Actuadores.
Estudios en biomecánica han identificado las características generales de los momentos de dorsiflexión y plantiflexión en cada una de las fases de la marcha normal, lo cual permite analizar las fuerzas asociadas a dichos momentos, y estimar las necesidades mecánicas de diferentes patologías.
De forma particular, la patología de pie caído no afecta la plantiflexión del pie, por lo que no es necesario un sistema de ayuda para la fase de despegue. Sin embargo, justo en el momento de despegue es necesaria una fuerza que facilite la dorsiflexión, por lo cual los cálculos se realizan con base en este parámetro y teniendo en cuenta el pie en condiciones de balanceo.
Considerando esta condición, se identifica el punto de inserción de los tendones que transmiten la fuerza muscular correspondiente a la dorsiflexión (Principalmente músculo peroneo largo y su tendón), en oposición al músculo y tendón encargados de la plantiflexión (Gastronemios y tendón de aquiles).
Bajo la consideración de la lesión del nervio peroneo (correspondiente al músculo peroneo y su tendón), se identifica la necesidad de realizar una fuerza Fb flexora en la dirección en la que la debería realizar el tendón peroneo como lo indica la Figura 1, ó realizar una fuerza Fe contraria a la que transmite el tendón de Aquiles (orientándola hacia el suelo).
Figura 1.Fuerzas del pie en fase de balanceo
Para realizar el diseño es necesario conocer el momento causado por las fuerzas que actúan en la fase de balanceo, correspondientes al peso del pie ubicado en su centro de gravedad, y la fuerza de reacción ubicada en la articulación del tobillo.
Para conocer estos valores se utilizan las tablas de dempster, que indican que el centro de gravedad del pie se encuentra ubicado en la distancia media entre el maléolo y la cabeza del segundo metatarsiano del pie.
De igual forma se consulta en tablas antropométricas el percentil 95 del peso del pie, el cual se encuentra en 1,23 Kg para hombres y 1,04 Kg para mujeres, por lo que se utiliza el valor más alto. Se muestra a continuación el diagrama de cuerpo libre de acuerdo a lo descrito:
Las órtesis dinámicas requieren de la implementación de actuadores que son los que, de acuerdo a su desempeño ayudan a mejorar la marcha, se planteó un diseño de órtesis que cuenta con un actuador de tipo neumático.
Los pistones neumáticos son también llamados cilindros de efecto doble o simple. En los cilindros de efecto simple el esfuerzo neumático va en un solo sentido. Los campos de aplicación para estos sistemas son todos aquellos lugares donde solo se precisa de fuerzas en un solo sentido y donde el retroceso puede ser libre y sin carga.
Se concluyó que este sistema es el más adecuado para la ortesis debido a que no requiere de fuentes externas para su funcionamiento, es de implementación sencilla, es un elemento pequeño, de bajo peso y se consigue fácilmente en el mercado debido a su bajo costo.
