Universitat Internacional de Catalunya

Medios Terapéuticos en el Entorno de la Ortoprótesis

Medios Terapéuticos en el Entorno de la Ortoprótesis
6
13800
4
Primer semestre
op
OPTATIVIDAD
OPTATIVIDAD
Lengua de impartición principal: castellano

Otras lenguas de impartición: catalán, inglés,

Profesorado


Dr. PORTELA OTAÑO, Alejandro Ernesto - aeportela@uic.es

Mandar un mail a Mariano Fernández mfernandezfa@uic.es

Presentación

La asignatura pone al alcance del alumnado los conocimientos en los procedimientos existentes actualmente para corregir deficiencias orgánicas, anomalías y alteraciones del aparato locomotor mediante la indicación y la confección de aparatos de corrección externos (ortesis) o la sustitución de segmentos orgánicos mediante prótesis. Los temas introduciran tecnicas empleadas en el estudio de la marcha y los movimientos de miembros en seres humanos asi como los metodos de estimulacion funcional, reinervacion y neuroprotesis. 

La asignatura tendra un alto contenido practico donde se podran entrenar en los estudiantes competencias relacionados con la ingenieria de ortesis y protesis. Del mismo modo, accederan a instalaciones clinicas especializadas en la practica ortopedica donde seran orientados por especialistas de esta area de la medicina. Los estudiantes trabajaran en el laboratorio ortoprotésico lo referente al diseño y la realización de los diferentes tipos de ortesis y prótesis con los que poder poner esos procedimientos al alcance del paciente. El trabajo codo a codo con profesionales de reconocido prestigio en este campo llevará a la comprensión y la compleción de los conocimientos teóricos adquiridos, introduciendo al alumnado en el mundo real de la técnica ortoprotésica.


Requisitos previos

Tener aprobadas las asignaturas de primer curso de Bioingeniería, Anatomía y Fisiología, y Biomateriales y Biocompatibilidad y, de segundo curso, Biomecánica Fundamental, Patología Aplicada y Fundamentos y Sistemas Electrónicos.

Asignaturas complementarias: Neurociencias Aplicadas a las Ortoprotesis; Computación, Robótica y Biónica, y Diseño y Diagnóstico por Imagen.


Objetivos

  • Conocer los tipos existentes de ortesis y prótesis.

  • Conocer la Biomecánica de las ortesis y prótesis del miembro superior i inferior.

  • Conocer las adaptaciones ergonómicas y funcionales de una prótesis . 

  • Conocer los materiales empleados en la fabricación de ortesis y prótesis.

  • Conocer los principios de la electroestimulación funcional (FES)

  • Conocer los distintos tipos de neuroprótesis

  • Conocer las aplicaciones funcionales de un sistema exoesqueleto portàtil 

  • Conocer los principios de la  fabricación aditiva y el  prototipado ràpido aplicada al  diseño de ortesis y prótesis

  • Diseño 3D y fabricación de ortesis y prótesis.

  • Conocer los principios de la reinervación muscular

  • Conocer la instrumentación utilizada en el estudio de la marcha humana

  • Saber identificar las señales básicas obtenidas en un laboratorio de marcha humana y procesarlas mediante técnicas de procesado digital de la señal

  • Conocer los principios básicos de la teoría de control aplicados al control postural y de la marcha humana  

  • Saber controlar actuadores en ortoprótesis.

  • Diseño de sistema de rehabilitación virtual para pacientes en procesos de rehabilitación.

Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación

  • CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
  • CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
  • CE11 - Evaluar los sistemas y procesos de fabricación, metrología y control de calidad
  • CE13 - Identificar, entender y utilizar los principios de electrónica, sensores, acondicionadores y sistemas de adquisición de señales biomédica
  • CE9 - Aplicar los fundamentos básicos de la elasticidad y resistencia de materiales al comportamiento de sólidos reales.

Resultados de aprendizaje de la asignatura

Aprendizaje expositivo: transmitiendo conocimientos al alumnado y activando procesos cognitivos en él, implicando su participación, mediante lecciones de cada uno de los temas.

Aprendizaje cooperativo: desarrollar aprendizajes activos mediante estrategias de trabajo cooperativo entre el alumnado y fomentando la responsabilidad compartida para alcanzar metas grupales.

Aprendizaje práctico: el alumnado asistirá a una clínica y laboratorio de ortoprotesis, donde adquirirá los conocimientos prácticos necesarios para indicar una ortesis o prótesis en función de las necesidades del paciente, conocerá las diferentes opciones existentes para solucionar los diferentes problemas presentados y se familiarizará con el diseño, la confección, la adaptación y la reparación de dichos elementos.

Aprendizaje basado en problemas (problem based learning):

  • A partir del enunciado, análisis, procesado y solución de problemas reales.

  • Promoviendo en el alumnado la responsabilidad sobre su propio aprendizaje.

  • Desarrollando una base de conocimientos relevantes.

  • Desarrollando habilidades para la evaluación crítica y la adquisición de nuevos conocimientos.

  • Desarrollando habilidades para plantear problemas complejos y posibles soluciones.

  • Desarrollar habilidades para las relaciones interpersonales.

  • Involucrar al alumnado incrementando su iniciativa y entusiasmo.

  • Desarrollando sus habilidades cognitivas, integrativas, de expresión y de comunicación.

Contenidos

Contenidos teóricos

 Módulo 0: Introducción asignatura

  • Presentación de la asignatura. Métodos de evaluación. Orientación general de las prácticas en la clínica colaboradora.

 

Módulo I:Ortesis y Prótesis 

 

Tema 1. Ortesis extremidad superior,  inferior y raquis

  • Extremidad superior: Hombro, Codo, Muñeca, Mano

  • Extremidad inferior: Cadera, Rodilla,Tobillo, Pie

  • Raquis: Cervical, Dorsal, Lumbar

 

Tema 2. Prótesis de extremidad superior e inferior 

  • Extremidad superior: Desarticulación hombro, Brazo, Antebrazo, Mano

  • Extremidad inferior:Desarticulación cadera, Muslo, Pierna, Tobillo y pie

 

Tema 3.Aspectos médicos y clínicos de prótesis y ortoprótesis 

  • Métodos complementarios para el diagnóstico.

  • Criterios clínicos para las indicaciones de prótesis y ortoprótesis.

 

Módulo II: Modelización y simulación aplicada a las prótesis

 

Tema 4:  Ortesis y Prótesis de miembros inferiores

  • Ortoprótesis transfemoral y Transtibial

  • Componentes

  • Shafted ortesis 

 

Tema 5: Materials for ortesis

  • Propiedades y materiales idóneos

  • Polímeros y Metales

  • Ortesis rígidas y flexibles

 

Tema 6: Modelación ortoprótesis

  • Simulación numérica

  • Ejemplos

 

Módulo III: Neuroprótesis

Tema 7. Introducción a las Ortesis y los exoesqueletos

 

  • Tipos de exoesqueletos

  • Interacción exoesqueleto-usuario para asistencia y recuperación 

  • Generación de energía (Harvesting)

 

Tema 8. Teoría del control neuroprótesico

 

  • Introducción a la teoría de control

  • Controladores para control postural y la marcha humana

  • Controladores bio-inspirados 

 

Tema 9. Reinervación y electroestimulación

  • Reinervación muscular y casos de pacientes,  registro y control mediante EMG

  • Electroneurografía (ENG),  tipos de electrodos, registro y control mediante ENG

  • Mecanismos de substitución sensorial (sensory feedback)

  • FES (Functional Electrical Stimulation), formas de onda de las corrientes,  Efectos terapéuticos.

 

Contenidos prácticos 

 

Módulo IV: Prácticas clínicas

 

  • Estancia en una clínica ortopédica especializada en prótesis. 

 

Módulo V: Prácticas de laboratorio

 

  • Adaptación ergonómica y funcional de una prótesis de miembro superior.

  • Fabricación aditiva y el  prototipado ràpido aplicada al  diseño de ortesis y prótesis  

  • Procesamiento e interpretación de señales biomédicas de la marcha humana.

  • Impresión, fabricación, montaje y programación del control de un exoesqueleto de miembro superior.

  • Realidad virtual para entrenamiento y rehabilitación funcional con exoesqueleto.

 

Metodología y actividades formativas

Modalidad totalmente presencial en el aula



Aprendizaje expositivo: transmitiendo conocimientos al alumnado y activando procesos cognitivos en él, implicando su participación, mediante lecciones de cada uno de los temas.

Aprendizaje cooperativo: desarrollando aprendizajes activos mediante estrategias de trabajo cooperativo entre estudiantes y fomentando la responsabilidad compartida para alcanzar metas grupales.

Aprendizaje práctico: el alumnado asistirá a una clínica y laboratorio de ortoprotesis, donde adquirirá los conocimientos prácticos necesarios para indicar una ortesis o prótesis en función de las necesidades del paciente, conocerá las diferentes opciones existentes para solucionar los diferentes problemas presentados y se familiarizará con el diseño, la confección, la adaptación y la reparación de dichos elementos.

Aprendizaje basado en problemas (problem based learning):

  • A partir del enunciado, análisis, procesado y solución de problemas reales.

  • Promoviendo en el alumnado la responsabilidad sobre su propio aprendizaje.

  • Desarrollando una base de conocimientos relevantes.

  • Desarrollando habilidades para la evaluación crítica y la adquisición de nuevos conocimientos.

  • Desarrollando habilidades para plantear problemas complejos y posibles soluciones.

  • Desarrollar habilidades para las relaciones interpersonales.

  • Involucrar al alumnado incrementando su iniciativa y entusiasmo.

  • Desarrollando sus habilidades cognitivas, integrativas, de expresión y de comunicación.

Sistemas y criterios de evaluación

Modalidad totalmente presencial en el aula



La evaluación constará de los siguientes elementos:

A)     Informe de las prácticas clínicas (20%)

B)     Examen parcial (tipo test) (30%)

C)     Prácticas de laboratorio y Proyecto Final (50%)


 Consideraciones importantes:

  1. El plagio, la copia o cualquier otra acción que se pueda considerar trampa supondrá un cero en ese apartado de evaluación. Realizarlo en los exámenes supondrá el suspenso inmediato de la asignatura.

  2. En segunda convocatoria no se podrá obtener la calificación de matrícula de honor, por lo que la calificación máxima será de excelente. 

  3. No se aceptarán cambios en el calendario, en las fechas de exámenes o en el sistema de evaluación.

  4. Los estudiantes de intercambio (Erasmus y otros) o repetidores estarán sometidos a las mismas condiciones que el resto del alumnado.

Bibliografía y recursos

Recursos bibliográficos, de imagen y videos insertos en el aula

Bibliografía básica complementaria:

  • J. Webster, D. Murphy, Atlas of Orthoses and Assistive Devices, 5th Edition. Elsevier 2018. ISBN: 9780323483230.

  • J. Hsu, J. Michael, J. Fisk, AAOS Atlas of Orthoses and Assistive Devices, 4th Ed, Mosby 2008

  • EduExo - The Robotic Exoskeleton Kit. Handbook and Tutorial. Beyond Robotics GmbH, 2019.

  • Farina, D., Jensen, W. and Akay, M. eds., 2013. Introduction to neural engineering for motor rehabilitation (Vol. 40). John Wiley & Sons.

  • Kuiken, T.A., Feuser, A.E.S. and Barlow, A.K. eds., 2013. Targeted muscle reinnervation: a neural interface for artificial limbs. Taylor & Francis.

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