Diseño y fabricación de un exoesqueleto robótico flexible para rehabilitación de extremidades inferiores en recién nacidos con espina bífida

• Autor: Mendoza Flores, Mijaíl Jaén
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2021
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/246
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/246
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Rehabilitación; Biomecánica; Extremidad Inferior; Mielomeningocele; Análisis estructural; Terapia física; Rehabilitation; Biomechanics; Myelomeningocele; Physiotherapy; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

En el Perú, se estima que anualmente nacen más de 350 niños con mielomeningocele. Durante su crecimiento suelen presentar alteraciones motoras y de la sensibilidad en el nivel de la lesión debido al compromiso de la médula espinal. Su tratamiento consiste en terapia física para que alcancen su máximo desarrollo posible. En la presente investigación se aborda el diseño y fabricación de un dispositivo robótico capaz de rehabilitar las extremidades inferiores en recién nacidos con mielomeningocele. El ejercicio de rehabilitación de mayor relevancia en la terapia es la flexión y extensión de la rodilla. El prototipo está orientado a bebés de seis meses de edad y como objetivo principal del dispositivo fue alcanzar el rango de movimiento de 54°, desarrollado por un bebé sano. Para ello, se empleó una metodología de diseño mecánico que involucra el diseño conceptual, la fabricación y caracterización del sistema de accionamiento, así como la validación funcional e integración del prototipo del dispositivo robótico. Como resultado, se propuso un sistema robótico vestible basado en un actuador flexible para desarrollar el ejercicio de rehabilitación. De las propuestas de diseño para el sistema de accionamiento, sobresalió el músculo artificial de bajo perfil accionado por vacío (LP-VPAM), que consiste en una estructura de Filaflex sellada herméticamente entre láminas de Polietileno y accesorios finales. Se fabricó y caracterizó el actuador mediante la prueba de contracción isométrica y de contracción libre obteniéndose una fuerza máxima de 27 N y una contracción máxima de 31 mm a -40 kPa, respectivamente. En la validación funcional, se fabricó un modelo de pierna de un infante de 6 meses de edad y se realizaron pruebas experimentales para determinar el ángulo de extensión y flexión en posición de costado y prona, respectivamente. Se implementó el sistema robótico mediante la integración de los subsistemas de accionamiento, de sensado, mecánico y de control. Se alcanzó un ángulo de extensión máximo de 61° a una presión de -40 kPa y un ángulo de flexión máximo de 43° a una presión de -40 kPa.