La mala alineación de los miembros inferiores es el principal factor biomecánico de la osteoartritis de rodilla (KOA). El ángulo estático cadera-rodilla-tobillo (S-HKAA) medido a partir de una radiografía se considera el "patrón de oro" de la mala alineación. Sin embargo, muchas evidencias mostraron que el S-HKAA no tiene una correlación significativa con la distribución de la carga dinámica de la rodilla, a diferencia del HKAA dinámico (D-HKAA). El propósito de este estudio fue analizar cuantitativamente el D-HKAA e investigar la relación entre el D-HKAA y el S-HKAA tanto en participantes sanos como en KOA. En este trabajo, se reclutaron veinticinco sujetos sanos y veinticinco pacientes con KOA del compartimento medial (M-KOA). Se utilizó un análisis de movimiento tridimensional y una radiografía de los miembros inferiores en bipedestación para obtener el D-HKAA y el S-HKAA, respectivamente. Los resultados mostraron que la media del D-HKAA era más vara que el S-HKAA (p0,05, análisis de correlación de Spearman). En conclusión, el S-HKAA fue limitado para predecir el D-HKAA tanto para los pacientes de M-KOA como para los sujetos sanos. El D-HKAA debería ser objeto de mayor atención por parte del ortopedista y del diseñador de rodilleras y ortesis.

Aunque el consumo de alimentos es uno de los comportamientos humanos más básicos, los factores que subyacen a las preferencias nutricionales aún no están claros. El uso de algoritmos de clasificación puede aclarar la comprensión de estos factores. Este estudio tenía como objetivo medir las respuestas electrofisiológicas a los estímulos alimentarios/no alimentarios y aplicar técnicas de clasificación para discriminar las respuestas utilizando un conjunto de datos de un solo barrido. Veintiún atletas masculinos diestros con niveles de índice de masa corporal (IMC) entre el 18,5a 25% (edad media: 21,05±2,5) participaron en este estudio de forma voluntaria. Se pidió a los participantes que se centraran en las imágenes de alimentos y no alimentos que se presentaban aleatoriamente en el monitor sin realizar ninguna tarea motora, y los datos del EEG se han recogido utilizando un amplificador de 16 canales con una frecuencia de muestreo de 1024 Hz. La tecnología de seguimiento ocular iView XTM RED de SensoMotoric Instruments (SMI) se utilizó simultáneamente con el EEG para medir la atención de los participantes a los estímulos presentados. Se generaron tres conjuntos de datos utilizando las métricas de amplitud, descomposición de frecuencia temporal y conectividad de frecuencia temporal de los componentes P300 y LPP para separar los estímulos alimentarios de los no alimentarios. Hemos implementado k-nearest neighbor (kNN), support vector machine (SVM), Linear Discriminant Analysis (LDA), Logistic Regression (LR), Bayesian classifier, decision tree (DT), y Multilayer Perceptron (MLP) classifiers en estos conjuntos de datos. Finalmente, la respuesta a los estímulos relacionados con la comida en el estado de hambre se discrimina de la no comida con un valor de precisión cercano al 78en cada conjunto de datos. Los resultados obtenidos en este estudio nos motivan a emplear algoritmos clasificadores que utilizan las características obtenidas de las mediciones de un solo ensayo en el espacio de amplitud y tiempo-frecuencia en lugar de aplicar otras más complejas como las métricas de conectividad.

Es necesario proporcionar recomendaciones efectivas sobre cómo disminuir los efectos adversos de los tacones altos (HH), ya que el uso de HH es inevitable para la mayoría de las mujeres en su vida diaria, independientemente de sus impactos negativos en la morfología del pie. El objetivo principal de esta revisión sistemática fue resumir los estudios que han proporcionado información específica sobre cómo contrarrestar eficazmente los efectos negativos del uso de HH, en el caso de las mujeres, mediante el examen de la altura del tacón, la plantilla y el soporte de la base del tacón (HBS). Algunas pruebas indican lo siguiente (i) el rango de altura de tacón apropiado para los zapatos de HH es de 3,76 cm a 4,47 cm; (ii) en comparación con los HBS pequeños, los más grandes aumentan efectivamente la estabilidad de la marcha, reducen el riesgo de lesiones en el tobillo y mejoran la calificación de comodidad durante la marcha con HH; y (iii) el uso de una plantilla de contacto total (TCI) disminuye significativamente la presión plantar y el impacto en el pie, lo que resulta en una mayor comodidad percibida. Hay que tener en cuenta que estos resultados se basan en una investigación a corto plazo; por lo tanto, cualquier conclusión con respecto a los efectos a largo plazo debe tomarse con cautela. No obstante, los estudios futuros deberían ir encaminados a combinar métodos numéricos y experimentales, con el fin de proporcionar recomendaciones personales para el calzado de HH teniendo en cuenta la altura del tacón y el tamaño del HBS, en función de las características individuales (peso, altura y edad).

El diseño de un actuador biónico neumático de cuerpo blando se basa en las características estructurales y el mecanismo de movimiento de los músculos biológicos, combinado con la hiperelasticidad no lineal del gel de sílice, que puede mejorar la movilidad y la adaptabilidad al entorno de los robots biónicos de cuerpo blando. Basándose en el modelo constitutivo de segundo orden de Yeoh para el gel de sílice, se establece el modelo de análisis de la deformación del actuador, y se verifica la racionalidad del diseño de la estructura y las formas de movimiento del actuador, así como la precisión del modelo de análisis de la deformación, mediante el algoritmo de simulación numérica. De acuerdo con el modelo físico del actuador biónico neumático de cuerpo blando, se comprueban y analizan las características de movimiento y dinámicas del actuador, se obtienen las curvas de movimiento y dinámicas del actuador, y se ajusta la fórmula empírica del ángulo de flexión y el par motor del actuador. Los resultados muestran que el modelo de análisis de la deformación y el método de simulación numérica son precisos, y que el actuador biónico neumático de cuerpo blando es factible y eficaz, lo que puede proporcionar un método de diseño y una base de referencia para la investigación y la aplicación del actuador de robots biónicos de cuerpo blando.

Se ha sugerido que la captura de movimiento basada en la inercia (IMC) supera muchas de las limitaciones de los sistemas tradicionales de captura de movimiento. Sin embargo, se ha sugerido que la validez de la IMC depende de las metodologías utilizadas para procesar los datos brutos recogidos por el dispositivo inercial. El objetivo de este resumen técnico es proporcionar a los investigadores y desarrolladores un punto de partida para seguir desarrollando las metodologías actuales de procesamiento de datos de IMC utilizadas para estimar las medidas espaciotemporales y cinemáticas humanas. Se ha presentado el flujo de trabajo principal relativo a la estimación de las medidas espaciotemporales y cinemáticas, y se ha proporcionado una visión general de las metodologías anteriores utilizadas para cada etapa del procesamiento de datos. Para la estimación de las medidas espaciotemporales, que incluyen la longitud de la zancada, la velocidad de la zancada y la duración de la postura/del movimiento, se discutieron los enfoques de umbralización de la medición y de actualización de la velocidad cero como las metodologías más comunes utilizadas para estimar dichas medidas. Las metodologías utilizadas para la estimación de la cinemática de las articulaciones resultaron ser amplias, y se identificaron como las más comunes la combinación del filtrado de Kalman o el filtrado complementario y varias técnicas de alineación del sensor al segmento, incluyendo la alineación anatómica, la calibración estática y los métodos de calibración funcional. También se analizó el efecto de los artefactos de los tejidos blandos, la colocación de los dispositivos, los métodos de modelado biomecánico y las interferencias ferromagnéticas en el entorno sobre la precisión y la validez de la CIM. En los casos en los que se han utilizado previamente una serie de métodos para estimar las medidas espaciotemporales y cinemáticas humanas, se requiere un mayor desarrollo para reducir los errores de estimación, mejorar la validez de las estimaciones espaciotemporales y cinemáticas, y estandarizar las prácticas de procesamiento de datos. Se prevé que este resumen técnico reducirá el tiempo que necesitan los investigadores y desarrolladores para establecer los componentes metodológicos fundamentales de la CIM antes de iniciar el desarrollo de las metodologías de la CIM, aumentando así el ritmo de desarrollo y utilización de la CIM.

Los atunes pueden cambiar la superficie y la forma de las aletas medianas, incluidas la primera dorsal, la segunda dorsal y la anal. Las aletas medianas morfológicas tienen la capacidad de ajustar las fuerzas hidrodinámicas, afectando así a la movilidad de guiñada del atún en cierta medida. En este trabajo, el análisis hidrodinámico de las aletas medianas bajo diferentes estados de morfología se lleva a cabo mediante el método numérico, con el fin de aclarar la influencia de las aletas medianas erguidas en las maniobras de guiñada. Al comparar los dos estados de morfología, erguido y deprimido, se puede concluir que las aletas medianas erguidas pueden aumentar sus propias fuerzas hidrodinámicas durante el movimiento de guiñada. Sin embargo, la segunda aleta dorsal y la anal tienen una influencia limitada en la maniobrabilidad de guiñada, y tienden a mantener la estabilidad del atún. La primera aleta dorsal tiene un mayor incremento de la sustentación en el estado de erección, lo que obviamente puede afectar al rendimiento hidrodinámico del atún. Además, cuando las aletas medianas están erguidas, las fuerzas hidrodinámicas del cuerpo del atún aumentan de forma sincronizada debido a la interacción entre el cuerpo y las aletas medianas, lo que también es muy beneficioso para el movimiento de guiñada. Este estudio indica que el atún puede utilizar las aletas medianas morfológicas para ajustar su movilidad y estabilidad, lo que proporciona una nueva idea para el diseño de peces robóticos.

Los remeros con degeneración discal pueden tener una disfunción del control motor durante el remo. Este estudio tiene como objetivo aclarar la sinergia muscular del tronco y las extremidades inferiores durante el remo y comparar la sinergia muscular entre remeros de élite con y sin degeneración del disco intervertebral lumbar. En este estudio se incluyeron doce remeros universitarios de élite (con degeneración discal, n=6; sin degeneración discal, n=6). Se utilizaron imágenes sagitales de la línea media obtenidas mediante resonancia magnética lumbar ponderada en T2 para evaluar la degeneración discal. Los participantes con uno o más discos degenerados se clasificaron en el grupo de degeneración discal. Se llevó a cabo una prueba de carrera de 2000 m utilizando un ergómetro de remo. Se colocaron electrodos de superficie en el recto abdominal derecho, el oblicuo externo, el oblicuo interno, el dorsal ancho, el multífido, el erector espinal, el recto femoral y el bíceps femoral. La actividad de los músculos se midió durante una brazada inmediatamente después del 20y el 80% de la prueba de remo. Se utilizó la factorización matricial no negativa para extraer las sinergias musculares de los datos electromiográficos. Para comparar las sinergias musculares, se calculó un producto escalar (SP) que evaluaba la coincidencia de las sinergias, y las sinergias musculares se consideraron idénticas en SP>75%. Ambos grupos tenían un solo módulo en los puntos de tiempo del 20y el 80% del ensayo. En el punto de tiempo del 20% de la prueba de remo de 2000 m, la SP del módulo era del 99,8%. En el punto de tiempo del 80%, la SP del módulo fue del 99,9%. Los resultados de la PE indican que, en los puntos de tiempo del 20y el 80%, ambos grupos tenían el mismo módulo. El módulo mostró una elevada contribución en todos los músculos. Los coeficientes de activación indicaron que el módulo siempre estuvo muy activado durante toda la carrera de remo en ambos grupos. Los músculos del tronco y de las extremidades inferiores se movilizan a lo largo de la carrera de remo y mantienen la coordinación durante el remo. No hubo diferencias en la sinergia muscular entre los remeros con y sin degeneración del disco intervertebral lumbar.

El accionamiento de pórtico (también, "el pórtico") es un mecanismo que recibe energía mecánica generada por el hombre. El pórtico utilizado en una bicicleta horizontal es un tipo de accionamiento, y es una alternativa al típico plato. El objetivo de este trabajo era comparar el trabajo rotativo generado por el pórtico y el plato. El criterio comparativo para el pórtico y el plato fue el trabajo en movimiento rotativo. La comparación se basó en pruebas estáticas; se midieron las fuerzas aplicadas a ambos sistemas de accionamiento y se calculó matemáticamente el trabajo de rotación. Las fuerzas ejercidas en los sistemas de accionamiento se midieron para un hombre de 177 cm de altura y 76 kg de masa. Para facilitar el análisis y las pruebas, se supuso que la primera rueda dentada que recibe la fuerza de la cremallera (el accionamiento del pórtico) tiene el mismo radio que la manivela (el accionamiento del plato). El análisis matemático realizado para una rotación completa (360°) de la primera rueda dentada y del plato mostró que el trabajo de rotación para el pórtico era de 2117,31 J y para el plato de 804,81 J. En definitiva, se demostró que el pórtico puede recibir mejor la energía mecánica del ser humano que el plato. Esto significa que un humano se cansará menos al montar en una bicicleta horizontal equipada con el pórtico en comparación con una bicicleta horizontal equipada con el plato, suponiendo que en ambos casos la velocidad de la bicicleta sea la misma. Además, gracias al uso del accionamiento del pórtico en una bicicleta horizontal, es posible alcanzar velocidades más altas en comparación con una bicicleta horizontal equipada con el plato.

En la técnica de ortodoncia lingual, existen dos paradigmas en cuanto al tipo de alambre utilizado. Independientemente del material o del calibre, algunos ortodoncistas optan por utilizar el alambre recto y la resina y pegarlo a la superficie del diente; lo llaman compensaciones. Otros ortodoncistas prefieren doblar el alambre, dándole una forma de seta. No existe una indicación específica para el uso de cada tipo de alambre, por lo que los ortodoncistas los utilizan según su criterio. El presente estudio establece las bases para que sea posible encontrar las indicaciones de cada tipo de alambre. Se utilizó un ensayo clínico de un paciente de ortodoncia lingual. Para realizar el estudio comparativo, se le colocó un arco recto en la arcada derecha y un arco de seta en la arcada izquierda. Utilizando imágenes 3D, se generó un biomodelo de alta biofidelidad de la mandíbula del paciente, con el que se realizó el análisis FEM, que permitió comparar las reacciones del hueso mandibular y de los aparatos con los diferentes arcos. Se encontró que, en el lado con el arco recto, había mayores deformaciones, y en el arco en forma de hongo, había mayores tensiones. Con esto, es posible encontrar qué casos clínicos en cada tipo de alambre están indicados.

Las señales de electroencefalografía (EEG) se han utilizado ampliamente para el estudio de la dinámica de la información neural del cerebro y los comportamientos junto con el impacto en desarrollo de la utilización de la máquina y las técnicas de aprendizaje profundo. Este trabajo propone un sistema basado en la transformada rápida de Fourier (FFT) como método de extracción de características para la clasificación de las señales registradas de electroencefalografía (EEG) del cerebro humano en estado de reposo. En el sistema propuesto, el método FFT se aplica a las grabaciones de EEG en estado de reposo y se calculan las potencias de banda correspondientes. Las características de potencia relativa extraídas se suministran a los métodos de clasificación (clasificadores) como entrada para el propósito de clasificación como una medida de cansancio humano a través de la predicción del nivel de la enzima lactato, alto o bajo. Para validar el método sugerido, utilizamos un conjunto de datos de EEG que se ha registrado de un grupo de atletas de nivel de élite que consiste en dos clases: no cansado, las señales de EEG se registraron durante la tarea de estado de reposo antes de realizar un ejercicio agudo y cansado, las señales de EEG se registraron en el estado de reposo después de realizar un ejercicio agudo. El rendimiento de tres clasificadores diferentes se evaluó con dos medidas de rendimiento, los valores de exactitud y precisión. La precisión se alcanzó por encima del 98 y el clasificador K-nearest neighbor (KNN). Los resultados de este estudio indicaron que el esquema de extracción de características tiene la capacidad de clasificar las señales de EEG analizadas con precisión y predecir el nivel de enzima de lactato alto o bajo. Muchos campos de estudio, como el Internet de las cosas (IoT) y la interfaz cerebro-ordenador (BCI), pueden utilizar los resultados del sistema propuesto en muchas aplicaciones cruciales para la toma de decisiones.