Resumen de Un enfoque de redes neuronales para la alineación de prótesis transtibiales

Lely A. Luengas C., Luis Felipe Wanumen, Esperanza Camargo Casallas

• español

  Introducción: La presencia de enfermedades o alteraciones musculo-esqueléticas, así como trauma por accidentes tienen como posible consecuencia amputaciones, en Colombia se adiciona como causa el conflicto armado, ya que ha generado un grupo poblacional con discapacidad debido a los artefactos explosivos no identificados, donde amputaciones en extremidades inferiores son altamente frecuentes. La prótesis se emplea para que el amputado pueda adaptarse a su condición y reincorporarse en las actividades cotidianas, su uso se da luego de la alineación de la prótesis. La alineación tiende a ser un proceso subjetivo, donde el conocimiento y la práctica son esenciales en el momento de realizarla, no se tienen sistemas que reconozcan el impacto de este proceso sobre variables biomecánicas del sujeto con amputación. Por ello se propuso realizar una red neuronal que muestre la incidencia de la variación angular del socket de la prótesis en rangos articulares, la disposición de peso corporal y el centro de presión.

  Método:  Se realizó un estudio descriptivo donde el socket de la prótesis de un amputado transtibial se colocó en siete posiciones angulares diferentes, en cada posición se midieron parámetros biomecánicos, con estos datos se programó una red neuronal de regresión generalizada (GRNN) para predecir datos biomecánicos a partir de la ubicación del socket y se generó una interfaz gráfica para visualizar los cambios de los parámetros.

  Resultados: La red neuronal permitió predecir el comportamiento de los ángulos de cadera, rodilla y tobillo, la ubicación del centro de presión y el peso corporal soportado tanto en ipsilateral (amputado) como en contralateral (no amputado); y en la interfaz gráfica se pudo mostrar la afectación.

  Conclusión: El uso de herramientas tecnológicas permite construir sistemas de apoyo al personal médico, en este caso al protesista, con el fin de hacer mejoras en el procedimiento de ajuste de la prótesis en los sujetos con amputación transtibial.

• English

  Introduction: The presence of diseases or musculoskeletal alterations, as well as trauma due to accidents have as a possible consequence amputation, in Colombia the armed conflict is added as a cause, since it has generated a population group with disabilities due to landmines, amputation being predominant in lower limb. The prosthesis is used so that the amputee can adapt to their condition and rejoin their daily activities, its use occurs after the alignment of the prosthesis. The alignment tends to be a subjective process, where knowledge and practice are essential at the time of carrying it out; there are no systems that allow knowing the affectation of the alignment on biomechanical variables of the amputee. For this reason, it was proposed to create a neural network that shows the incidence of the angular variation of the socket of the prosthesis in joint ranges, the distribution of body weight and the center of pressure.

  Method: A descriptive study was carried out where the socket of the prosthesis of a transtibial amputee was placed in seven different angular positions, in each position biomechanical parameters were measured, with these data a generalized regression neural network (GRNN) was programmed to predict data biomechanics from the socket location and a graphical interface was generated to view the parameter changes.

  Results: The neural network allowed predicting the behavior of the hip, knee and ankle angles, the location of the pressure center and the body weight supported both ipsilaterally (amputee) and contralaterally (non amputee); and in the graphical interface the affectation could be shown.

  Conclusion: The use of technological tools allows the construction of support systems for medical personnel, in this case the prosthetist, to improve the rehabilitation process of a person with a transtibial prosthesis.