Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
Contribución al diseño de robots exoesqueléticos de rehabilitación
Año:2017
Áreas de investigación
  • Robots biomédicos,
  • Robots asistenciales,
  • Diseño de robots
Datos
Descripción
El hombro es una articulación múltiple formada por varios huesos, músculos y tendones que aportan grados de libertad a su movimiento de forma compleja. Su estudio ha sido abordado muchas veces desde diferentes perspectivas, pero siguen quedando asuntos pendientes de resolución en lo relativo a su movimiento, simulación, rehabilitación, y robotización, entre otros. El dolor de hombro es uno de los problemas musculo-esqueléticos más habitual. Supone el 1,2 % de las consultas médicas, ocupando el tercer lugar, tras el dolor lumbar y el cervical, con una prevalencia de entre el 7 y el 34 % en la población general. Es una dolencia muy inhabilitante para quienes la padecen, aumenta de forma notable con el envejecimiento y en la mayoría de los casos vuelve a reaparecer tras la primera incidencia. Por todo ello constituye un tema central de investigación, al que se ha dedicado un notable esfuerzo, dado que la rehabilitación tiene un importante papel en el tratamiento de hombros y en la mejora de la calidad de vida del paciente. Los intentos de robotizar de la rehabilitación de las extremidades superiores han sido abundantes y por lo general han producido sistemas eficaces aunque costosos y voluminosos. Krabben sostiene que ?el efecto de la rehabilitación robotizada es al menos tan bueno como el de la rehabilitación clásica?, lo cual anima a profundizar en el tema y presentar nuevas propuestas. Esta tesis es un nuevo intento de abordar la rehabilitación robotizada del hombro para proporcionar soluciones de bajo coste, portátiles y bien adaptadas a las necesidades del hombro. La razón para establecer estos objetivos es que su consecución podría contribuir a conseguir una mayor eficacia en los tratamientos, y aumentar el confort del paciente que podría llevarse a casa el equipo para realizar el tratamiento en su domicilio. De este modo, ganaría en flexibilidad de horarios, distancia al centro hospitalario y haría más llevadera una rehabilitación continuada y prolongada. Este esfuerzo ha dado lugar a dos patentes. Una se incorporó en la primera versión del exoesqueleto de rehabilitación y la otra forma parte de la versión actual de SOFI (Sistema Ortésico multi-Funcional del hospital Infanta Sofía). También se ha diseñado y construido un ?movilizador robotizado post-operatorio? para las fases más tempranas de la recuperación de hombros recién operados. El proyecto se inició con un enfoque técnico orientado a construir un robot, pero el tiempo ha demostrado que para desarrollar una solución apropiada era necesario: - Comprender las patologías que afectan al hombro y la manera en que se tratan desde la rehabilitación clásica. - Comprender el funcionamiento de la articulación del hombro, sus posibles fallos y ser capaz de modelar su comportamiento. - Desarrollar una herramienta de medida objetiva para evaluar el grado de discapacidad provocado por las patologías en cada paciente y la evolución de éste con el tratamiento, sea clásico o robotizado. - Desarrollar una metodología de evaluación de pacientes sistemática y sencilla, que haciendo uso de la herramienta desarrollada, permitiese detectar problemas de hombro y valorar su gravedad. Todo lo anterior condujo a la realización de algunos estudios clínicos con pacientes, empleando el ?sistema de evaluación?, que ayudaron a entender las necesidades de pacientes y terapeutas y a especificar los requisitos de diseño de los robots. Además se realizaron otros estudios, mediante algoritmos de procesamiento de imágenes por ordenador, sobre unas 15.000 fotografías de más de 30 personas sanas para construir un modelo de movimiento de la unión gleno-humeral. Este modelo, que se incorporó a la cinemática del exoesqueleto SOFI, junto con la propuesta mecánica conformaron una solución para acomodar los movimientos del exoesqueleto a los de la articulación del paciente que era uno de los primeros retos. Otro factor que influye en la versatilidad y eficacia del sistema es el conjunto de ejercicios de rehabil
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
18/09/2017
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Director: Roque Jacinto Saltaren Pazmiño (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Robots y máquinas inteligentes
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de Automática y Robótica (CAR). Centro Mixto UPM-CSIC
  • Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
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