Biomecánica de sillas de ruedas

Editor original Naomi O’Reilly como parte del Proyecto de desarrollo de contenidos para la prestación de servicios de sillas de ruedas

Colaboradores principalesNaomi O’Reilly, kim jackson, Uchechukwu Chukwuemeka, Simisola Ajeyalemi, lucinda hampton, Shaimaa Eldib, Amado padre y Olajumoke Ogunleye

Contenido

Introducción

Según McLaurin y CE Brubaker (1) ,silla de ruedas biomecánica Implica el estudio de cómo un usuario de silla de ruedas imparte potencia a las ruedas para lograr movilidad y nos ayuda a comprender cómo interactúa el cuerpo del usuario con la silla de ruedas. Debido a que una silla de ruedas puede deslizarse, la entrada de energía no necesita ser continua, pero cada golpe de energía puede ir seguido de un período de recuperación, y la frecuencia de las caricias depende de las preferencias del usuario y de las características de desplazamiento de la silla de ruedas. Este último se describe en términos de resistencia a la rodadura, resistencia al viento y pendiente de la superficie. A partir de estos tres factores se determina la potencia necesaria para impulsar la silla de ruedas y debe coincidir con la potencia de salida del usuario. La eficiencia de la propulsión es la relación entre esta producción de energía y el costo metabólico. (1)

La propulsión manual de sillas de ruedas, tanto en el uso diario como en el uso deportivo, está siendo cada vez más estudiada, incorporando perspectivas fisiológicas, de ingeniería y biomecánicas con un enfoque hacia ergonomía y mecanismos de lesión, especialmente los fenómenos de uso excesivo hasta la extremidad superior. (2)(3) A través de un análisis sincronizado del patrón de movimiento, se ha desarrollado información sobre el patrón de generación de fuerza y ​​el patrón de actividad muscular en la dinámica de propulsión de la silla de ruedas con aro de mano de personas con discapacidad con diversos niveles de actividad física y potencial funcional a través de un análisis sincronizado del movimiento en laboratorio. patrón. (3)

Una habilidad importante relacionada con el movimiento de la silla de ruedas es propulsión.

La propulsión de una silla de ruedas utilizando ambas extremidades superiores es el medio principal para maniobrar una silla de ruedas manual. Hay dos fases distintas durante el ciclo de propulsión de una silla de ruedas;

  1. la fase de propulsión o empuje que comienza cuando la mano entra en contacto con el aro de empuje y continúa hasta el punto en el que se elimina el contacto al final del recorrido.
  2. La fase de recuperación es el período en el que la mano no está directamente comprometida con el aro de empuje, por lo que implica el movimiento cuando las manos se separan del aro de empuje hasta que las extremidades superiores se balancean hacia atrás para hacer contacto con el aro de empuje una vez más para el inicio de la siguiente propulsión. fase.

En la investigación se han identificado cuatro tipos de patrones de propulsión; propulsión de arco, bucle único sobre propulsión, doble bucle sobre propulsión y semicircular que varían según la trayectoria de la mano cuando la mano está en el período de recuperación. Esta variabilidad en las técnicas de propulsión puede deberse en parte al nivel y tipo de discapacidad, pero también está relacionada con el nivel de entrenamiento en habilidades de silla de ruedas al que ha tenido acceso el usuario.(4)

Las características requeridas en una silla de ruedas dependen de las características del usuario y de las actividades previstas. La silla de ruedas ideal para un individuo tendrá características que coincidan estrechamente con estas características y actividades. Por lo tanto, prescribir no es sólo elegir una silla de ruedas, sino elegir los componentes de la silla de ruedas que mejor sirvan al propósito previsto, que incluyen ruedas, neumáticos, ruedas, marcos, cojinetes, materiales, detalles de construcción, asientos, respaldos, reposabrazos, reposapiés y piernas, reposacabezas, bloqueos de ruedas, frenos de marcha, aros, palancas, accesorios, ajustes y piezas desmontables. Cada componente se considera en relación con sus características de rendimiento, incluida la resistencia a la rodadura, la versatilidad, el peso, la comodidad, la estabilidad, la maniobrabilidad, la transferencia, el almacenamiento, la durabilidad y el mantenimiento. (1)

Factores que afectan la movilidad

Fricción

La resistencia a la rodadura de la silla de ruedas será mayor cuanto mayor sea el nivel de fricción, por lo que el usuario requerirá mayor energía para su propulsión. Pero en algunos casos los factores relacionados con la fricción sobre la silla de ruedas pueden mejorar el confort y la estabilidad del usuario, por lo que la decisión global tomada será la mejor compromiso según el perfil del usuario. En este apartado analizaremos cómo afectan los siguientes factores a la capacidad de rodar de la silla de ruedas:

Distribución de peso entre ruedas delanteras y traseras;

Un mayor peso sobre las ruedas delanteras provoca una mayor fricción, pero al mismo tiempo hace que la silla sea más estable. Una silla de ruedas estándar tiene una distribución del peso del 50/50%, mientras que una silla ligera ajustable (según el ajuste) tiene una distribución del peso de hasta el 80% en la rueda trasera y el 20% en la delantera (aproximadamente). Esto hace que ruede mejor que una silla de ruedas estándar, pero es menos estable, por lo que requiere mayor habilidad para su uso.

Terreno donde se utiliza la silla de ruedas

El suelo blando produce mayor fricción y por tanto requiere más esfuerzo para impulsar la silla de ruedas. La fricción es mucho menor en terrenos o superficies duras.

Tamaño y composición de las ruedas traseras

Las ruedas neumáticas (llenas de aire) son más cómodas ya que proporcionan una mejor amortiguación, pero al ser más blandas también proporcionan una mayor resistencia a la rodadura. Un neumático correctamente inflado rueda más fácilmente que un neumático desinflado. Muchos clientes evitan los neumáticos con ruedas porque son problemáticos y se pinchan fácilmente. Los sólidos, por otro lado, son mucho más duros, por lo que reducen la resistencia pero proporcionan menos amortiguación al usuario. Las ruedas pequeñas tienen menos fricción porque tienen menos superficie de contacto con el suelo pero los usuarios sienten menos control, mientras que las ruedas más grandes tienen mejor agarre, pero producen mayor fricción al tener una mayor superficie de contacto.

Tamaño de las ruedas giratorias (delanteras)

Las ruedas grandes son más recomendables para exteriores y suelos irregulares, mientras que las pequeñas son mejores para uso en interiores y para practicar deportes ya que giran más rápido en superficies lisas y duras. Sin embargo, el tamaño correcto está determinado por la combinación entre la superficie sobre la que se utilizará la silla de ruedas, la distribución del peso en la silla de ruedas y el tipo de actividades que realiza el usuario de la silla de ruedas.

Centro de gravedad de la silla de ruedas

Mover el centro de gravedad hacia atrás y hacia arriba aumenta el peso sobre las ruedas traseras y hace que la silla sea más fácil de manejar pero más inestable. Moviendo el centro de gravedad hacia abajo y hacia adelante, la silla gana estabilidad pero es más difícil de manejar. Normalmente se puede llegar a un compromiso según las necesidades del usuario. Puede ser necesario introducir dispositivos de seguridad como ruedas antivuelco.

Distancia entre los ejes de las ruedas delanteras y traseras

La distancia entre ejes larga tiende a mantener mejor el rumbo, va en línea recta (por eso las sillas de carreras son muy largas). La distancia entre ejes corta es más suave y más fácil de girar o sortear obstáculos (es por eso que las sillas de baloncesto tienden a tener esta distancia más corta).

Ángulo de las ruedas traseras (camber)

La mínima fricción se consigue con las ruedas traseras verticales en posición neutra, que es paralela a la silla de ruedas y perpendicular al suelo. Aumentar la inclinación de las ruedas, es decir; si las ruedas tienen un Ángulo Positivo por lo que tienen un mayor ancho en la base, le da al usuario un mejor control para dirigir la silla de ruedas pero aumenta la resistencia al movimiento. Por otro lado, una caída reducida cuando las ruedas tienen un ángulo negativo, por lo que tener un ancho más pequeño en la base creará más fricción y, por lo tanto, creará más inestabilidad. (Figura 8)

Ángulo de las ruedas giratorias (delanteras)

Las ruedas giratorias están a 90º para mantener el mismo equilibrio mecánico en todas las direcciones. Si el ángulo es más abierto o menos abierto, la parte frontal del marco estará más alta o más baja dependiendo de la dirección y creará resistencia y fricción adicional al movimiento.

Factores que afectan la propulsión

El montaje de la silla de ruedas debe garantizar una propulsión eficaz junto con un gasto energético mínimo. Cada usuario tiene una capacidad de propulsión diferente debido a sus circunstancias personales, que en ocasiones pueden verse limitadas. Por eso es importante tener en cuenta los siguientes factores importantes que incidirán en la composición de la silla según las necesidades de cada usuario, para optimizar la propulsión.

Rango de movimiento y actividad muscular

Biomecánica de sillas de ruedas - Fig. 1.jpgEl grado de movilidad que tenga el usuario en tronco, hombro, codo, muñeca y dedos puede limitar la posibilidad de realizar todo el recorrido óptimo de propulsión.

Si el usuario tiene buena movilidad en estas articulaciones, la técnica de empuje más efectiva se indica en la Fig.1 comenzando por detrás del tronco y terminando a la altura de la mitad del muslo. De esta forma, la actividad de los músculos del brazo permite la buena aplicación de fuerzas.


Postura

Biomecánica de sillas de ruedas - Fig. 2.jpgPara poder propulsarse correctamente y aprovechar toda la energía durante la propulsión, el usuario debe estar correctamente sentado (erguido) en una posición sentada simétrica. En esta posición el usuario puede alcanzar completamente las llantas de empuje y realizar el movimiento completo del brazo, para iniciar la propulsión de la rueda desde atrás, aplicando fuerza durante todo el movimiento.

Si el usuario se desliza hacia adelante en el asiento como se indica en la Fig.2, los aros de empuje quedarán demasiado altos y puede resultar incómodo iniciar la propulsión desde atrás, por lo que el usuario tenderá a iniciar el empuje más hacia adelante sobre la rueda, por lo que tienen un golpe de empuje más corto y menos eficiente.

Altura y Posición de las Ruedas

Para lograr más…

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