Estudio y validación de modelo músculo-esquelético simplificado del miembro inferior desarrollado en Matlab empleando OpenSim

Abstract

[ES] Es una realidad social que en la actualidad y gracias al avance de la medicina, la población en los países del primer mundo vive cada vez más años. Este hecho ligado al descenso generalizado de la natalidad desde los años 90 está provocando una inversión a futuro en la pirámide poblacional. Este factor supone un reto social importante a combatir, sobre todo en el sector salud, y más concretamente en las terapias de rehabilitación. El aumento de la población anciana conllevará una masificación en la necesidad de terapias de rehabilitación, al ser la edad uno de los factores más relevantes en enfermedades que afectan a articulaciones, como es la osteoartritis. El desarrollo de la automatización de estas terapias mediante la robotización es una de las soluciones que se están adoptando hoy en día. A su vez, la creación de modelos músculo-esqueléticos (MME) computacionales permiten trabajar conjuntamente con los robots de rehabilitación, posibilitando que a través del modelo se garantice la seguridad, así como la creación o adaptación de terapias al paciente de manera personalizada. A través de este trabajo final de grado vamos a tratar de analizar como se comporta un modelo músculo-esquelético del miembro inferior desarrollado en Matlab cuando lo comparamos con uno ya existente desarrollado en el pasado por la plataforma OpenSim. Este trabajo servirá de apoyo en la fase de perfeccionamiento y búsqueda de puntos débiles del modelo simplificado de Matlab desarrollado en la Universidad Politécnica de Valencia.

[EN] It is a social reality that nowadays, thanks to advances in medicine, the population in first world countries is living longer. This fact, together with the general decline in the birth rate since the 90s, is causing a future inversion in the population pyramid. This factor represents a major social challenge to be tackled, particularly in the health sector, and more specifically in rehabilitation therapies. The increase in the elderly population will lead to a massive increase in the need for rehabilitation therapies, as age is one of the most relevant factors in diseases affecting joints, such as osteoarthritis. The development of automation of these therapies through robotisation is one of the solutions being adopted today. At the same time, the creation of computational musculoskeletal models (MSM) makes it possible to work together with rehabilitation robots, guaranteeing safety through the model, as well as the creation or adaptation of therapies to the patient in a personalised way. Through this project we will try to analyse how a musculoskeletal model of the lower limb developed in Matlab behaves when it’s compared with an existing model developed in the past using the OpenSim platform. This work will serve as support in the phase of improvement and search for weak points of the simplified Matlab model developed at the Polytechnic University of Valencia.