miembro superior
III. 8 Cinética del miembro superior
El análisis cinético del miembro superior humano busca relacionar los desplazamientos, velocidades, aceleraciones y pares. Este análisis hace referencia a la formulación matemática de las ecuaciones que definen el movimiento del miembro. El modelo dinámico del miembro superior se puede obtener empleando leyes físicas conocidas, tales como son las descritas en la mecánica newtoniana o lagrangiana [III.2].
Este trabajo se enfoca en la rehabilitación de la extremidad superior, por lo tanto, es necesario conocer el peso de total así como de cada sección con la finalidad de que estos datos se utilicen en el diseño. Sin embargo, debido a las distintas razas y grupos étnicos que conforman la población mexicana, es difícil considerar un fenotipo estándar, por ello, basándose en estudios ya realizados para determinar el peso de los segmentos corporales de acuerdo a como se muestra en la Tabla III.1 Para suplir el estándar de las medidas de los individuos y considerando un percentíl 50 que está dado por las tablas antropométricas de la Organización Mundial de la Salud para personas de
Latinoamérica como se muestra en la Tabla III.2 [III.19] se podría considerar como el estándar a seguir.
Tabla III.1.- Peso segmentario/relaciones de peso corporal de varios estudios [III.18]
Fuente Braune % Dempster % Dempster (Ajustado) % Clauser % Cabeza 7.0 7.9 8.1 7.3 Tronco 46.1 48.6 49.7 50.7 Brazo 3.3 2.7 2.8 2.6 Antebrazo 2.1 1.6 1.6 1.6 Mano 0.8 0.6 0.6 0.7 Miembro superior 6.2 4.9 5.0 4.9 Antebrazo y mano 2.9 2.2 2.2 2.3 Muslo 10.7 9.7 9.9 10.3 Pierna 4.8 4.5 4.6 4.3 Pie 1.7 1.4 1.4 1.5 Miembro Inferior 17.2 15.7 16.1 16.1 Pierna y pie 6.5 6.0 6.1 5.8 Suma 100.0 100.0 100.0 100.0
Tabla III.2.- Medidas estándar de un percentil 50 en Latinoamérica [III.19] Hombre Mujer Edad (Años) 34.5±11.6 40.3±12.4 Peso (Kg) 69.58±16.22 63.35±14.66 Talla (cm) 168.80±7.08 156.08±5.75 Circunferencia de brazo (cm) 28.87±3.94 29.12±4.39 Circunferencia de cintura (cm) 85.42±13.02 82.42±14.0 Pliegue de Tríceps (mm) 9.63±5.92 20.11±8.13 Pliegue de Bíceps 5.77±3.66 10.68±6.41
Pliegue subescapular (mm) 16.68±8.85 23.39±8.85 Pliegue suprailíaco (mm) 19.95±9.79 23.62±9.45 Índice de masa corporal (Kg/m2) 24.36±4.96 25.96±5.63 Porcentaje de masa corporal total 21.08±6.65 34.69±6.09
Área muscular del
brazo 51.33±11.29 35.34±8.77
Para las longitudes del miembro superior y sus regiones se tomaran los datos del percentil 5 y 90 de los datos antropométricos obtenidos por Dr. David Sánchez Monroy y publicadas en [III.20]; dichos estudios se realizaron en la Ciudad de México y Guadalajara, Jalisco con una población de entre 18 y 68, donde se obtuvieron los datos que se muestran en la Tabla III.3; en la Tabla III.4 se muestran los parámetros utilizados para poder calcular el centro de gravedad de las diferentes secciones del cuerpo humano.
Tabla III.3.- Longitudes de segmentos de la extremidad superior [III.20] Dimensiones Percentiles
5 95
Distancia codo – dedo medio (mm) 374.35 595.98
Distancia hombro – codo (mm) 290.0 400.0
Largo de mano (mm) 164.35 195.98
Longitud entre hombros (mm) 390 550
Altura del hombro en posición sentado (mm) 850 1080
Tabla III.4.- Centros de masa/relación de longitud del segmento (en porcentaje) [III.18]
Fuente Braune y Fischer Dempster Clauser y cols.
Todo el cuerpo - - 41.2
Cabeza - 43.3 46.6
Brazo 47.0 43.6 51.3 Antebrazo 42.1 43.0 39.0 Mano - 49.4 48.0 Miembro superior - - 41.3 Antebrazo y mano 47.2 67.7 62.6 Muslo 44.0 43.3 37.2 Pierna 42.0 43.3 37.1 Pie 44.4 42.9 44.9 Miembro inferior - 43.3 38.2 Pierna y pie 52.4 43.7 47.5
Los datos que se obtendrán de las tablas anteriores, solo servirán para obtener rangos máximos y mínimos de longitud de las regiones de la extremidad superior, y el peso máximo que se utilizara para considerar lo que deben mover los elementos generadores de movimiento que tendrá el dispositivo.
III.9.- Sumario
En el capítulo se muestra la Anatomía y Biomecánica del miembro superior así como algunos estudios y las formas de calcular la dinámica y cinemática, ya que todos estos datos serán fundamentales en el diseño del dispositivo. El miembro superior, está compuesto por 32 huesos cada uno, sin embargo 27 pertenecen a la muñeca y mano, y de los 5 huesos restantes, 3 comprenden la región del hombro de los cuales comparte uno con el hombro y los restantes 2 conforman el antebrazo. El número de músculos que lo componen son 42, donde algunos se comparten con el tronco y el cuello.
Para la dinámica y cinemática se debe considerar además de los grados de libertad que son 4 para el hombros 3 lineales y 1 rotacional, así 1 para el codo, sin contar el movimiento pronación supinación; las longitudes y pesos de las regiones que lo conforman, sin embargo, la existencia de múltiples razas y grupos étnicos dentro de la población mexicana, así como el aumento en fechas recientes del sobrepeso y obesidad hace difícil que se tenga un fenotipo estándar, del cual obtener parámetros necesarios para diseñar exosqueletos, prótesis y órtesis, aunado a que la mayoría de los
población mexicana no comparte muchas características, pero a fechas recientes se han empezado a desarrollar estudios en personas en Latinoamérica tal es el caso de los datos que se muestran en la Tabla III.2, con la cual se comparten más rasgos; así como de los estudios de ergonomía en personas en la Ciudad de México y Guadalajara, Jalisco, que nos ofrecen datos que se pueden considerar más cercano a un estándar para dicha región, aun así no abra cobertura al 100%.
III.10.- Referencias
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