Desarrollo de los medios básicos para diseñar sistemas robóticos de rehabilitación motora fina por movimientos funcionales

Abstract

En este trabajo se presenta el desarrollo de los elementos básicos para el diseño de sistemas robóticos de rehabilitación motora fina enfocados a la tarea funcional de la escritura. Un sistema robótico para rehabilitación permite a los pacientes con daño cerebral en cualquier nivel de lesión repetir movimientos prácticos y tareas funcionales. De la literatura, los robots de rehabilitación se clasifican en pasivos donde el robot realiza la actividad, guiando al paciente, y activos donde los robots corrigen y asisten al paciente en la realización de tareas. Los medios básicos desarrollados pertenecen a la clasificación de los sistemas activos y además proveen un funcionamiento interactivo proporcionando información al paciente del cambio en la respuesta del sistema. En este trabajo se describen cuatro medios básicos los cuales son: formación de la trayectoria, control de la trayectoria formada, retroalimentación visual y auditiva, además de la evaluación del estado del paciente. Los medios básicos incluyen métodos, algoritmos y programas. Se presentan dos métodos para la formación de los movimientos de un instrumento de escritura que describen el movimiento funcional a seguir por el paciente: un método se basa en el cálculo de la trayectoria y el segundo en la adquisición de la trayectoria por medio de una tableta digitalizadora de tecnología electromagnética. El control de la trayectoria formada presenta un método para encontrar las trayectorias articulares del robot, que permitan el movimiento del instrumento de escritura, además de un método para el control de la trayectoria por interacción con el paciente, el cual contempla el uso de retroalimentación visual y auditiva. Para evaluar el estado del paciente, se describe un método utilizando una tableta digitalizadora gráfica que permite obtener datos de posición, inclinación y tiempo de medición de los datos de un instrumento de escritura. Finalmente, la aplicabilidad de los medios básicos desarrollados en este trabajo se confirmó por la simulación física del sistema robótico de rehabilitación interactiva, utilizando el robot de 6 grados de libertad PowerCube. Además, todos los medios básicos desarrollados se implementaron en un sistema de rehabilitación que no hace uso de robots, utilizando una tableta digitalizadora. El sistema es aplicable para la rehabilitación de los pacientes con menor grado de lesión neuronal inicial o alcanzado como resultado de la terapia con aplicación del robot. El sistema es aplicable para el uso individual tanto en centros de rehabilitación como en el hogar de los pacientes, por medio de comunicación con el terapeuta a través de internet.