baston inteligente

Sistema mecatrónico para la rehabilitación de pacientes con
problemas neuromusculares en extremidades inferiores
J.D. Aguilar Escobar1, K.A. Camarillo Gómez1, H. Orozco Mendoza1, I. Aguilera1

Abstract—En este desarrollo se propone el diseño de un sistema
mecatrónico que ayuda a la rehabilitación de pacientes con
parálisis cerebral y lesión medular, particularmente,
mielomeningocele. Eldiseño consiste de un sistema ajustable a
cada antropometría humana con cuatro grados de libertad, dos
para cada pierna, uno en la cadera y otro en la rodilla.
El sistema es capaz de generar los movimientos
neuromusculares del paciente mediante la simulación de un
patrón de marcha humana. Además, el sistema de
rehabilitación puede determinar el esfuerzo que realizará el
paciente durante unasesión de rehabilitación supervisada por
un terapeuta especializado. El diseño de este sistema de
rehabilitación en conjunto con otros subsistemas, permitirán
que los pacientes puedan reincorporarse a la vida cotidiana con
una mayor calidad de vida.

I.

INTRODUCCIÓN

La robótica es un campo relativamente nuevo de la
tecnología moderna, la cual ha sido definida como la ciencia
queestudia la conexión inteligente entre la percepción y la
acción [Sciavicco, 2000]. En el campo de la robótica
convergen múltiples disciplinas como la ingeniería eléctrica,
ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ciencias
computacionales, teoría de control, etc. A la robótica
también se le asocia la diversión, la industria, la medicina, la
investigación, la ciencia ficción, entre otras,produciendo
una gran gama de innovaciones tecnológicas.
Por ello, se busca la creación de mejores condiciones de los
recursos tecnológicos para la prestación con calidad de los
servicios de salud, el desarrollo y la creciente aceptación de
los robots en la rehabilitación. Los avances tecnológicos,
permiten también crear nuevas formas de terapia para
pacientes con parálisis cerebral o lesiónmedular.
El desarrollo de la tecnología para la generación de patrones
de movimientos neuromusculares útiles para la marcha
funcional ha tenido grandes avances tanto en la caminata de
los pacientes con lesión medular (mejora en la velocidad de
marcha, resistencia e incluso la caminata independiente)
como en los movimientos voluntarios de tobillos, siempre y
cuando estos sean entrenadosperiódicamente con asistentes
automatizados
[Colombo,
2001],
[Wirtz,
2005],
[Winchester, 2005], [Mirbagheri, 2005], [Hornby, 2005].
1
Departamento de Ingeniería Mecánica, Instituto Tecnológico de
Celaya, Av. Tecnológico y A. García Cubas, C.P. 38010, Celaya, Gto.
daguilare@hotmail.com ,{karla,horacio}@itc.mx.

En México 1,795,000 personas sufren de algún tipo de
discapacidad [1], de las cualesel 45.3 % sufren de
discapacidad motriz; es decir, poco más de 814 mil personas.
De ellas el 49.6 % son niños y personas en edad de trabajar,
por lo tanto se tiene que 404,000 personas son candidatos a
algún tipo de terapia de rehabilitación.
Es necesario un programa de rehabilitación para recobrar la
movilidad pérdida, ya que hoy en día este tipo de
rehabilitación se basa en fisioterapiamanual y ejercicios
musculares específicos.
Los desarrollos científicos y tecnológicos en esta área cada
día avanzan más gracias a diferentes líneas de investigación
que se están desarrollando en diferentes partes del mundo.
Los proyectos más sonados son el Irbid Assistive Leg
(HAL), desarrollado por el Prof. Sankai en el Cybernics
Laboratory de la Universidad de Tsukuba en Japón [2] y elBerkeley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX),
desarrollado por el Prof. Kazerooni en la Universidad de
Berkley en USA.
La órtesis activa HAL (Hybrid Assistive Limb) [2] es un
sistema de ayuda a la marcha para personas con
discapacidad motora. Este dispositivo camina y soporta el
peso de una fuente de alimentación autónoma, y ha sido
diseñada para ayudar a los músculos del usuario.
El...