Robotic Training System for Upper Limb Rehabilitation

Plataforma robótica para la rehabilitación de miembros superiores

Introducción: Un exoesqueleto se conceptualiza como un mecanismo estructural externo cuyos segmentos y articulaciones se corresponden con las del cuerpo humano y es capaz de coordinar y amplificar sus movimientos. El objetivo del trabajo se enfoca en desarrollar una tecnología de plataforma robótica de asistencia y métodos de cuantificación para la rehabilitación motora de miembros superiores en ambientes clínicos y ambulatorios para pacientes con afecciones motoras como resultado de enfermedades cerebrovasculares. Métodos: Se presenta a partir de una concepción integradora el diseño del prototipo de un exoesqueleto que permite al paciente realizar movimientos combinados a partir de los cuatro grados de libertad que provee el dispositivo de rehabilitación. El sistema es controlado por medio de una interfaz de usuario desarrollada en Labview, que soporta el control e interacción del usuario con el exoesqueleto, lo cual posibilita que el terapeuta puede modificar la rutina que debe realizar el paciente incluyendo nuevas trayectorias y el número de repeticiones a seguir por el exoesqueleto en las articulaciones de hombro, codo y muñeca. Adicionalmente, posibilita la retroalimentación visual de la actividad electromiográfica del paciente durante la rehabilitación. Resultados: Se presenta el diseño mecánico de la armadura, la implementación de los sistemas de potencia, el desarrollo del sistema de control y de la interfaz de usuario, así como su integración con el sistema mecánico. Conclusiones: Se desarrolla y pone en funcionamiento una avanzada plataforma robótica capaz de desarrollar diversas rutinas terapéuticas combinando 4 grados de libertad en hombro, codo y muñeca, capaz de controlar a través de la interfaz desarrollada desplazamientos regulados, exactos y repetitivos, así como seguir cronológicamente la evolución del paciente registrando la actividad mioeléctrica durante el proceso de rehabilitación.

INTRODUCCIÓN

Existen diversas enfermedades y traumatismos físicos, como las lesiones cerebrales y que dejan déficits motores en las extremidades superiores de los individuos; estas lesiones que requieren de un tratamiento de rehabilitación especializado con sesiones de fisioterapia realizadas por personal experto. El ictus es uno de los problemas más importantes en el mundo desarrollado y en Cuba, donde ocupa la tercera causa de muerte (8891 muertes en 2012) y la segunda después de las enfermedades cardiovasculares y el cáncer (Estévez, 2012). Del 50 al 70% de los casos sufre secuelas, cerca de un tercio de los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares son incapaces de valerse por sí mismos y aproximadamente el 75% pierde sus habilidades para volver al trabajo.