Modelagem e simulação da marcha protética usando modelo em 3D de uma prótese transtibial

Abstract

O número de amputados no mundo, incluída a Colômbia, é de mais de dez milhões de pessoas, sendo a amputação abaixo do joelho, ou amputação transtibial, bastante recorrente. Devido às mudanças siológicas que se apresentam nos amputados transtibiais, a mecânica da marcha vê-se alterada e pode chegar a afetar signi cativamente a mobilidade do sujeito. Com o objetivo de conhecer o comportamento dinâmico dos amputados transtibiais, e gerar conhecimento para entender a conduta biomecânica deles e assim ajudar no processo de reabilitação física destes sujeitos, se propôs estudar a marcha protética desde simulações geradas de um modelo computacional. Para isso, construiu-se um modelo da marcha humana fazendo uso do intercâmbio de energia que se apresenta neste movimento, empregando a análise de Lagrange. Também se obteve a modelagem matemática (diagrama de bloques) de uma prótese transtibial ativa a partir do desenho em 3D realizado no software Solidworks®; este modelo se processou em Matlab® com o objetivo de emular o uso da prótese. No modelo da marcha normal obtido se substituiu uma das pernas pelo modelo da prótese para observar a marcha protética. Os resultados do modelo tanto em valores dos rangos articulares quanto em parâmetros espaço-temporais se encontram acordes com o observado em outros estudos. A análise cinemática do comportamento do modelo mostra que a prótese proporciona suporte o corpo e permite a marcha em ausência do segmento corporal, devido a que os dados obtidos pelo modelo de patrão da marcha concordam com os dados existentes em literatura. Esta proposta de simulação é uma ajuda para assegurar a aprendizagem do estudante e do médico respeito ao comportamento biomecânico da marcha protética, uma vez que nos últimos anos se tem visto e comprovado a utilidade do uso generalizado de simulações no âmbito médico.