Plataforma de Fuerzas Estáticas
Static Force Platform
Andrea Elvira Betanzos Dammann
Universidad Politécnica de Chiapas – México
Alejandra Castellanos Figueroa
Universidad Politécnica de Chiapas – México
Dana Valeria Hernández Cerda
Universidad Politécnica de Chiapas – México
Dr. Gerardo Velázquez Hernández
Universidad Politécnica de Chiapas – México
Dra. María de Lourdes Corzo Cuesta
Universidad Politécnica de Chiapas - México
pág. 2161
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i2.10656
Plataforma de Fuerzas Estáticas
Andrea Elvira Betanzos Dammann1
[email protected]iapas.edu.mx
https://orcid.org/0009-0006-6828-1509
Universidad Politécnica de Chiapas
México
Alejandra Castellanos Figueroa
[email protected]iapas.edu.mx
https://orcid.org/0009-0000-3003-981X
Universidad Politécnica de Chiapas
México
Dana Valeria Hernández Cerda
[email protected]iapas.edu.mx
https://orcid.org/0009-0004-2622-8377
Universidad Politécnica de Chiapas
México
Dr. Gerardo Velázquez Hernández
[email protected]chiapas.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-5434-7443
Universidad Politécnica de Chiapas
México
Dra. María de Lourdes Corzo Cuesta
[email protected]iapas.edu.mx
https://orcid.org/0009-0005-2579-5289
Universidad Politécnica de Chiapas
México
RESUMEN
En posición bipodal, el peso del cuerpo es transmitido de la pelvis al suelo a través de las extremidades
inferiores. Cada pie soporta, por lo tanto, la mitad del peso del cuerpo. Cuando se analizan las fuerzas en el
plano sagital, se ha podido comprobar por análisis baropodométrico que el 60% de las fuerzas se dirigen al
calcáneo y el 40% al antepié. El personal administrativo, tiende a desarrollar disfunciones pélvicas a
consecuencia de la sedestación prolongada que caracteriza al puesto. Estas disfunciones generan
consecuencias adaptativas descendentes que alteran la distribución de las cargas estáticas, manifestándose
en la huella plantar.Mediante el análisis biomecánico es posible realizar análisis de presiones plantares que
suelen presentarse en individuos cuando se encuentran en estado de bipedestación. Estos estudios permiten
que sea más sencillo determinar afecciones posturales, como adaptaciones secundarias a disfunciones
articulares, sobre todo a nivel pélvico. Se elaboró una plataforma de fuerzas estáticas que permita visualizar
mediante un software, la presión que soporta la planta de los pies tomando en cuenta los puntos máximos
de presión para cada extremidad y la repartición de cargas entre el antepié y retropié del paciente, en busca
de medirlas cuantitativamente para brindar al profesional de la salud una herramienta de valoración y
seguimiento de patologías en el sistema musculoesquelético. El prototipo fue creado con el objetivo de
llevar a cabo estudios de análisis de la imagen de la huella plantar para identificar adecuadamente la
distribución y la entrega cuantitativa de presiones en el pie. El proceso de desarrollo se estimó en 4 meses
y se concluyó en diciembre de 2023. Se obtuvo que la plataforma muestra valores precisos y consistentes
que garantizan su estabilidad y confiabilidad en la lectura para la elaboración de un correcto análisis
biomecánico que cuente con aplicaciones en la rehabilitación. Con la plataforma se realizó un estudio para
el análisis de la presión plantar pre y post tratamiento osteopático a partir del 26 de enero de 2024 hasta el
20 de febrero de 2024.
Palabras clave: análisis biomecánico, presiones, sistema musculoesquelético, rehabilitación, osteopatía
1
Autor Principal
Correspondencia: [email protected]
pág. 2162
Static Force Platform
ABSTRACT
In bipedal position, the body weight is transmitted from the pelvis to the ground through the lower limbs.
Each foot, therefore, bears half of the body weight. When analyzing forces in the sagittal plane, it has been
verified through baropodometric analysis that 60% of the forces are directed to the calcaneus and 40% to
the forefoot. Administrative personnel tend to develop pelvic dysfunctions as a consequence of prolonged
sitting, which characterizes their position. These dysfunctions generate descending adaptive consequences
that alter the distribution of static loads, manifesting in the plantar footprint. Through biomechanical
analysis, it is possible to analyze plantar pressures that often occur in individuals when they are in a standing
position. These studies make it easier to determine postural conditions, such as secondary adaptations to
joint dysfunctions, especially at the pelvic level. A platform for static forces was developed to visualize,
using software, the pressure exerted on the feet considering the maximum pressure points for each limb and
the distribution of loads between the forefoot and hindfoot of the patient, aiming to quantitatively measure
them to provide healthcare professionals with an assessment and monitoring tool for musculoskeletal
pathologies. The prototype was created with the aim of conducting studies for analyzing the image of the
plantar footprint to properly identify the distribution and quantitative delivery of pressures on the foot. The
development process was estimated at 4 months and concluded in December 2023. It was found that the
platform displays precise and consistent values, ensuring its stability and reliability in readings for the
preparation of correct biomechanical analysis with applications in rehabilitation. A study was conducted
using the platform for the analysis of pre and post-osteopathic treatment plantar pressure from January 26,
2024, to February 20, 2024.
Keywords: biomechanical analysis, pressures, musculoskeletal system, rehabilitation, osteopathy
Artículo recibido 23 febrero 2024
Aceptado para publicación: 23 marzo 2024
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INTRODUCCIÓN
Dentro de la fisioterapia en el manejo del dolor y la función en los trastornos musculoesqueléticos (TME)
se ven implicadas fundamentaciones teóricas en el marco de la visión biomecánica de los tejidos y
estructuras corporales asociadas como la muscular, articular, ósea, entre otros. Dentro del abordaje del
paciente con TME se ven ciertas limitaciones por la subjetividad del evaluador, debido a la visión
bidimensional del ojo humano y por la falta de valores para calcular parámetros importantes a nivel clínico
como la fuerza, las presiones y las potencias articulares. (Perafán & Daza, 2020, p.181)
Por medio de la plataforma de fuerzas estáticas, basada en el procesamiento de imágenes obtenidas
mediante fotografías, se pretende solventar las limitaciones en el cálculo de valores de presión plantar,
gracias a que, sistemas computarizados o dispositivos electrónicos pueden servir como instrumentos que
calculan de manera minuciosa y precisa las presiones a nivel plantar por cada una de las zonas que abarca
cada pie. De este modo, el profesional de la salud contará con una herramienta que proporcionará variables
físicas que le posibilitará llevar a cabo un análisis y emitir un diagnóstico preciso de los TME que pueda
experimentar un paciente.
Diversos estudios establecen que la sedestación prolongada en los puestos administrativos genera un riesgo
potencial ocupacional, provocando restricciones articulares pélvicas, principalmente ilíosacras y
sacroilíacas. Esto genera consecuencias patomecánicas descendentes en las articulaciones coxofemoral,
tibiofemoral y tibioadtragalina, modificando la postura del pie y por consecuencia la distribución de las
cargas estáticas.
A diferencia de enfoques anteriores que pueden centrarse en problemas de salud específicos, se busca
ampliar el campo de acción de la plataforma al ofrecer una herramienta adaptable y versátil que puede
aplicarse en diversos contextos de salud musculoesquelética y más allá. En este caso, se utilizó la plataforma
para llevar a cabo un estudio del análisis plantar de trabajadores administrativos de la Universidad
Politécnica de Chiapas, en el que se evaluó al grupo de estudio antes y posterior de una intervención
osteopática.
pág. 2164
METODOLOGÍA
Actualmente se puede analizar la proyección del centro de gravedad del cuerpo a través del estudio de
presiones plantares, tratándose de un elemento de diagnóstico fundamental para el estudio de la estática del
apoyo podal y de su repercusión en otras estructuras anatómicas.
Figura 1. Polígono de sustentación según Viladot [1].
El ser humano en estado de bipedestación, es un péndulo invertido que se equilibra sobre un triángulo de
sustentación armonioso formado lateralmente por dos piezas normalmente simétricas: los pies. Una
deformación o asimetría repercutirá siempre por encima y necesitará una adaptación del sistema postural
en general [14]. Para determinar la localización de las presiones máximas según una zona del pie, se dividió
el área de pisada en cinco zonas diferenciadas como se aprecia en la Figura 2;
1. Retropié
2. Antepié medial
3. Antepié central
4. Antepié lateral
5. Primer dedo
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Figura 2. Subdivisiones a tomar en cuenta en las presiones plantares
[Elaboración propia].
Diseño
El prototipo que se desarrolló fue una plataforma de fuerzas estáticas enfocada en cuantificar las presiones
plantares de pacientes reales, brindando así al profesional de la salud una herramienta de análisis
biomecánico para el estado de bipedestación del sujeto de prueba [12]. La plataforma se elaboró utilizando
un prisma rectangular de madera, 30cm x 35cm x 28cm, con su base superior hueca en la se colocó una
lámina de cristal templado de 3 mm de espesor. Se incorporó en el prototipo la cámara Web Pro HD
Logitech C920, con una resolución de 1080p, sobre la base interior del prisma apuntando su lente a la
lámina cristal, posicionándose adecuadamente para una óptima captura de imágenes destinadas a la
medición de presiones plantares. Con el objetivo de proporcionar un entendimiento más completo del
proceso, se detalla en la figura 3.
Figura 3. Diagrama de bloque de plataforma de fuerzas estáticas
[Elaboración propia].
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El componente esencial del proyecto consistió en la adquisición de la imagen de la planta del pie, la cual
suministró la información necesaria para calcular las presiones plantares en cada pie. Por ello, era
imperativo que la resolución de la captura de la imagen fuese de una calidad moderada y elevada.
Se destinó una superficie traslúcida y templada capaz de soportar un peso máximo aproximado de 95 kg,
como se logra apreciar en la Figura 4. Para garantizar la iluminación adecuada, fue necesario instalar luces
LED de color azul alrededor del vidrio y con ello se proporcionó una imagen óptima para el procesamiento.
Figura 4. Plataforma de fuerzas estáticas
[Elaboración propia].
Una vez configurado el hardware, se procedió al desarrollo de un script en MATLAB. Las imágenes
obtenidas se sometieron a un proceso de segmentación gracias al script, en el que se aplicó algoritmos de
procesamiento de imágenes para identificar la región de interés correspondiente a la plataforma de fuerzas.
Población y muestra
La población diana fue constituida por personal administrativo pertenecientes a la Universidad Politécnica
de Chiapas que experimentan sedestación prolongada durante sus actividades laborales. La población
accesible al estudio comprendió aquellos que cumplían con criterios específicos de inclusión y exclusión.
Se optó por un muestreo no probabilístico por conveniencia, abarcando un total de 20 participantes que
cumplieron las siguientes características:
1. Que perteneciera al conjunto de colaboradores de la institución.
2. Que no excediera un peso de 95 Kg.
3. Que estuviera de acuerdo en participar en el presente estudio.
pág. 2167
4. Sexo indistinto.
5. Que no padeciera de Trastornos Musculoesqueléticos.
6. Que no presentara enfermedades crónico degenerativas.
Instrumentos y procedimiento
Previo al estudio se organizó una capacitación dirigida al equipo de investigación. El propósito principal
de esta fue garantizar que cada paciente recibiera atención óptima y claridad en relación con el estudio
respecto a las dudas que pudieran surgir durante el proceso, asegurando así un ambiente propicio para el
estudio y la participación activa de los pacientes. Este proceso se realizó de acuerdo con los estándares
éticos y legales establecidos para la investigación clínica.
Para el estudio, se seleccionó un área que permitiera un fácil acceso y maniobrabilidad, así como un control
adecuado de la iluminación para garantizar condiciones óptimas de captura de imágenes. Además, se
verificó la correcta instalación y funcionamiento de la cámara de adquisición, que formaban parte integral
del prototipo. El control de estos factores fue fundamental para garantizar la adquisición precisa de
imágenes durante el proceso de medición de presión plantar.
El estudio se realizó en el consultorio médico de la Universidad Politécnica de Chiapas y constó de dos
sesiones. En la primera sesión, se llevó a cabo la entrega y firma del documento de consentimiento
informado a los participantes, donde se detallan los objetivos y procedimientos del estudio, así como los
posibles riesgos y beneficios asociados. Este paso fue fundamental para garantizar la participación
voluntaria y consciente de cada individuo en la investigación, como se aprecia en la figura 5.
Figura 5. Paciente sobre plataforma de fuerzas estáticas
[Elaboración propia].
pág. 2168
Posteriormente, se realizó el primer análisis de la presión plantar, de cada uno de los participantes,
utilizando la plataforma de fuerzas estáticas para obtener la distribución de cargas, en porcentaje y peso, en
cada uno de sus pies durante la bipedestación, además se obtuvieron los porcentajes específicos de antepié
y retropié, lo que permitió llevar a cabo evaluaciones osteopáticas individuales para determinar las
necesidades específicas de cada participante y diseñar un plan de tratamiento personalizado, como se detalla
en las figuras 6.
Figura 6. Imagen de los resultados de presiones plantares del paciente pretratamiento
a) b)
[Elaboración propia].
La segunda sesión consistió en brindar el tratamiento osteopático a los participantes del estudio. Este
tratamiento se basó en técnicas manuales destinadas a mejorar la movilidad y función de los tejidos
corporales, incluidos los músculos, articulaciones y fascias. Una vez completado el tratamiento, se realizó
el segundo análisis de la presión plantar para evaluar los resultados del tratamiento e identificar si se
presentó algún cambio. La comparación de los resultados obtenidos en cada sesión permitió determinar la
eficacia del tratamiento en la modificación de la distribución de cargas en cada uno de los pies y, por ende,
en la mejora de la funcionalidad y el alivio de posibles molestias o dolores asociados. Detallándose en la
figura 7 y figura 8.
pág. 2169
Figura 7. Tratamiento osteopático
[Elaboración propia].
Figura 8. Imagen de los resultados de presiones plantares del paciente postratamiento
a) b)
[Elaboración propia].
Para presentar los resultados obtenidos de cada paciente, se realizó un documento de evaluación postural
estática, en la que se aprecian los porcentajes obtenidos en la primera y segunda sesión, la clasificación
según la anatomía de cada uno de los pies del paciente tomando como referencia el porcentaje de
presiones de antepié y retropié de la siguiente tabla.
pág. 2170
Figura 11. Tabla de clasificación según anatomía [19].
Al finalizar el estudio, los resultados se entregaron a la Universidad Politécnica de Chiapas y fueron
anexados a los expedientes médicos correspondientes, así mismo se hizo la entrega personal de forma
tangible y digital a cada uno de los participantes.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En este estudio se evaluó la eficacia del tratamiento osteopático en la redistribución de cargas llevando a
cabo en una muestra de 20 individuos que cumplieron con los criterios de inclusión establecidos. La edad
media de los participantes fue de 40 años (rango: 30-50 años), con una muestra compuesta por 7 hombres
y 13 mujeres.
Se consideró a un individuo del estudio para exponer los resultados obtenidos en una gráfica de barras. El
participante fue evaluado previo al tratamiento osteopático y presentó una distribución desigual de las
cargas de los pies. Una vez completado el tratamiento osteopático, se observó una notable mejora, con
valores más cercanos al estándar de ambos pies, como se detalla en el gráfico 1.
pág. 2171
Gráfica 1. Resultados de la distribución de carga
[Elaboración propia].
El estudio reveló una mejora en los valores de redistribución de cargas en los pies en el 75% de los
participantes. Entre las participantes mujeres, el 84.62% presentó mejoras significativas, mientras que, entre
los participantes hombres, solo el 57.14%.
Los datos arrojados por el dispositivo en ambas sesiones revelaron una variación en los valores de
distribución de cargas plantares dentro del grupo de participantes antes y después del tratamiento. En la
fase previa del tratamiento, los porcentajes de distribución de cargas plantares en el pie izquierdo oscilaron
entre el 41% y el 69%, con una media del 55.15%. Mientras que, los porcentajes de distribución de cargas
plantares en el pie derecho variaron entre el 31% y el 59%, con una media del 44.85%. Lográndose apreciar
en el gráfico 2.
48%
49%
49%
50%
50%
51%
51%
52%
% pie izquierdo % pie derecho % pie izquierdo % pie derecho
Pretratamiento Posttratamiento
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS
PLANTARES DEL PACIENTE
pág. 2172
Gráfica 2. Presiones plantares pretratamiento
[Elaboración propia].
En la fase posterior del tratamiento, en la distribución de cargas plantares en el pie izquierdo los porcentajes
oscilaron entre 47% y 67%, con una media del 54.16%. Mientras tanto, en el pie derecho los porcentajes
oscilaron entre 33% y 53%, con una media del 45.79%. Detallándose en el gráfico 3.
Gráfica 3. Presiones plantares postratamiento
[Elaboración propia].
El análisis de las lecturas de la plataforma de fuerzas estáticas reveló una redistribución más equilibrada de
la carga entre el antepié y el retropié, así como una disminución en los puntos de alta presión en
comparación con las mediciones previas al tratamiento. Los hallazgos de este estudio respaldan la teoría de
que el tratamiento osteopático puede influir positivamente en la distribución de la carga en los pies.
pág. 2173
Se demostraron implicaciones clínicas significativas en el contexto de la biomecánica, ya que los resultados
sugieren que el tratamiento osteopático puede ser una opción terapéutica efectiva para personal
administrativo. Además, estas mejoras en la distribución de la carga podrían tener implicaciones prácticas
en la prevención de lesiones y la mejora del rendimiento físico en actividades cotidianas.
ANEXOS
Documento de evaluación postural estática
pág. 2174
Documento de consentimiento informado
pág. 2175
CONCLUSIONES
Dentro del estudio se proporcionó evidencia prometedora sobre el papel del tratamiento osteopático en la
mejora de la distribución de cargas en los pies, destacando su potencial impacto positivo en la salud postural
y el bienestar del personal administrativo.
La redistribución de las cargas corporales entre cada uno de los pies, así como en las presiones entre el
antepié y el retropié, indicaron una corrección de la postura y una reducción del riesgo de lesiones en estas
estructuras. Esta evidencia se alineo con la teoría osteopática de la importancia de la biomecánica en la
salud musculoesquelética.
Este estudio evidenció que el personal administrativo, debido a la sedestación prolongada, tiende a
desarrollar disfunciones pélvicas que afectan la distribución de cargas estáticas, manifestándose en la huella
plantar. Además, ofreció una comprensión más profunda de los efectos del tratamiento osteopático sobre la
distribución de la presión plantar en trabajadores administrativos, respaldado por un enfoque ético y
transparente en la investigación.
Es importante destacar que, si bien este estudio proporcionó resultados alentadores, se requieren
investigaciones adicionales para comprender mejor los mecanismos subyacentes y optimizar los protocolos
de tratamiento osteopático. La integración de tecnologías de evaluación, como la plataforma de fuerzas
estáticas utilizada en este estudio, pudo contribuir significativamente a la mejora de la práctica clínica en
el campo de la osteopatía.
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