Análisis comparativo del movimiento y la cinemática de la articulación de la rodilla mediante técnicas de simulación

Abstract

La Organización Mundial de la Salud informa que 30 millones de personas en todo el mundo necesitan prótesis y ortesis. Informes del Consejo Nacional para la Igualdad de Discapacidades de Ecuador (CONADIS) también indican que hay 221.913 personas con discapacidad. Esta alta demanda ha sido difícil de satisfacer, principalmente debido al elevado costo de estos dispositivos. La disponibilidad local suele estar limitada a un conjunto reducido de configuraciones de tamaño y peso, lo que obliga al paciente a conformarse con una opción subóptima. Este artículo analiza la cinemática de la articulación de la rodilla, basándose tanto en patrones de marcha humana según las normas ISO 14243-1:2009 y ASTM F3141:2017, como en resultados experimentales calculados por nuestro grupo de investigación, obtenidos mediante técnicas de videogrametría 3D integradas con dos plataformas de fuerza. Se compararon las cinemáticas obtenidas de los mecanismos de articulación de rodilla OSSUR2000 y Streifeneder 3A20. Para este estudio, se utilizaron las herramientas de cinemática y simulación de movimiento de SolidWorks, junto con tecnología de escaneo 3D, para obtener la geometría de estos mecanismos. Tras su análisis y comparación, el diseño básico del mecanismo de la articulación de la rodilla se caracteriza por su flexibilidad para adaptarse a diferentes configuraciones. El análisis de elementos finitos (AEF) es fundamental para determinar el factor de seguridad antes de realizar pruebas en pacientes. Las condiciones de contorno se consideran parámetros de la población objetivo. En cada caso, se ajusta el factor de seguridad del diseño y, posteriormente, se procede a la fabricación.