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Fallas de Control

Storyboard

Las fallas de control neuromuscular implican errores en la planificación, ejecución o corrección del movimiento deportivo. El sistema nervioso no genera la secuencia correcta de activaciones musculares, la sincronización entre agonistas y antagonistas falla, o la retroalimentación propioceptiva no puede corregir la trayectoria a tiempo. El tiempo de reacción electromecánico (EMD) limita la velocidad de respuesta: si un impacto inesperado ocurre en < 3040 ms, el sistema neuromuscular no puede activar los músculos estabilizadores antes de que se produzca la lesión (mecanismo de lesión del LCA sin contacto). La pérdida de propiocepción post-lesión reduce la señal aferente, deteriorando la retroalimentación de posición articular. El modelo de control PD con retardo temporal describe las oscilaciones y la inestabilidad articular en extremidades lesionadas. Las estrategias de movimiento compensatorias generan patrones biomecánicos subóptimos que sobrecargan otras estructuras, creando cadenas de lesiones secundarias.

>Modelo

ID:('ky', 474)


Error articular

Storyboard



$e=\theta_d-\theta$

$\theta_d$
Ángulo deseado
$rad$
$\theta$
Ángulo real articular
$rad$
$e$
Error articular
$rad$



>Modelo

ID:('gm', 4208)


Error de fuerza

Storyboard



$e_f=F_{deseada}-F_{real}$

$e_f$
Error de fuerza
$N$
$F_{deseada}$
Fuerza deseada
$N$
$F_{real}$
Fuerza real
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4209)


Control PD retardado

Storyboard



$M_{corr}=K_p e(t-t_d)+K_d\dot e(t-t_d)$

$M_{corr}$
Momento correctivo
$N·m$
$K_p$
Ganancia proporcional
$N·m/rad$
$K_d$
Ganancia derivativa
$N·m·s/rad$
$e(t-t_d)$
Error retardado
$rad$
$dot e(t-t_d)$
Derivada retardada del error
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 4210)


Frecuencia natural

Storyboard



$\omega_n=\sqrt{K_p g/L}$

$K_p$
Ganancia proporcional
$N·m/rad$
$L$
Longitud efectiva del segmento
$m$
$g$
Factor gravitatorio
$m/s²$
$omega_n$
Frecuencia natural de control
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 4211)


Criterio retardo

Storyboard



$R_{delay}=t_{delay}/(\pi/(2\omega_n))$

$R_{delay}$
Índice de inestabilidad por retardo
$1$
$omega_n$
Frecuencia natural de control
$rad/s$
$t_{delay}$
Retardo neural
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4212)


Señal propioceptiva lesionada

Storyboard



$S_{prop,l}=(1-k_{prop})S_{prop,n}$

$k_{prop}$
Pérdida propioceptiva relativa
$1$
$S_{prop,l}$
Señal propioceptiva lesionada
$1$
$S_{prop,n}$
Señal propioceptiva normal
$1$



>Modelo

ID:('gm', 4213)


Tiempo disponible impacto

Storyboard



$t_{disp}=\sqrt{2\delta_{umbral}/a_{impacto}}$

$delta_{umbral}$
Desplazamiento umbral de lesión
$m$
$a_{impacto}$
Aceleración de impacto
$m/s²$
$t_{disp}$
Tiempo disponible antes del umbral lesivo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4214)


Índice EMD

Storyboard



$R_{EMD}=(t_{EMD}+t_{reflejo})/t_{disp}$

$R_{EMD}$
Índice de insuficiencia temporal EMD
$1$
$t_{disp}$
Tiempo disponible antes del umbral lesivo
$s$
$t_{EMD}$
Tiempo electromecánico
$s$
$t_{reflejo}$
Tiempo reflejo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4215)


Coactivación compensatoria

Storyboard



$CI_{comp}=100M_{ant,comp}/M_{ag}$

$CI_{comp}$
Índice de coactivación compensatoria
$%$
$M_{ag}$
Momento agonista
$N·m$
$M_{ant,comp}$
Momento antagonista compensatorio
$N·m$



>Modelo

ID:('gm', 4216)


Oscilación inestable

Storyboard



$\theta_{osc}=A_{osc}e^{\lambda t}\cos(\omega_d t+\phi)$

$lambda$
Tasa de crecimiento/inestabilidad
$1/s$
$A_{osc}$
Amplitud de oscilación
$rad$
$phi$
Fase inicial
$rad$
$omega_d$
Frecuencia oscilatoria amortiguada
$rad/s$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4217)


Fuerza estabilizadora

Storyboard



$F_{estab}=\max(0,F_{desestab}-F_{ligamentosa})$

$F_{desestab}$
Fuerza desestabilizadora
$N$
$F_{estab}$
Fuerza estabilizadora activa requerida
$N$
$F_{ligamentosa}$
Fuerza ligamentosa residual
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4218)


Dinámica angular simulada

Storyboard



$\ddot\theta=(M_{corr}+M_{ext}-b\dot\theta)/I_\theta$

$M_{corr}$
Momento correctivo
$N·m$
$M_{ext}$
Momento externo perturbador
$N·m$
$I_ heta$
Inercia angular efectiva
$m²kg$
$b$
Amortiguación articular
$N·m·s/rad$
$\theta$
Ángulo real articular
$rad$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4219)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$CI_{comp}$
CI_comp
Índice de coactivación compensatoria
%
$R_{delay}$
R_delay
Índice de inestabilidad por retardo
1
$R_{EMD}$
R_EMD
Índice de insuficiencia temporal EMD
1
$k_{prop}$
k_prop
Pérdida propioceptiva relativa
1
$S_{prop,l}$
S_proprio_lesion
Señal propioceptiva lesionada
1
$S_{prop,n}$
S_proprio_normal
Señal propioceptiva normal
1
$lambda$
lambda
Tasa de crecimiento/inestabilidad
1/s
$e_f$
e_f
Error de fuerza
N
$F_{deseada}$
F_deseada
Fuerza deseada
N
$F_{desestab}$
F_desestab
Fuerza desestabilizadora
N
$F_{estab}$
F_estab
Fuerza estabilizadora activa requerida
N
$F_{ligamentosa}$
F_ligamentosa
Fuerza ligamentosa residual
N
$F_{real}$
F_real
Fuerza real
N
$M_{ag}$
M_ag
Momento agonista
N·m
$M_{ant,comp}$
M_ant_comp
Momento antagonista compensatorio
N·m
$M_{corr}$
M_corr
Momento correctivo
N·m
$M_{ext}$
M_ext
Momento externo perturbador
N·m
$K_p$
K_p
Ganancia proporcional
N·m/rad
$delta_{umbral}$
delta_umbral
Desplazamiento umbral de lesión
m
$L$
L
Longitud efectiva del segmento
m
$a_{impacto}$
a_impacto
Aceleración de impacto
m/s²
$g$
g
Factor gravitatorio
m/s²
$I_ heta$
I_theta
Inercia angular efectiva
m²kg
$b$
b
Amortiguación articular
N·m·s/rad
$K_d$
K_d
Ganancia derivativa
N·m·s/rad
$A_{osc}$
A_osc
Amplitud de oscilación
rad
$\theta_d$
theta_d
Ángulo deseado
rad
$\theta$
theta
Ángulo real articular
rad
$e$
e
Error articular
rad
$e(t-t_d)$
e_delay
Error retardado
rad
$phi$
phi
Fase inicial
rad
$dot e(t-t_d)$
de_delay_dt
Derivada retardada del error
rad/s
$omega_n$
omega_n
Frecuencia natural de control
rad/s
$omega_d$
omega_d
Frecuencia oscilatoria amortiguada
rad/s
$t_{delay}$
t_delay
Retardo neural
s
$t$
t
Tiempo
s
$t_{disp}$
t_disp
Tiempo disponible antes del umbral lesivo
s
$t_{EMD}$
t_EMD
Tiempo electromecánico
s
$t_{reflejo}$
t_reflejo
Tiempo reflejo
s

ID:(0, 474)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile