Diseño e implementación de la instrumentación para la caracterización de la biomecánica de la extremidad inferior en sujetos sanos

Abstract

La biomecánica estudia el movimiento del cuerpo humano y las fuerzas que actúan sobre el mismo. Analiza la respuesta que tiene el organismo vivo cuando el cuerpo humano se somete a cualquier actividad, por ejemplo la más simple que consiste en ir de un lado a otro. Esta investigación tiene como objetivo diseñar e implementar un dispositivo portable, no invasivo y de bajo costo que permita adquirir información útil para la caracterización de la biomecánica de la extremidad inferior. El desarrollo de este estudio contempla: el diseño e implementación del hardware para la adquisición de las contracciones musculares a través de señales electromiográficas; registro de los ángulos de flexión en X, Y, Z de las articulaciones de la extremidad inferior por medio de sensores inerciales; y por último la adquisición de la fuerza ejercida por la pisada del pie mediante el diseño e implementación de una plantilla instrumentada. Estos tres sistemas en conjunto forman el dispositivo biomecánico, que permite la adquisición simultánea y sincronizada de todas las señales. Adicionalmente, almacena la información en una memoria extraíble, la cual puede ser visualizada de forma gráfica en una Interfaz Hombre-Máquina (HMI) de manera offline. Para validar el correcto funcionamiento del dispositivo se realiza cuatro repeticiones de sentadillas con duración de 1 minuto cada una e intervalos de descanso de 1 minuto. Con la información registrada se calcula parámetros estadísticos con el fin de analizar la fatiga muscular al inicio y final del ejercicio.