Diseño de un estudio experimental para rehabilitación de rodilla con exoesqueleto activo

Abstract

Para el ser humano el poder realizar todas sus habilidades básicas es de vital importancia, por este motivo perder esta capacidad es algo que afecta fuertemente la vida del ser humano y que conlleva a una pérdida parcial de la calidad de vida de la persona. Para solucionar este problema, la humanidad ha desarrollado a través del tiempo diferentes formas de rehabilitación según la necesidad que tenga cada persona y según qué parte del cuerpo humano fue afectada. El grupo de investigación Gibiome del semillero de ingeniería de rehabilitación de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito está desarrollando diferentes investigaciones alrededor de un exoesqueleto activo de miembro inferior, el cual está diseñado para hacer parte de una plataforma de robótica ajustable para rehabilitación de marcha y asistencia (AGoRA). El exoesqueleto fue diseñado como una manera de rehabilitación para pacientes que hayan sufrido de un accidente cerebrovascular (ACV). Consta con 6 grados de libertad y está hecho en su mayor parte en duraluminio, además posee sensores, actuadores y plantillas de fuerza. Actualmente se están desarrollando tres estudios para observar la eficacia del exoesqueleto en la terapia física. Para ello se están desarrollando varias terapias para pacientes que hayan sufrido de un ACV. Una de ellas está enfocada en la rehabilitación de rodilla con exoesqueleto activo en estado estacionario, que consiste en ejercicios de flexión y extensión de la rodilla con asistencia del exoesqueleto mientras el paciente está sentado. Otra de estas terapias también está enfocada en la rehabilitación de rodilla, pero en marcha, donde el paciente usará el exoesqueleto en diferentes modos (transparencia y asistencia), mientras camina en una banda sin fin, este también se realiza en pacientes sanos con el fin de observar que el exoesqueleto no afecta los patrones normales de marcha. Estos estudios tienen unos indicadores que son los EMGs de los músculos relacionados con las actividades realizadas en la terapia, patrones de marcha, nivel de espasticidad según la escala de Ashworth (En dado caso de que sean participantes patológicos). Cada protocolo se planteó basados en el estado del arte de estudios anteriores los cuales realizaron terapias con exoesqueleto de miembro inferior y tenían indicadores para demostrar la influencia del exoesqueleto. En cada uno de estos estudios se realizaron encuestas de satisfacción, ya que la opinión del usuario es bastante importante y definitiva para identificar las ventajas y desventajas de cada estudio, y para obtener una realimentación donde se tomarán en cuenta los resultados de las encuestas para enfocarse en los puntos a mejorar. También se espera que a medida de que avancen las sesiones de terapia se vean mejoras en el paciente reflejadas en los resultados de patrones de marcha y que se vean reducidos los niveles de espasticidad.

For the human being, being able to perform all their basic skills is of vital importance, for this reason losing this ability is something that strongly affects the life of the human being and that leads to a partial loss of the person's quality of life. To solve this problem, humanity has developed over time different forms of rehabilitation according to the needs of each person and according to which part of the human body was affected. The Gibiome research group from the rehabilitation engineering hotbed of the Julio Garavito Colombian School of Engineering is developing different investigations around an active lower limb exoskeleton, which is designed to be part of an adjustable robotics platform for gait rehabilitation and assistance (AGORA). The exoskeleton was designed as a form of rehabilitation for patients who have suffered from a cerebrovascular accident (CVA). It has 6 degrees of freedom and is made mostly of duralumin, it also has sensors, actuators and force templates. Three studies are currently underway to observe the effectiveness of the exoskeleton in physical therapy. For this, several therapies are being developed for patients who have suffered a stroke. One of them is focused on knee rehabilitation with active exoskeleton in steady state, which consists of knee flexion and extension exercises with the assistance of the exoskeleton while the patient is sitting. Another of these therapies is also focused on knee rehabilitation, but in running, where the patient will use the exoskeleton in different modes (transparency and assistance), while walking on a treadmill, this is also done in healthy patients in order Note that the exoskeleton does not affect normal walking patterns. These studies have some indicators that are the EMGs of the muscles related to the activities carried out in the therapy, gait patterns, level of spasticity according to the Ashworth scale (if they are pathological participants). Each protocol was proposed based on the state of the art of previous studies which carried out therapies with exoskeleton of the lower limb and had indicators to demonstrate the influence of the exoskeleton. In each of these studies, satisfaction surveys were carried out, since the user's opinion is quite important and definitive to identify the advantages and disadvantages of each study, and to obtain feedback where the results of the surveys will be taken into account to focus on the points to improve. It is also expected that as the therapy sessions progress, improvements will be seen in the patient reflected in the results of gait patterns and spasticity levels will be reduced.