Diseño y construcción de un prototipo de rehabilitación para mejorar la movilidad articular de lesión del manguito rotador.

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Alfredo García Reyes
hace 6 años
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1 Diseño y construcción de un prototipo de rehabilitación para mejorar la movilidad articular de lesión del manguito rotador. Laura Camila Jiménez Guzmán. lcjimenezg@unbosque.edu.co Mariana Torrente Rocha. mtorrente@unbosque.edu.co Hernando Efrain León Rodríguez Ph.D hefrainl@unbosque.edu.co

Lesión extrínseca atrapamiento- proceso inflamatorio- degenerativoruptura.

2 Ruptura del manguito rotador (Hombro). -Discapacidad -Dolor musculoesquelético (Cowan et al., 2016) Patología de tejidos blandos (Muscular) ( Cowan et al., 2016) Lesión intrínseca avascularidad (T. Supraespinoso). Lesión extrínseca atrapamiento- proceso inflamatorio- degenerativoruptura. MANGUITO DE LOS ROTADORES SANO Aguda: práctica deportiva o movimiento brusco. Crónica: rutina que conlleva tiempo. Imagen 1. Manguito de los rotadores en condición sanas (Revolution Health & Wellness, n.d.) Imagen 2. Manguito de los rotadores en condición de lesión (Howard J. Luks, MD, 2014)

3 Sexta década Deterioro progresivo. Edad (Gómez Acevedo, 2014) Actividad laboral. Exigencia a repeticiones de movimientos específicos (Síndromes de sobreuso) (Gómez Acevedo, 2014) Quinta década

REHABILITACIÓN Conjunto de métodos que tiene por finalidad la

Terapia robótica para extremidades superiores e inferiores.

4 REHABILITACIÓN Conjunto de métodos que tiene por finalidad la recuperación de una actividad o función perdida o disminuida por traumatismo o enfermedad (RAE. 2017) Terapia robótica para la movilidad (caminar). Terapia robótica para extremidades superiores e inferiores. Robots de rehabilitación personal. Prótesis y órtesis inteligentes. Robots de asistencia social (autismo, cuidado de ancianos).

No se ha demostrado 100% efectiva la recuperación funcional de todas

Ejercicios de terapia convencional ("Lesión del Manguito Rotador",

Convencionales (batería)- robótica Nuevas tecnologías.

System Universidad Harvard IEEE (Kesner et al., 2017) Imagen 3.

5 No se ha demostrado 100% efectiva la recuperación funcional de todas las lesiones del manguito rotador. Imagen 5. Ejercicios de terapia convencional ("Lesión del Manguito Rotador", 2016) Terapias. Convencionales (batería)- robótica Nuevas tecnologías. - Materiales blandos - Exponentes bio-robótica Active Soft Orthotic System Universidad Harvard IEEE (Kesner et al., 2017) Imagen 3. Exoskeleton para hombro. (Merolla, & Sicuri, 2014) Imagen 4. Efector final para mano y antebrazo.(merolla, & Sicuri, 2014) Imagen 5. Manipulador paralelo de brazo.(merolla, & Sicuri, 2014) Imagen 6. Sistema ortopédico blando activo.(kesner, S., Jentof, L., Hammond III, F., Howe, R., & Popovic, M. 2011)

6 Causas Efectos Movilidad del paciente hasta el lugar de terapia Dificultad en la autonomía del manejo de la tecnología para el paciente Tiempo y costos Difícil acceso a dispositivos de terapia Difícil acceso a terapias de rehabilitación Disminución de la calidad de vida Deficiencia en control o coordinación articular Limitación de movilidad Pérdida de fuerza Dolor o rigidez Desesperación, angustia, impotencia, miedo, posible depresión Desestabilización en aspectos físicos y psicológicos Problemas en la realización de actividades cotidianas Disminución del desempeño laboral Dificultad en la aplicación de tecnologías para la rehabilitación y movilidad articular del Manguito rotador. Existencia de tecnología sólida, robusta y de alto costo Aumento de lesiones de miembro superior Poca ergonomía Avances robóticos complejos basados en cadenas cinemáticas de enlaces rígidos Tecnológicas Costo elevado para instituciones proveedoras y prestadoras de servicio Implementos utilizados en mantenimiento de alto costo Enfermedades musculo esqueléticas Tensión brusca sobre tendón o luxación Proceso degenerativo Médicas Dolor articular Patologías del hombro Estrés por trabajo repetitivo

AVANCES CONCEPTUALES Aductor del brazo y rotación medial del húmero Aducción del brazo y rotación externa del húmero Aducción y rotación externa del brazo Imagen 7.

7 AVANCES CONCEPTUALES Aductor del brazo y rotación medial del húmero Aducción del brazo y rotación externa del húmero Aducción y rotación externa del brazo Imagen 7. Anatomía del manguito rotador ("Aliviar el dolor del Manguito Rotador", n.d.) Abducción del brazo Propiedad Transversal Hueso Cortical Tabla 1. Propiedades mecánicas del hueso.(uribe, 2017). Longitudinal Hueso Trabecular Resistencia en compresión (MPa) Resistencia en tracción (MPa) Módulo de Young ,5-34,3 0,05-0,4 Resistencia máxima de los huesos 75% inorgánica: rigidez y resistencia a la compresión. 25%orgánica: elasticidad y resistencia a tracción.

AVANCES CONCEPTUALES Biomecánica del Hombro Es una articulación tipo enartrosis, donde la cabeza

8 AVANCES CONCEPTUALES Biomecánica del Hombro Es una articulación tipo enartrosis, donde la cabeza humeral es mucho más grande y redondeada que la cara articular de la escápula (glenoides) mucho más pequeña y plana. Se sacrifica congruencia articular ósea, pasando estabilidad a los tejidos blandos y brindar movilidad. Movimiento Ángulos de movimiento A Flexión: 0º-180º Extensión: 0º-60º B Aducción: 0º-45º Abducción: 0º-180º C Flexión: 130º-5º Extensión:40º-50º D Rotación Externa 0º-40º-60º Rotación Interna: 0º-90º Tabla 2. Tipos de movimientos y ángulos de movimientos del Hombro (Donatelli, 2009).

9 AVANCES CONCEPTUALES Movimiento de flexión del hombro, forma de terapia (Tercero, 2012) Movimiento de rotación externa del hombro, forma de terapia (Castillo, 2014)

10 DISEÑO CONCEPTUAL Imagen 8. Diseño Conceptual. Vista Frontal. Jiménez, Torrente Imagen 9. Diseño Conceptual. Vista Superior. Jiménez, Torrente Imagen 10. Diseño Conceptual. Vista Lateral Derecha. Jiménez, Torrente 2017.

11 DISEÑO CONCEPTUAL Imagen 11. Diseño Conceptual. Vista Isométrica. Jiménez, Torrente Imagen 12. Diseño Conceptual. Vista Lateral Izquierda. Jiménez, Torrente 2017.

12 SISTEMA CINEMÁTICO DEL DISEÑO Imagen 13. Diseño Conceptual con ejes de referencia. Jiménez, Torrente 2017.

13 SISTEMA CINEMÁTICO DEL DISEÑO

14 SISTEMA CINEMÁTICO DEL DISEÑO Imagen 14. Diseño Conceptual con ejes de referencia. Jiménez, Torrente 2017.

15 SISTEMA DINÁMICO GENERAL : ECUACIÓN DE VELOCIDAD ENERGÍA CINÉTICA ENERGÍA POTENCIAL Imagen 15. Sistema Dinámico de un robot planar de dos grados de libertad.(vidyasagar, Hutchinson and W. Spong, n.d.)

16 SISTEMA DINÁMICO DEL DISEÑO CONCEPTUAL Imagen 16. Diseño Conceptual con ejes de referencia. Jiménez, Torrente 2017.

17 SISTEMA DINÁMICO DEL DISEÑO CONCEPTUAL Imagen 17. Diseño Conceptual con ejes de referencia. Jiménez, Torrente 2017.

18 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS Se debe tener en cuenta la resistencia de los huesos y la fuerza de los músculos para seleccionar correctamente los actuadores. El reto es minimizar el rozamiento del dispositivo (sujetadores) sobre la piel para evitar enrojecimiento en la zona. Seleccionar los sensores adecuados para realizar la correcta retroalimentación del sistema. Realizar una rutina terapéutica basada en baterías internacionales.

19 REFERENCIAS: - Aliviar el dolor del Manguito Rotador. Cirugiadelhombro.es. Retrieved 31 August 2017, from - Castillo, O. (2014). Rotacion Externa de Hombro con Liga. México: Locación Sport City Universidad. - Cowan, J., Bedi, A., Carpenter, J., Robbins, C., Gagnier, J., & Miller, B. (2016). Evaluation of American Academy of Orthopaedic Surgeons Appropriate Use Criteria for the management of full-thickness rotator cuff tears. Journal Of Shoulder And Elbow Surgery, 25(7), Donatelli, R. (2009). Sports-specific rehabilitation (1st ed.). St. Louis, Mo.: Churchill Livingstone/Elsevier. - Gómez Acevedo, J. (2014). El manguito de los rotadores. mediagraphic. Retrieved 9 July 2017, from - Kesner, S., Jentof, L., Hammond III, F., Howe, R., & Popovic, M. (2011). Design Considerations for an Active Soft Orthotic System for Shoulder Rehabilitation. Harvard Biorobotics Lab. Retrieved 2 April 2017, from - Lesión del Manguito Rotador. (2016). Rehabilita-T Neurodesarrollo y Fisioterapia. Retrieved 31 August 2017, from - Merolla, G., & Sicuri, C. (2014). Robotics in shoulder rehabilitation. PubMed Central (PMC). Retrieved 2 April 2017, from - Nordin, M., Frankel, V., & Andersson, G. (2005). Biomeca nica ba sica del sistema musculoesquele tico(p. 332). Madrid: McGraw-Hill Interamericana. - Rotator Cuff Injuries and Tears. (2014). Howard J. Luks, MD. Retrieved 9 July 2017, from - Tercero, D. (2012). Flexión del Hombro. Diego Tercero López. - Vidyasagar, M., Hutchinson, S. and W. Spong,, M. (n.d.). Robot Modeling and Control. [online] Bayanbox.ir. Available at: [Accessed 10 Nov. 2017].

20 GRACIAS! Laura Camila Jiménez Guzmán. Mariana Torrente Rocha.

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