| Journal: | Ingeniería mecánica, tecnología y desarrollo |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000382379 |
| ISSN: | 1665-7381 |
| Authors: | Guzmán Valdivia, Cesar Humberto1 Carrera Escobedo, José Luis1 Blanco Ortega, Andrés2 Oliver Salazar, Marco Antonio2 Gómez Becerra, Fabio Abel2 |
| Institutions: | 1Universidad Politécnica de Zacatecas, Coordinación de Ingeniería Mecatrónica, Fresnillo, Zacatecas. México 2Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Departamento de Mecatrónica, Cuernavaca, Morelos. México |
| Year: | 2014 |
| Season: | Sep |
| Volumen: | 5 |
| Number: | 1 |
| Pages: | 255-264 |
| Country: | México |
| Language: | Español |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Aplicado, descriptivo |
| Spanish abstract | Los seres humanos siempre están expuestos a sufrir lesiones en el tobillo que pueden causar un daño muscular permanente. No obstante, con una rehabilitación adecuada, el tobillo se cura rápidamente sin convertirse en un problema crónico. La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de restablecer el movimiento perdido debido a un incidente traumático a través de terapia física. En este artículo se presenta el diseño y control de un sistema interactivo (TobiBot) de 1 gdl para pacientes que requieran de una rehabilitación de tobillo. Se presenta un análisis biomecánico de los movimientos básicos del tobillo de dorsiflexión/plantarflexión usando cinemática para determinar el diseño mecatrónico del rehabilitador. Se presenta una interfaz gráfica de usuario para facilitar la interacción hombre-máquina, también esta interfaz cuenta con un modo videojuego para la rehabilitación del tobillo. Se propone un esquema de control PID para gobernar los movimientos suaves y precisos de rehabilitación pasiva y un controlador de impedancia para movimientos de rehabilitación activa. Se presentan pruebas de funcionamiento del prototipo con pacientes sanos utilizando los esquemas de control propuestos para mostrar la respuesta suave y controlada de los movimientos de rehabilitación. Los resultados experimentales obtenidos demuestran el gran potencial de TobiBot para asistir en la rehabilitación de tobillo |
| English abstract | Humans are always at risk of ankle injuries that may cause permanent muscle damage. However, with proper rehabilitation, ankle heals quickly without becoming a chronic problem. Rehabilitation in a general sense aims to restore the lost motion due to a traumatic incident through physical therapy. In this paper, the design and control of an interactive system (TobiBot) of 1 DOF for patients who require ankle rehabilitation is presented. Abiomechanical analysis of the basic movements of ankle dorsiflexion/ plantarflexion using kinematics to determine the mechatronic design of the rehabilitation is presented. A graphical user interface is presented to facilitate human-machine interaction; also this interface includes a videogame mode for ankle rehabilitation. A PID control scheme is proposed for the smooth and accurate control movements of passive rehabilitation and an impedance controller for active rehabilitation movements. Prototype function tests with healthy subjects using the control schemes proposed to display smooth and controlled response rehabilitation movements are presented. The experimental results demonstrate the great potential of TobiBot to assist in the ankle rehabilitation |
| Disciplines: | Ingeniería, Medicina |
| Keyword: | Terapéutica y rehabilitación, Traumatología y ortopedia, Ingeniería biomédica, Mecatrónica, Tobillo, Rehabilitación física, Terapia física, Sistemas interactivos, Análisis biomecánico, Interfaz gráfica |
| Keyword: | Engineering, Medicine, Therapeutics and rehabilitation, Traumatology and orthopedics, Biomedical engineering, Mechatronics, Ankle, Physical rehabilitation, Physical therapy, Interactive systems, Biomechanical analysis, Graphic interface |
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