Neuromusculoskeletal human multibody models for the gait of healthy and spinal-cord-injured subjects

Resumen

Los lesionados medulares con alguna capacidad de actuaci on en cadera pero con poca o nula capacidad de actuaci on en rodilla y tobillo, pueden en muchos casos caminar con la ayuda de ortesis de rodilla-tobillo-pie y muletas. Sin embargo, dado que las rodillas se mantienen extendidas en todo momento, incluso durante la fase de balanceo, la marcha resulta muy inc omoda, pues la cadera debe levantarse para permitir el balanceo de la pierna, lo que conlleva un alto coste energ etico que hace aparecer la fatiga r apidamente. Adem as, el uso de muletas produce cargas elevadas en algunas articulaciones, especialmente en los hombros, lo que puede generar lesiones a largo plazo. El resultado es que muchos pacientes pre eren usar la silla de ruedas, perdiendo as los bene cios de caminar para su rehabilitaci on y para su estado de salud general. Para paliar estos problemas, se han propuesto ortesis activas que detectan la intenci on de dar el paso y lanzan un ciclo de exi on-extensi on de rodilla, aproximando as la marcha normal, lo que puede hacer la marcha m as c omoda y aumentar las posibilidades reales de caminar para los usuarios. Algunas magnitudes, como las reacciones en las articulaciones o el coste energ etico, pueden servir como indicadores para evaluar el efecto de los dispositivos de asistencia en un usuario espec co y, por lo tanto, la probabilidad de su uso real a largo plazo. El uso combinado de la captura de movimiento-fuerza-EMG y los modelos neuromusculoesquel eticos personalizados permite estimar las magnitudes mencionadas, sin la necesidad de largas y agotadoras pruebas experimentales que dif cilmente podr an afrontar estos pacientes. Por lo tanto, el presente trabajo est a dedicado, por un lado, a revisar, seleccionar, adaptar, mejorar y/o desarrollar, y validar, todos los m etodos y herramientas necesarios que se requieren para este prop osito: (i) modelos m usculoesquel eticos personalizados; (ii) m etodos de an alisis a nivel esquel etico y musculoesquel etico; (iii) m etodos de estimaci on de coste energ etico. Y, por otro lado, a aplicarlos a dos lesionados medulares, bilateral y unilateral, respectivamente, y a comparar una nueva ortesis activa con una pasiva convencional. Los resultados muestran que la evaluaci on del impacto del dispositivo a trav es de los indicadores mencionados es efectiva, y que el nuevo sistema activo facilita ciertamente caminar a los usuarios.