Diseño y Análisis de VARONE, un Nuevo Dispositivo Pasivo de Ejercicio para la Parte Superior del Cuerpo
Autores: Amador, Luis Daniel Filomeno; Castillo Castañeda, Eduardo; Laribi, Med Amine; Carbone, Giuseppe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y Análisis de VARONE, un Nuevo Dispositivo Pasivo de Ejercicio para la Parte Superior del Cuerpo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots
Terapia de rehabilitación
Proceso de evaluación
Dispositivo de evaluación del movimiento de la muñeca
Grados de libertad
Validación experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los robots han sido ampliamente investigados para la terapia de rehabilitación activa y pasiva de pacientes con discapacidades en las extremidades superiores. Sin embargo, el proceso de evaluación de la rehabilitación a menudo se ignora o se realiza de manera cualitativa por el fisioterapeuta, utilizando escalas ordinales basadas en gráficos o medidas basadas en la observación, que tienden a depender de la experiencia profesional y carecen de análisis cuantitativos. Con el fin de cuantificar objetivamente el progreso de la rehabilitación de la extremidad superior, este documento presenta un dispositivo de evaluación de movimiento pasivo de muñeca (VARONE) con tres grados de libertad (DoFs) basado en un diseño mecánico de cardán. VARONE implementa un mecanismo de tres juntas pasivas rotativas con resistencia pasiva controlable. Se utiliza un sensor de unidad de medida inercial (IMU) para cuantificar la orientación y posición de la muñeca, y se implementa un módulo de codificador para obtener las posiciones del brazo. El dispositivo VARONE propuesto también se puede utilizar en combinación con el dispositivo de dos DoFs previamente diseñado NURSE (dispositivo asistencial de extremidad superior Cassino-Querétaro) para realizar múltiples evaluaciones y tareas de rehabilitación concurrentes. Se han llevado a cabo análisis y pruebas experimentales para demostrar la viabilidad técnica de las aplicaciones previstas de VARONE. El valor máximo registrado para el sensor IMU es de 36.8 grados, el valor mínimo registrado es de -32.3 grados, y el rango de torque registrado es de aproximadamente -80 a 80 Nmm. Los modelos implementados incluyen cinemática, estática (F.E.M.) y dinámica. Treinta pacientes sanos participaron en una validación experimental. Las pruebas experimentales se desarrollaron con diferentes rutas de ejercicio definidas por objetivos que el participante debía seguir.
Descripción
Los robots han sido ampliamente investigados para la terapia de rehabilitación activa y pasiva de pacientes con discapacidades en las extremidades superiores. Sin embargo, el proceso de evaluación de la rehabilitación a menudo se ignora o se realiza de manera cualitativa por el fisioterapeuta, utilizando escalas ordinales basadas en gráficos o medidas basadas en la observación, que tienden a depender de la experiencia profesional y carecen de análisis cuantitativos. Con el fin de cuantificar objetivamente el progreso de la rehabilitación de la extremidad superior, este documento presenta un dispositivo de evaluación de movimiento pasivo de muñeca (VARONE) con tres grados de libertad (DoFs) basado en un diseño mecánico de cardán. VARONE implementa un mecanismo de tres juntas pasivas rotativas con resistencia pasiva controlable. Se utiliza un sensor de unidad de medida inercial (IMU) para cuantificar la orientación y posición de la muñeca, y se implementa un módulo de codificador para obtener las posiciones del brazo. El dispositivo VARONE propuesto también se puede utilizar en combinación con el dispositivo de dos DoFs previamente diseñado NURSE (dispositivo asistencial de extremidad superior Cassino-Querétaro) para realizar múltiples evaluaciones y tareas de rehabilitación concurrentes. Se han llevado a cabo análisis y pruebas experimentales para demostrar la viabilidad técnica de las aplicaciones previstas de VARONE. El valor máximo registrado para el sensor IMU es de 36.8 grados, el valor mínimo registrado es de -32.3 grados, y el rango de torque registrado es de aproximadamente -80 a 80 Nmm. Los modelos implementados incluyen cinemática, estática (F.E.M.) y dinámica. Treinta pacientes sanos participaron en una validación experimental. Las pruebas experimentales se desarrollaron con diferentes rutas de ejercicio definidas por objetivos que el participante debía seguir.