Desarrollo de un exoesqueleto rehabilitador pasivo de una mano para personas con lesiones cerebrovasculares

Abstract

Se presenta el diseño y construcción de un prototipo de exoesqueleto rehabilitador pasivo para la mano, orientado a personas que sufren las consecuencias motoras de un accidente cerebrovascular (ACV). El exoesqueleto permite realizar movimientos de flexión y extensión en los dedos de manera pasiva, repetitiva y constante durante el tiempo determinado por el paciente o el fisioterapeuta. En el proceso de diseño se presentaron dos alternativas de solución, considerando las especificaciones técnicas de diseño y el funcionamiento esperado, lo que permitió hacer una comparación y seleccionar el diseño más viable y efectivo. Por otra parte, con la ayuda del software SolidWorks se realizó un análisis de elementos finitos con el objetivo de determinar los esfuerzos a los cuales estará sometido el prototipo durante el funcionamiento. De igual manera, se obtuvieron las diferentes trayectorias de los dedos principales, índice y pulgar, mediante programación en Python y el complemento MediaPipe para conseguir un movimiento natural. Asimismo, se realizaron cálculos necesarios de los componentes electrónicos que se utilizaron. La estructura ligera y resistente del exoesqueleto fue obtenida mediante impresión 3D con materiales ABS y PLA+. Un microcontrolador Arduino Nano es el cerebro de todo el funcionamiento del dispositivo. El dispositivo cuenta con un sistema de control mediante una aplicación Android, facilitando su uso. Finalmente, el resultado es un dispositivo portátil, paramétrico, ergonómico, liviano y funcional. El exoesqueleto permite realizar movimientos básicos de flexión y extensión a diferentes velocidades según el nivel de lesión; de esta manera, se obtiene una mejora en la rehabilitación de las personas con secuelas de un ACV en la mano.