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Development of an Optical Fiber-­Based Insole for Gait Parameters Detection in Rehabilitation Processes in the Population with Lower Limb Disabilities

Introducción: Dado que varias enfermedades se reflejan en el pie humano como presiones plantares, se han desarrollado diversas tecnologías de evaluación de la marcha. Algunas de ellas son las plataformas de fuerza, las IMU (unidades de medición inercial) y las plantillas instrumentadas. Las plantillas instrumentadas tienen ventajas sobre las otras tecnologías mencionadas, por ejemplo, no limitan la evaluación de la marcha a unos pocos pasos y no requieren un proceso repetitivo de calibración. Se han utilizado diferentes sensores para desarrollar estas plantillas instrumentadas, algunos ejemplos son los sensores capacitivos, FSR, sensores piezoresistivos y sensores ópticos. En la literatura, los sensores ópticos han sido identificados como una opción atractiva debido a sus propiedades mecánicas y a la inmunidad al ruido electromagnético. Teniendo en cuenta el estado del arte en este trabajo se desarrolla y caracteriza una plantilla instrumentada basada en sensores de fibra óptica polimérica. |textbf{Objetivo:} El objetivo del presente trabajo es desarrollar una plantilla instrumentada, con un sensor de POF y, un módulo de adquisición y transmisión para la evaluación de la marcha. \\ Metodología:} Para el desarrollo de la plantilla instrumentada el proyecto se dividió en tres componentes principales que son la plantilla, el sensor y el módulo de adquisición y transmisión. El sensor se realizó con una fibra óptica polimérica y el principio de funcionamiento del sensor se desarrolló en base a una técnica de multiplexación. Se ensamblaron los componentes descritos y se implementó un protocolo de caracterización. Este protocolo contempló intervalos de tiempo para medir la respuesta del sensor a diferentes cargas e intervalos de tiempo para la recuperación del sensor. \N - Textobf{Resultados:} En esta sección se mostraron los resultados del protocolo de caracterización. La respuesta a las cargas de las cuatro zonas sensibles no fue homogénea entre ellas. La mayoría de las zonas sensibles presentaron un comportamiento lineal con alguna excepción. Por otro lado, algunas de las zonas sensibles presentaron valores de $R^2$ inferiores a 0,8$ y otras alcanzaron valores de $R^2$ superiores a 0,9$ en su tendencia lineal. |textbf{Discusión:} Varios factores afectaron a la respuesta de los sensores de fibra óptica por lo que hay que tenerlos en cuenta, de lo contrario, estos factores afectarían al sistema de medición desarrollado, dando lugar a la no repetibilidad y a la disminución de la respuesta lineal a la carga como se pudo observar en los resultados de la caracterización. \\ Conclusiones:} Se desarrolló una plantilla instrumentada y sus módulos de adquisición y transmisión utilizando el microcontrolador de la placa FRDM KL25Z; adicionalmente se utilizó una placa de acoplamiento de fibra óptica para integrar las fuentes de luz y la fibra óptica para el correcto funcionamiento del sensor. El principio de funcionamiento de la plantilla instrumentada se basa en una técnica de multiplexación.