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Diseño de un sistema para valoración y rehabilitación física de hombro

Resumen en español

Las afecciones en el sistema osteomuscular son comunes en personas pertenecientes a diferentes contextos socio-culturales e independientes de la edad. Específicamente, el complejo articular del hombro es uno de los más afectados. Así, la terapia física es una de las principales herramientas usadas por los profesionales en salud al momento de recuperar movilidad perdida en una articulación específica. No obstante, debido al gran número de factores que pueden conducir a una lesión, se han desarrollado diversas tecnologías para tratar con situaciones específicas. Sin embargo, los resultados obtenidos no siempre son los esperados en cada caso. Adicionalmente, la tecnología presente en el contexto colombiano carece de una adecuada especificación en cuanto a los componentes funcionales, estético-formales y confort para los usuarios finales de este tipo de productos (pacientes y profesionales en salud). Esto, ha motivado la necesidad de mejorar los protocolos actualmente aplicados. Considerando la variedad de recursos involucrados, las interacciones entre ellos y los posibles efectos adversos sobre un paciente, la especificación de dicho dispositivo mecatrónico es compleja. Por esta razón, este proyecto planteó un proceso de diseño interdisciplinar, integrando entre otros aspectos: modelado cinemático (cinemática directa aplicando el algoritmo Denavit-Hartenberg, cinemática inversa utilizando un abordaje de identificación a partir del uso de una herramienta llamada ANFIS y validación empleando el módulo Sim-Mechanics de MatLab®); análisis de falla y vulnerabilidad estructural (análisis por el método de elementos finitos); comportamiento dinámico de la estructura (simulación en ambientes CAD); comportamiento dinámico del sistema (modelado con redes de Petri, UML e IDEF0). Así, fue posible asegurar una definición correcta de una serie de actuadores que no solo brindan asistencia en la etapa temprana de la recuperación, sino que también son capaces de generar cierto grado de resistencia cuando el paciente necesite iniciar un re-acondicionamiento muscular. Adicionalmente, se presenta una estrategia de control adecuada que garantiza el comportamiento esperado del prototipo. Complementariamente, se desarrolló una interfaz hombre-máquina que permite la retroalimentación al profesional de los datos obtenidos para que este tome las decisiones pertinentes en el momento justo. Además, durante la especificación del diseño se emplearon temáticas propias del diseño industrial como la percepción (teoría de los colores), diseño participativo, diseño basado en la antropometría humana, ergonomía (confort visual y físico) y calidad de vida. Esto, con el objetivo de desarrollar un producto que presenta cualidades importantes a la hora de realizar una valoración médica del estado de la recuperación, a la par que brinda al paciente una sensación de confianza, promoviendo el uso del dispositivo.