Análisis frecuencial y de la densidad espectral de potencia de la estabilidad de sujetos amputados
Resumen
La amputación transtibial provoca una disminución de la información somatosensorial disponible para el sistema nervioso central, esta pérdida muscular y fisiológica que involucra la articulación del tobillo reduce la fuerza muscular de las piernas, lo que afecta la capacidad de equilibrio y la movilidad de quien la sufre, al presentarse bajo uso de las extremidades inferiores, se provoca una hipotrofia de los músculos y el déficit en su fuerza incrementa. Adicionalmente, los sujetos con amputación transtibial deben adaptarse a la falta de la articulación fisiológica del tobillo y los músculos flexores plantares, partes indispensables para una adecuada movilidad articular, fuerza muscular y capacidad de ajuste activo de la prótesis durante la postura estática de bipedestación. Así, se observa que la reducción de la fuerza muscular está asociada con la disminución del equilibrio. El objetivo de la investigación fue analizar el Centro de Presión (cop) para conocer el comportamiento de la estabilidad en una muestra que consistía de sujetos amputados. Se estudió el análisis armónico de señales de la estabilidad en personas amputadas transtibialmente y usuarios de prótesis, esto con el fin de conocer el comportamiento del centro de presión en dicho conjunto de gente. Dos grupos, cada uno de nueve individuos, fueron analizados: un grupo control de no amputados y un grupo de amputados. Se empleó el periodograma vía método de Welch para hallar las componentes frecuenciales propias del centro de presión bajo cada pie con el fin de caracterizarlas y permitir su detección, y así poder entender las diferencias existentes entre los grupos estudiados. En el presente trabajo se muestra el análisis armónico de la señal no estacionaria, y se argumenta que esta es una ayuda considerable en el análisis de la estabilidad. Los resultados indican que la amputación incide en la Densidad Espectral de Potencia (dep), ya que existe diferencia entre las frecuencias del lado amputado y el no amputado (mayor oscilación en el lado amputado, eje antero-posterior); igual situación se presenta entre los dos grupos evaluados (mayor potencia en los amputados en todas las condiciones de la prueba).
Referencias bibliográficas
L. H. Lugo Agudelo y V. Seijas, “La discapacidad en Colombia: una mirada global,” Rev. Colomb. Med. Física y Rehabil., vol. 22, no. 2, pp. 164–179, 2012. Disponible en: http://revistacmfr.org/index.php/rcmfr/article/view/64
Dirección Contra Minas, “Víctimas de minas antipersonal y municiones sin explosionar”, Presidencia de la República de Colombia, 2018. Disponible en: http://www.accioncontraminas.gov.co/estadisticas/Paginas/victimas-minas-antipersonal.aspx
L. A. Luengas Contreras, E. Camargo Casallas, y D. Guardiola, “Modelado y simulación de la marcha protésica usando modelo en 3D de una prótesis transtibal,” Rev. Ciencias la Salud, vol. 16, no. 1, p. 82-100, Jan. 2018. https://doi.org/10.12804/revistas.urosario.edu.co/revsalud/a.6492
J. Ospina y F. Serrano, “El paciente amputado: Complicaciones en su proceso de rehabilitación”, Rev. Ciencias la Salud, vol. 7, no 2, pp. 36-46, May 2009. Disponible en: https://revistas.urosario.edu.co/index.php/revsalud/article/view/276
L. A. Luengas C. y D. C. Toloza, Análisis de estabilidad en amputados transtibiales unilaterales. Bogotá: UD Editorial, 2019. Disonible en: https://editorial.udistrital.edu.co/contenido/c-1194.pdf
R. M. Palmieri, C. D. Ingersoll, M. B. Stone, y B. A. Krause, “Center-of-Pressure Parameters Used in the Assessment of Postural Control,” J. Sport Rehabil., vol. 11, no. 1, pp. 51–66, Feb. 2002. https://doi.org/10.1123/jsr.11.1.51
J. A. Raymakers, M. M. Samson, y H. J. J. Verhaar, “The assessment of body sway and the choice of the stability parameter(s),” Gait Posture, vol. 21, no. 1, pp. 48–58, Jan. 2005. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2003.11.006
P. J. Loughlin, M. S. Redfern y J. M. Furman, “Nonstationarities of Postural Sway”, IEEE Eng. Med. Biol. Mag., vol. 22, no. 2, pp. 69-75, Apr. 2003. https://doi.org/10.1109/MEMB.2003.1195699
H. Van Der Kooij, E. Van Asseldonk, y F. C. T. Van Der Helm, “Comparison of different methods to identify and quantify balance control”, J. Neurosci. Methods, vol. 145, no. 1-2, pp. 175-203, Jun. 2005. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2005.01.003
C. Fujimoto, N. Egami, S. Demura, T. Yamasoba y S. Iwasaki, “The effect of aging on the center-of-pressure power spectrum in foam posturography”, Neurosci. Lett., vol. 585, pp. 92-97, Jan. 2015. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2014.11.033
H. Qiu y S. Xiong, “Center-of-pressure based postural sway measures: Reliability and ability to distinguish between age, fear of falling and fall history”, Int. J. Ind. Ergon., vol. 47, pp. 37-44, May. 2015. https://doi.org/10.1016/j.ergon.2015.02.004
A. J. Orozco-Naranjo y P. A. Muñoz-Gutiérrez, “Detección de latidos cardiacos patológicos y normales utilizando transformada por paquetes wavelet, máquinas de soporte vectorial y perceptrón multicapa”, TecnoLógicas, no. 31, pp. 73-91, Nov. 2011. https://doi.org/10.22430/22565337.102
U. Oppenheim, R. Kohen-Raz, D. Alex, A. Kohen-Raz, y M. Azarya, “Postural characteristics of diabetic neuropathy”, Diabetes Care, vol. 22, no. 2, pp. 328-332, Feb. 1999. http://dx.doi.org/10.2337/diacare.22.2.328
P. R. Cavanagh, G. G. Simoneau, y J. S. Ulbrecht, “Ulceration, unsteadiness, and uncertainty: the biomechanical consequences of diabetes mellitus”, J. Biomech., vol. 26, no. 1, pp. 23-40, 1993. http://dx.doi.org/10.1016/0021-9290(93)90077-R
M. Lord y D. M. Smith, “Foot loading in amputee stance”, Prosthet. Orthot. Int., vol. 8, no. 3, pp. 159-64, Dic. 1984. Disponible en: http://www.oandplibrary.org/poi/pdf/1984_03_159.pdf
D. A. Winter, Biomechanics and motor control of human movement, 4th ed. New Jersey: John Wiley & sons, Inc, 2009. http://dx.doi.org/10.1002/9780470549148
D. C. Hay y M. P. Wachowiak, “Analysis of free moment and center of pressure frequency components during quiet standing using magnitude squared coherence”, Hum. Mov. Sci., vol. 54, pp. 101-109, Aug. 2017. https://doi.org/10.1016/j.humov.2017.04.002
H. Nadollek, S. Brauer, y R. Isles, “Outcomes after trans-tibial amputation: the relationship between quiet stance ability, strength of hip abductor muscles and gait”, Physiother. Res. Int., vol. 7, n.° 4, pp. 203-214, Nov. 2002. http://dx.doi.org/10.1002/pri.260
P. R. Rougier y J. Bergeau, “Biomechanical Analysis of Postural Control of Persons with Transtibial or Transfemoral Amputation”, Am. J. Phys. Med. Rehabil., vol. 88, no. 11, pp. 896-903, Nov. 2009. http://dx.doi.org/10.1097/PHM.0b013e3181b331af
P. Hlavackova, C. Franco, B. Diot, y N. Vuillerme, “Contribution of Each Leg to the Control of Unperturbed Bipedal Stance in Lower Limb Amputees: New Insights Using Entropy”, PLoS One, vol. 6, no. 5, May. 2011. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019661
D. A. Winter, F. Prince, J. S. Frank, C. Powell, y K. F. Zabjek, “Unified theory regarding A/P and M/L balance in quiet stance.”, J. Neurophysiol., vol. 75, n.° 6, pp. 2334-43, Jun. 1996. https://doi.org/10.1152/jn.1996.75.6.2334
R. Shiavi, Introduction to applied statistical signal analysis: guide to biomedical and electrical engineering applications, 3rd ed. Burlington: Academic Press, 2007. Disponible en: https://epdf.pub/introduction-to-applied-statistical-signal-analysis.html
J. S. Bendat y A. G. Piersol, Random data : analysis and measurement procedures. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2010. http://dx.doi.org/10.1115/1.3269865
J. P. Carroll y W. Freedman, “Nonstationary properties of postural sway”, J. Biomech., vol. 26, no. 4-5, pp. 409-16, Apr. 1993. https://doi.org/10.1016/0021-9290(93)90004-x
M. G. Carpenter, J. S. Frank, D. A. Winter, y G. W. Peysar, “Sampling duration effects on centre of pressure summary measures.”, Gait Posture, vol. 13, no. 1, pp. 35-40, Feb. 2001. https://doi.org/10.1016/s0966-6362(00)00093-x
A. Nardone, M. Grasso, y M. Schieppati, “Balance control in peripheral neuropathy: Are patients equally unstable under static and dynamic conditions?”, Gait Posture, vol. 23, no. 3, pp. 364-373, Apr. 2006. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2005.04.002
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