Dispositivo de asistencia a la rehabilitación musculo-esquelética de rodilla

Abstract

La respuesta de los músculos en el movimiento durante actividades de la vida diaria y algunas de sus características ---fuerza, agilidad y resistencia--- pueden verse afectadas luego de una lesión, enfermedad o cirugía. Esas alteraciones no tienen tratamiento médico y la rehabilitación es la única opción para devolver la funcionalidad en las extremidades. El profesional de la salud debe establecer un plan de rehabilitación teniendo en cuenta las dimensiones biológica, social y psicológica del paciente, de acuerdo con la ICF. Como parte del plan, debe ser cuantificado frecuentemente el impacto de la terapia en la funcionalidad, determinando progreso o retroceso. Aunque la APTA establece la necesidad de medir la evolución del paciente, la evolución se establece por observación directa del profesional de la salud usualmente, considerando rangos y velocidad de movimiento y dolor percibido. Sin embargo, algunas sesiones se realizan en casa, lo que dificulta el seguimiento del paciente y cuantificar el impacto del plan de rehabilitación. Esta situación se acentúa cuando el paciente no tiene acceso directo a profesionales de la salud debido al lugar donde vive.

En este trabajo se desarrolla un dispositivo para asistir la rehabilitación de rodilla. Para tal fin, se desarrolla un sistema de medida inercial y un módulo para la medición de las señales de electromiografía. Aunque en la literatura especializada se pueden encontrar desarrollos que buscan asistir la terapia física, algunos requieren de equipos especializados y no pueden ser usados en casa. Por otro lado, los desarrollos propuestos para ser aplicados en ese entorno carecen de módulos para la evolución del desempeño muscular. Esta medida es valiosa para los terapeutas para establecer cambios en el plan de rehabilitación. Como resultados se presenta el desarrollo de un dispositivo con una baja relación costo-efectividad. Entre los resultados se encuentra el desarrollo de un soporte con el que se busca mejorar la repetibilidad en la ubicación de los electrodos.

Entre los trabajos futuros se encuentra la incorporación del dispositivo en un sistema de asistencia y la optimización del firmware para aprovechar las características de los componentes electrónicos. En ese contexto, se incluye el desarrollo de estrategias para informar al paciente y al profesional de la salud sobre el desempeño en las sesiones de terapia. Otros trabajos podrían incluir algoritmos que permitan identificar si el paciente realiza algún tipo de compensación con otras estructuras corporales mientras realiza los ejercicios. (Texto tomado de la fuente)

The reaction of muscles in movement during activities of daily living and some of their characteristics---strength, agility and endurance---can be affected after injury, disease or surgery. These alterations have no medical treatment, and rehabilitation is the only option to restore limb function. According to the ICF, healthcare practitioneers must establish a rehabilitation plan considering the patient's biological, social and psychological dimensions. As part of the plan, the impact of therapy on functionality should be quantified frequently, determining progress or regression. Although the APTA establishes the need to measure the patient's evolution, it is usually established by direct observation by the healthcare professional, considering ranges and speed of movement and perceived pain. However, some sessions are performed at home, which makes it difficult to follow the patient and quantify the impact of the rehabilitation plan. This situation is accentuated when the patient does not have direct access to health professionals due to the place where the patient lives.

In this work is presented the develop of a to assist knee rehabilitation. For this purpose, an inertial measurement system and a module for measuring electromyography signals are developed. Although in the specialized literature can be found developments that seek to assist physical therapy, some of them require specialized equipment and cannot be used at home. On the other hand, the developments proposed to be applied in that environment lack modules for the evolution of muscle performance. This measure is valuable for therapists to establish changes in the rehabilitation plan. As results, the development of a device with a low cost-effectiveness ratio is presented. Among the results, the development of a support that seeks to improve the repeatability in the location of the electrodes is ilustrated.

Future work includes the incorporation of the device in an assistance system and the optimization of the firmware to take advantage of the characteristics of the electronic components. The development of strategies to inform the patient and the healthcare professional about performance in therapy sessions is included. Further work could also consider algorithms to identify whether the patient performs any compensation with other body structures while performing the exercises.