámicas, Sensor