Semana 5

Conceptos de solución

Ingeniería biomédica

“La mente es igual que un paracaidas, solo funciona si se abre”
- Albert Einstein

Marco teórico

¿Son los movimientos del tobillo suficientes?

Se ha demostrado que la acumulación de sangre en las extremidades inferiores no puede fluir de regreso al corazón solo por bombeo cardíaco. Para que la sangre salga de las piernas, la bomba del músculo de la pantorrilla es esencial [1] Los ejercicios de Buerger Allen pueden ayudar con el retorno sanguíneo puesto que los cambios de posición de las piernas con la ayuda de la gravedad permiten que la sangre fluya nuevamente y no se quede estática y acumulada en las extremidades inferiores (estasis venosa). De la misma forma, la estimulación eléctrica ha demostrado ser efectiva puesto que se aplica mediante electrodos de superficie a los músculos de las extremidades inferiores ocasionando su contracción y generando un mejor flujo de retorno sanguíneo [2].

Se ha realizado un estudio con el objetivo de Investigar los efectos terapéuticos de combinar la estimulación eléctrica (ES) con la dorsiflexión activa del tobillo, donde se demostró que la ES repetida con movimientos volitivos del tobillo puede disminuir la espasticidad dinámica del tobillo y aumentar de manera eficaz la circulación sanguínea. [3] Por tanto, podemos concluir que individualmente los métodos de ES y los ejercicios de Buerger Allen son eficaces, pero en combinación, la eficacia del retorno sanguíneo tiende a ser mayor. Delimitando el caso al paciente tetraplégico, se hace evidente la necesidad de complementar la automaticidad de los movimientos de plantarflexión y dorsiflexión con la estimulación muscular eléctrica. El caudal sanguíneo aumentará si es que se colocan electrodos superficiales que ocasionen contracciones musculares en sincronía con la dorsiflexíon y plantarflexión.

¿Qué queremos lograr?

Automatización de los movimientos de plantarflexión y dorsiflexión característicos de la 3ra fase de los ejercicios de Buerger Allen

Aplicando la norma VDI225

Entradas y Salidas

Entradas
Energía: Referida a la fuente que energizará al sistema para realizar los estímulos. Esta puede ser eléctrica, mecánica, entre otras
Señales: La información electrónica que se utilizará para establecer conexiones entre el controlador, los sensores y los actuadores
Pantorilla: Específicamente, en la tibial anterior, el peroneo lateral largo y/o el soleo, la cual recibirá un estímulo
Tobillo: Referido a la ubicación anatómica donde se dará el estímulo
Salidas
Energía: Referida a la energía disipada por el sistema, que podría ser ruido o calor
Dorisflexión y plantarflexión: Referido al cambio de posición o movimiento del tobillo a partir de un estímulo mecánico
Contracción muscular: Referido a la tensión y relajación que experimentará la pantorilla a partir de un estímulo eléctrico o neumático

Delimitación de funciones

Esquema de funciones

Energizar: Permite alimentar al sistema mediante la fuente de energía
Posicionar: Permite corregir la posición de la pierna y el tobillo a la posición adecuada para realizar el movimiento, y mantenerla hasta que termine de actuar el sistema
Ajustar: Permite ajustar el sistema sobre la pierna (tobillo y pantorilla). Debe evitar ser rugoso para evitar lesiones en la piel
Accionar: Permite la apertura o cierre del flujo de energía que recibe el sistema
Calibrar: Permite el cálculo del ángulo de flexión dorsal máximo y flexión plantar máximo. Con dichos datos, se regula la amplitud máxima de la rotación del sistema
Controlar: Unidad de control del sistema. Permite procesar las entradas (sensores) y salidas (actuadores) del sistema.
Estimular: Implica la ejecución del movimiento del tobillo y la generación de un estímulo para la contracción de los músculos de la pantorilla.