Ingeniería en Biomédica Cátedra Abierta

1. Ingeniería en Biomédica Cátedra Abierta Biomecánica: Una Aplicación de la Física, Fisiología y la Matemática Lisandro José Puglisi Junio 2007

2. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Temario Biomecánica Biomecánica Aplicada Análisis de la Marcha Diseño de Ortesis Dinámica Potenciada

3. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Biomecánica • Relaciones entre los tejidos y órganos del cuerpo y sus tensiones mecánicas (Benno Kummer, 1971) • Conocimiento del papel que juegan las fuerzas mecánicas que producen movimientos, su soporte autonómico, iniciación neurológica, control integrado y percepción, así como su diseño central (Consejo Internacional del Deporte y Ed. Física. UNESCO, 1971) • Estudio del cuerpo humano como un sistema bajo dos conjuntos de leyes: las leyes de la Mecánica Newtoniana y las leyes Biológicas (Comité de la Asociación Americana de Ing. Mecánica 1978) • Conjunto de conocimientos interdisciplinarios generados a partir de utilizar con el apoyo de otras ciencias biomédicas, los conocimientos de la mecánica y distintas tecnologías en: • el estudio del comportamiento de los sistemas biológicos y, en particular del cuerpo humano • Resolver los problemas que le provocan las distintas condiciones a las que puede ser sometido. (IBV, 1992)

4. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Biomecánica Biomecánica Fisiología Física Matemáticas

5. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi ¿Donde encontramos Biomecánica?

6. Marcha: Serie de movimientos cíclicos, sincronizados de las extremidades y del tronco que generan un desplazamiento hacia adelante del centro de gravedad. Ciclo de la Marcha Apoyo Medio Apoyo Plantar Balanceo Medio Despegue del pie Elevación del Talón Contacto Talón-Suelo Contacto Talón-Suelo Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Análisis de la Marcha Fase de Apoyo Fase de Balanceo Aceptación del peso Despegue del Pie Desaceleración Aceleración Apoyo Medio

7. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Sistema de Medición

8. f Y2 Y1 X1 X2 Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Reconstrucción

9. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Ángulos de Ataque y Reconstrucción

10. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Patología del Pie Caído ‘ Pie Caído (Foot Drop) ' es un término general que describe la falta de capacidad de levantar el pie sobre el tobillo. Esto imposibilita a la persona desarrollar una marcha normal. Una de las causas mas frecuentes, es la lesión del nervio que inerva al músculo peroneo.

11. Fuerzas actuantes durante la marcha normal sobre el pie y el tobillo Ex P Fl P P Fl Pp Pp Pp Pp N N N Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Fuerzas actuantes Contacto Talón-Suelo Elevación Talón Apoyo Plantar Balanceo

12. Fase de Balanceo e e b c b d Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Fuerzas actuantes Patología Drop Foot Ex + Fl = m * a + Pp Exl * sene * e + Fl * senb * b = I *h + Pp * send * c

13. Ankle Contracture Boot Posterior Leaf Splint Swede-O Arch Lok Single Swedish Ankle Foot Orthotic Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Ortesis Pasivas

14. Ferris-Czerniecki-Hannaford,2005 May Control EMG TA,Sóleo. Blaya-Herr, March 2004. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Ortesis Dinámicas

15. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Puntos Críticos en el Diseño de un Ortesis Puntos Críticos en el Diseño de una Ortesis Peso y Tamaño (materiales) Sin elementos externos Tamaño Comodidad e impacto psicológico Características de los Actuadores Sonidos Energía Señales EMG, EEG Señales de Control Señales de Sensores De Tiempo Real Algoritmos de Control Funciones basado en la Experiencia Control Adaptativo Tiempo de Aprendizaje

16. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Diseño del Lab. de Biomecánica Lectura de Sensores EEG EMG Marcha Normal Corrección para evitar lesiones Control Sistema Adaptativo Sistema Adaptativo y Predictivo Restricciones por SW Aprendizaje o Entrenamiento Instrumentos : ORTEST Copiando el Movimiento del otro pie a partir de sensores. Sensores EEG EMG Decisión Acción

17. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Diseño del Laboratorio de Biomecánica Diseño CAD Tres actuadores: • Emulando Triceps Sural • Emulando Tibial Anterior • Emulando Peroneo Anterior ¿Anillos de Agarre? Sensores • Localización del Pie: Acelerómetro 3D • Orientación del Pie: Acelerómetro 3D • Corrección de pisada: Plantilla de Presión

18. Ingeniería Biomédica - Cátedra Abierta 2007 Lisandro J. Puglisi Conclusiones • Biomecánica = Física + Fisología • La matemática es una herramienta: No hay que tenerle miedo!!!! • Con un adecuado criterio se pueden resolver grandes problemas

19. Gracias por su Atención