Sistema electrónico de medición de ángulos en movimientos articulares de tobillo y pie durante la rehabilitación de esguince de tobillo utilizando algoritmos de aprendizaje de máquina para evaluación fisioterapéutica de pacientes

Abstract

El presente proyecto consiste en el desarrollo de GONIOFEET, el cual es un sistema electrónico de medición de ángulos en movimientos articulares de tobillo y pie en grados, mediante el uso de sensores de posicionamiento inerciales acelerómetros, giroscopios y un potenciómetro rotatorio, los cuales calculan el ángulo de rotación e inclinación en los ejes X, Y, Z, dichos sensores estarán ubicados en un prototipo en forma de plataforma con movilidad en la cual el paciente podrá realizar los movimientos articulares de tobillo y pie, específicamente los movimientos de flexión, extensión, inversión, eversión, abducción y aducción. El sistema consta de un sistema de visualización, a través del cual se muestra información del paciente además de observar y almacenar los valores de ángulos en grados que se reciben al momento de realizar un movimiento articular en el prototipo. Con datos obtenidos con GONIOFEET de 60 pacientes entre ellos personas con movilidad normal, movilidad reducida en este caso pacientes con esguince de tobillo y movilidad elevada en este caso con pacientes con hiperlaxitud se obtuvo una base de datos de entrenamiento para que el sistema mediante algoritmos de decisión supervisados sea de capaz de realizar una predicción del rango de movilidad del tobillo y pie del paciente, que puede ser normal, reducida y elevada, con lo cual busca ser un apoyo al especialista a la hora de realizar una evaluación fisioterapéutica a un paciente. Finalmente, este trabajo se concluye con dos tipos de pruebas de funcionalidad, la primera enfocada a la funcionalidad del hardware y software, y la segunda enfocada a obtener la validez y confiabilidad del sistema, en estas pruebas se evaluó a 10 nuevos pacientes, primeramente, con el instrumento manual goniómetro, las cuales se realizaron bajo la supervisión de un especialista en el área de fisioterapia y posteriormente con el sistema GONIOFEET.