Análisis de la marcha: evaluación de un exoesqueleto aplicado a la marcha asistida

La marcha humana es el mecanismo de locomoción por el cual el cuerpo humano se traslada en línea recta gracias a una serie de movimientos coordinados de la pelvis y de las articulaciones del miembro inferior. Frecuentemente se encuentra influenciada por factores biomecánicos, anatómicos o patologías del sistema neuromusculoesquelético que modifican la forma de caminar de cada individuo. La lesión de médula espinal es una de las patologías que afectan el desarrollo normal de los patrones de la marcha por alteración de la movilidad, de la sensibilidad o del sistema nervioso autónomo. Aunque la lesión medular afecta otras funciones, además de la pérdida de función motora y sensorial, la recuperación de la capacidad de caminar es la mayor prioridad identificada por los pacientes durante la rehabilitación. Por ello, el desarrollo de dispositivos que faciliten la rehabilitación o compensación de la marcha es uno de los principales objetivos de diferentes grupos de investigación y empresas. En el contexto del proyecto Hybrid Technological Platform for Rehabilitation, Functional Compensation and Training of Gait in Spinal Cord Injury Patients se ha desarrollado un dispositivo que combina una órtesis activa (exoesqueleto) y un andador motorizado. Este sistema, como otros dispositivos, tiene el movimiento humano como estándar de referencia, no obstante no se evalúa de manera habitual, cómo es el patrón de la marcha reproducido y su similitud o diferencias con la marcha humana, o las modificaciones o adaptaciones en la interacción con el cuerpo del paciente. El presente estudio trata de examinar las características de la marcha normal en diversos grupos de población, y las diferencias con el patrón de marcha lenta. Finalmente, se pretende evaluar qué modificaciones y adaptaciones sufre el patrón de marcha lenta teórico al ser reproducido por el exoesqueleto. La presente investigación consiste en un estudio cuantitativo transversal desarrollado en dos etapas: estudio 1 y estudio 2. En el estudio 1 se analizó el patrón de la marcha a velocidad libremente seleccionada (normal) y el patrón de la marcha a velocidad lenta (0.25m/s) en 62 sujetos distribuidos en grupos considerando el sexo y los percentiles 25, 50 y 75 de estatura de la población española. Durante el estudio 2 se analizó el patrón de la marcha lenta reproducido por el dispositivo Hybrid a diferentes porcentajes de peso corporal (30%, 50% y 70%) en diez sujetos seleccionados aleatoriamente de la muestra del estudio 1. En ambos estudios se obtuvieron variables espacio-temporales y cinemáticas mediante un sistema de captura de movimiento con 6 cámaras distribuidas a lo largo de un pasillo de marcha. Se calcularon las medias, las desviaciones estándar y el 95% de intervalo de confianza, y el nivel alfa de significación se estableció en α=0.05 para todas las pruebas estadísticas. Las principales diferencias en el patrón normal de la marcha se encontraron en los parámetros cinemáticos de hombres y mujeres, aunque también se presentaron diferencias entre los grupos en función de la estatura. Las mujeres mostraron mayor flexión de cadera y rodilla, y mayor extensión de tobillo que los hombres durante el ciclo normal, aunque la basculación lateral de la pelvis, mayor en las mujeres, y el desplazamiento lateral del centro de gravedad, mayor en los hombres, fueron los parámetros identificados como principales discriminantes entre sexos. La disminución de la velocidad de la marcha mostró similares adaptaciones y modificaciones en hombres y en mujeres, presentándose un aumento de la fase de apoyo y una disminución de la fase de oscilación, un retraso de los máximos y mínimos de flexoextensión de cadera, rodilla y tobillo, y una disminución del rango articular en las tres articulaciones. Asimismo, la basculación lateral de la pelvis y el movimiento vertical del centro de gravedad disminuyeron, mientras que el movimiento lateral del centro de gravedad y el ancho de paso aumentaron. Durante la evaluación del patrón de la marcha reproducido por el exoesqueleto se observó que las tres articulaciones del miembro inferior disminuían el rango de movimiento por la falta de fuerza de los motores para contrarrestar el peso corporal, incluso con un 70% de descarga de peso. Además, la transferencia de peso se encontró limitada por la falta de movimiento de la pelvis en el plano frontal y se sustituyó por un aumento de la inclinación del tronco y, por tanto, del movimiento lateral del centro de gravedad. Este hecho, junto al aumento del desplazamiento vertical del centro de gravedad, hizo del patrón de la marcha reproducido por el exoesqueleto un movimiento poco eficiente. En conclusión, se establecen patrones de marcha normal diferenciados por sexos, siendo la basculación lateral de la pelvis y el movimiento lateral del centro de gravedad los parámetros discriminantes más característicos entre sexos. Comparando la marcha a velocidad libremente seleccionada y la velocidad lenta, se concluye que ambos sexos utilizan estrategias similares para adaptar el patrón de la marcha a una velocidad lenta y se mantienen las características diferenciadoras entre hombres y mujeres. En relación a la evaluación del dispositivo Hybrid, se deduce que la falta de movimiento lateral de la pelvis condiciona la transferencia de peso y el aumento del rango de movimiento del centro de gravedad y, en consecuencia, tiene como resultado un patrón de la marcha poco eficiente. Este patrón no resultaría indicado para los procesos de rehabilitación o recuperación de la marcha, aunque podría considerarse adecuado para la compensación funcional de la bipedestación y la locomoción. ABSTRACT The human walking is a means of moving body forward using a repetitious and coordinated sequence of pelvis and lower limb motions. It is frequently influenced by biomechanical and anatomical factors or by musculoskeletal pathologies which modify the way of walking. The spinal injury is one of those pathologies which affect the normal pattern of walking, due to the alteration of the mobility, the sensory or the autonomic nervous system. Although the spinal injury affects many other body functions, apart from the motor and sensory ones, the main priority for patients is to recover the ability of walking. Consequently, the main objective of many research groups and private companies is the development of rehabilitation and compensation devices for walking. In this context, the Hybrid Technological Platform for Rehabilitation, Functional Compensation and Training of Gait in Spinal Cord Injury Patients project has developed a device which integrates an exoskeleton and a motorized smart walker. This system, as other similar devices, has the human movement as standard reference. Nevertheless, these devices are not usually evaluated on the way they reproduce the normal human pattern or on the modifications and in the interactions with the patient’s body. The aim of the present study is to examine the normal walking characteristics, to analyze the differences between self-selected and low speed walking patterns, and to evaluate the modifications and adaptations of walking pattern when it is reproduced by the exoskeleton. The present research is a quantitative cross-sectional study carried out in two phases: study 1 and study 2. During the study 1, the self-selected and the low speed (0.25m/s) walking patterns were analyzed in sixty-two people distributed in groups, according to sex and 25th, 50th and 75th percentiles of height for Spanish population. The study 2 analyzed the low speed walking pattern reproduced by the Hybrid system in three conditions: 30%, 50% and 70% of body weight support. To do this, ten subjects were randomly selected and analyzed from the people of study 1. An optoelectronic system with six cameras was used to obtain spatial, temporal and kinematic parameters in both studies. Means, standard deviations and 95% confidence intervals of the study were calculated. The alpha level of significance was set at α=0.05 for all statistical tests. The main differences in normal gait pattern were found in kinematic parameters between men and women. The hip and the knee were more flexed and the ankle plantar flexion was higher in women than in men during normal gait cycle. Although the greater pelvic obliquity of women and the higher lateral movement of center of gravity of men were the most relevant discriminators between male and female gait patterns. Comparing self-selected and low speed walking patterns, both sexes showed similar adaptations and modifications. At low speed walking, men and women increased the stance phase ratio and decreased the swing phase ratio. The maximum and minimum peak flexion of hip, knee and ankle appeared after and the range of motion of them decreased during low speed walking. Furthermore, the pelvic obliquity and the vertical movement of the center of gravity decreased, whereas the lateral movement of center of gravity and step width increased. Evaluating the gait pattern reproduced by the exoskeleton, a decrease of lower limb range of motion was observed. This was probably due to the lack of strength of the engines, which were not able to control the body weight, even with the 70% supported. Moreover, the weight transfer from one limb to the contralateral side was restricted due to the lack of pelvis obliquity. This movement deficiency was replaced by the lateral torso sway and, consequently, the increase of lateral movement of the center of gravity. This fact, as well as the increase of the vertical displacement of the center of gravity, made inefficient the gait pattern reproduced by the exoskeleton. In conclusion, different gait patterns of both sexes have been determined, being pelvis obliquity and lateral movement of center of gravity the most relevant discriminators between male and female gait patterns. Comparing self-selected and low speed walking patterns, it was concluded that both sexes use similar strategies for adapting the gait pattern to a low speed, and therefore, the differentiating characteristics of normal gait are maintained. Regarding the Hybrid system evaluation, it was determined that the gait pattern reproduced by the exoskeleton is inefficient. This was due to the lack of pelvis obliquity and the increase of the center of gravity displacement. Consequently, whereas the walking pattern reproduced by the exoskeleton would not be appropriated for the rehabilitation process, it could be considered suitable for functional compensation of walking and standing.

Herramienta de interacción persona-ordenador para la operación de vehículos aéreos no tripulados

En la presente memoria se describe el trabajo de diseño de una herramienta de interacción persona-ordenador (HMI) para la operación y supervisión de vehículos aéreos no tripulados (UAV). En primer lugar se hace una introducción a los tipos de UAVs y aplicaciones más comunes, describiendo sus características técnicas y los componentes que integra en el sistema. Mediante la revisión y análisis de los diferentes niveles de autonomía y las diferentes soluciones de presentación existentes en el mercado, se identifican los modos de operación y componentes principales de la interfaz. A continuación se describe el diseño final del software de la interfaz y el proceso de desarrollo de la misma, para ello se hace un análisis previo del software robótico sobre el que opera el sistema abordo del UAV y se establecen los enlaces de comunicación entre cada uno de los componentes y los requisitos de integración con el sistema. Finalmente, se muestran las pruebas que se han realizado para validar la construcción de la herramienta. This report outlines the design and construction of a human-machine interface (HMI), designed to facilitate the supervision and operation with unmanned aerial vehicles (UAV). First, it is described an introduction to UAVs classification and application fields, reviewing the hardware features and software integration components. In order to define the basic components and operation modes in the general design, a brief review of the different presentation solutions and autonomous levels is described. As a result, it is presented the final software design, the components details and the system integration requirements. Finally, it is also concluded with some of the tests that have been conducted to validate the design and construction of the human-machine interface

El ordenador en la enseñanza y la enseñanza del ordenador

Trabajo presentado al I Congreso Hispano-Luso de Informática, celebrado en noviembre de 1971, en el que se aborda cómo debería ser la enseñanza de la informática a nivel universitario.

O ordenador de despesas e a Lei de responsabilidade fiscal

Inclui notas explicativas, bibliográficas e bibliografia

Detección de eventos adversos en cirugía general mediante la aplicación de la metodología "trigger tool"

Desde la publicación del trabajo de Brenan, Harvard Medical Practice Study, en los años 90, el estudio de los eventos adversos (EA) se ha convertido en objetivo fundamental de los sistemas sanitarios. Este estudio surgió con el objetivo de identificar los motivos del enorme gasto económico que suponían los procesos judiciales y las indemnizaciones derivadas de la asistencia sanitaria y en el se constató que el 3,7% de los ingresos hospitalarios sufrieron al menos un EA. El informe publicado por “The Institute of Medicine” en el año 1999 estimó que en Estados Unidos, aproximadamente 1 millón de pacientes padecían algún tipo de EA, y que el 7 % de estos EA podrían producir la muerte del paciente. Entre 44.000 y 98.000 pacientes morían como consecuencia de los EA. Hasta la actualidad decenas de trabajos con metodología similar al de Brenan se han llevado a cabo en diversos países. Sin embargo las motivaciones de los estudios posteriores, que se orientaban a la mejora de calidad más que la búsqueda de responsabilidades legales, dejaron de manifiesto que alrededor de un 10 % de las pacientes asistidos en hospitales sufrían algún EA...

Respuesta inflamatoria local secundaria a la ventilación unipulmonar en un modelo experimental de cirugía torácica. Efecto modulador del sevoflurano

El daño pulmonar agudo secundario a la cirugía de resección pulmonar (CRP) afecta en torno al 3-4% de los pacientes sometidos a este procedimiento. A pesar de no resultar una entidad excesivamente frecuente, condiciona en gran medida el pronóstico de los pacientes sometidos a estas técnicas quirúrgicos, resultando la principal causa de mortalidad. En la etiopatogenia de esta entidad clínica intervienen distintos factores como son la ventilación mecánica, la ventilación unipulmonar (OLV), los procesos de isquemia-reperfusión y la manipulación quirúrgica asociada al procedimiento. Estos factores colaboran de forma intercurrente a desencadenar una respuesta inflamatoria secundaria que lesiona el epitelio y endotelio alveolar, ocasionando una alteración de la permeabilidad de la barrera alveolocapilar, y la consiguiente formación de edema en los espacios alveolares. Hace años que se conoce que la ventilación mecánica puede provocar lesiones tisulares y edema pulmonar no cardiogénico en pulmones sanos, derivado de una respuesta inflamatoria secundaria a los distintos estímulos que condiciona la ventilación mecánica. En los procedimientos de CRP, la OLV del pulmón declive (o dependiente) implica una especial agresión al pulmón, con mayor posibilidad de lesión por volumen y presión...

Los libros de texto de química destinados a estudiantes de medicina y cirugía en España (1788-1845)

Este trabajo forma parte de en un proyecto de investigación sobre la farmacología en la sociedad española del siglo XIX, en particular, acerca del papel de las prácticas y los conocimientos químicos en la transición de la materia médica a la farmacología experimental. Dentro de ese esquema general, el objeto de este artículo es el estudio de los libros de texto destinados a los estudiantes de medicina y de cirugía durante los años finales del siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX. Se trata de establecer las coordenadas institucionales generales dentro de las cuales fueron escritas, publicadas y leídas estas obras. El estudio arranca en 1788, fecha alrededor de la cual aparecieron numerosos libros de texto de química, entre los que figuran varias traducciones francesas y el «Curso de química» de Pedro Gutiérrez Bueno. Tras señalar la importancia de las obras de Antoine Fourcroy, se estudia la polémica acerca de las aplicaciones de la química en medicina a través de un texto de Juan Manuel de Aréjula. A continuación, se describen las principales instituciones de enseñanza de la medicina y la cirugía en las que se impartieron clases de química, con especial atención a los programas y a los libros que se publicaron para estas clases. El artículo finaliza en 1845, fecha de la reforma de planes de estudios de José Pidal.

Adaptación de lente de contacto cosmética en un caso de midriasis máxima irrefléxica y estrabismo tras cirugía complicada de cataratas

Se presenta un caso clínico con solución de lente de contacto cosmética para una paciente con midriasis máxima irrefléxica provocada por una complicación en cirugía de cataratas. El caso se complica al tener la paciente, además, una endo e hipertropía en ojo izquierdo (OI). Se realiza un estudio optométrico y contactológico en profundidad para establecer la idoneidad del tratamiento elegido y la solución propuesta y aceptada, que es la de adaptar una LC de material biocompatible y trabajada artesanalmente. Con ella se consigue un resultado muy natural y nos aseguramos que el material respeta por completo la fisiología del ojo. Después de una serie de pruebas adaptativas se consigue dotar a la paciente de la comodidad y similitud facial inicialmente consideradas en la primera visita, quedando así subsanada estéticamente esta atrofia ocular inicial.

Alteraciones oculares y visuales en personas que trabajan con ordenador y son usuarias de lentes de contacto: una revisión bibliográfica

Fundamentos: El elevado número de personas que trabajando con ordenador utiliza lentes de contacto plantea la cuestión sobre si la suma de estos dos factores de riesgo para la salud visual puede originar un agravamiento del Síndrome Visual Informático. El objetivo de esta revisión es sintetizar el conocimiento científico sobre las alteraciones oculares y visuales relacionadas con la exposición a ordenador en usuarios de lentes de contacto. Métodos: Revisión de artículos científicos (2003-2013) en español e inglés, realizando una búsqueda bibliográfica, en Medline a través de PubMed y en Scopus. Resultados: La búsqueda inicial aportó 114 trabajos, después de aplicar criterios de inclusión/exclusión se incluyeron seis artículos. Todos ellos ponen de manifiesto que las alteraciones al utilizar el ordenador son más frecuentes en las personas usuarias de lentes de contacto, con prevalencias que oscilan de 95,0% al 16,9% que en las que no utilizan lentes de contacto, cuya prevalencia va del 57,5% al 9,9% y con una probabilidad cuatro veces mayor de padecer ojo seco [OR: 4,07 (IC 95%: 3,52-4,71)]. Conclusiones: Las personas usuarias de ordenador padecen más alteraciones oculares y visuales cuando además son usuarias de lentes de contacto, pero los estudios son escasos y poco contundentes. Se precisan nuevas investigaciones que analicen la influencia según los tipos de lentes y sus condiciones de uso, tanto en la sintomatología como en la calidad de la lágrima y la superficie ocular. Las lentes de hidrogel de silicona son las que se asocian a mayor confort.

Adaptación de lente de contacto híbrida de geometría inversa en córnea con extrema irregularidad tras cirugía LASIK fallida

Actualmente, la adaptación de lentes de contacto nos ofrece una buena solución óptica para anisometropías, ya que se consigue igualar el tamaño de las imágenes retinianas, astigmatismos irregulares, consiguiendo regularizar la superficie corneal anterior, en miopías medias y elevadas, porque se logra un mayor tamaño de imagen retiniana respecto a la lente oftálmica, en casos de hipermetropías altas o afaquias, al conseguir un aumento del campo visual, y en nistagmus, ya que la lente acompaña al movimiento del ojo. A continuación, presentamos un caso de rehabilitación visual completa con la adaptación de una lente de contacto híbrida de geometría inversa en una córnea operada de cirugía LASIK miópica fallida, que tuvo como consecuencia una inducción muy significativa de irregularidad corneal.

Lente de contacto híbrida de geometría inversa en córnea irregular con presencia de isla central tras cirugía LASIK

La lente híbrida de geometría inversa PS ofrece una mejoría de la calidad visual en pacientes con córneas irregulares tras cirugía refractiva miópica, mostrándose como una excelente opción en aquellos casos en que el insuficiente lecho corneal imposibilita retratamientos posteriores.

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