ROBOT PARA REHABILITACIÓN DE LAS FUNCIONES DE LA MANO MEDIANTE TERAPIAS ACTIVAS, EN PERSONAS CON DISCAPACIDAD NEUROMOTORA (ROBHAND)

Entidad financiadora: CDTI, proyecto de investigación y desarrollo

Referencia: IDI-20170263

Empresa responsable: CyL ImasD Informática S.L.

Centro subcontratado: ITAP – Universidad de Valladolid

Duración: 01-Enero-2017 - - 31-Diciembre-2019

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Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo del robot RobHand, un nuevo robot para rehabilitación de mano, mediante terapias activas, para pacientes que tienen discapacidad neuromotora debido a un Accidente Cerebro Vascular. Se trata de un robot tipo exoesqueleto, concebido para proporcionar terapias activas relacionadas con la rehabilitación del agarre-prensión de la mano y de la pronación/supinación del antebrazo. Este dispositivo robotizado permitirá desarrollar el control motriz adecuado para lograr una manipulación “fina” de los objetos, adaptada a las diferentes estrategias de agarre que cada paciente pueda implementar. El objetivo de este nuevo diseño es proporcionar una plataforma de rehabilitación más completa, adaptable a los pacientes con un mayor número de deficiencias gracias a una mejora en diversos ámbitos: mejora en la estructura mecánica consiguiendo que esta sea “transparante”, mejora en el control háptico para que proporcione asistencias acomodadas a las necesidades del paciente, mejora en el diseño y la implementación de los  entornos virtuales para las terapias, para que estos sean motivadores y amigables.

 

Los objetivos específicos del proyecto son:

1. Desarrollo de un nuevo sistema de control para dispositivos robotizados de rehabilitación de la mano, tipo exoesqueleto, que integre feedback háptico y visual, para poder “adaptar” on-line el grado de asistencia que entrega el dispositivo robotizado al paciente cuando éste realiza una tarea de rehabilitación, paradigma que se conoce en la terminología anglosajona como “assistance as needed”. RobHand incorporará un conjunto de novedosas terapias de rehabilitación, acompañadas de entornos virtuales, con distintos grados de dificultad, y adaptables a las capacidades del paciente. El nivel de exigencia de estas terapias de rehabilitación será calibrado inicialmente según el rango de movilidad del paciente, logrando así aumentar y potenciar, de forma óptima, las capacidades psicomotrices del paciente. El feedback visual, combinado con el carácter lúdico y novedoso de las terapias de rehabilitación, proporcionará una motivación al paciente que supondrá una mayor implicación del mismo, para continuar con las terapias.

 

2. El paradigma “assisted as needed”, permite regular el grado de asistencia que el robot de rehabilitación debe proporcionar (de modo on-line) al paciente durante la realización de una terapia. La regulación se realiza mediante la medición de la fuerza que el paciente ejerce sobre el robot, utilizando sensores de fuerza/par.

3. Desarrollo de sistemas de gestión de la información para procesado y análisis de las variables obtenidas durante la terapia de rehabilitación (variables cinemáticas, dinámicas, puntuación, éxitos, fracasos,….). Esta información permitirá obtener de forma automática y cuantificada un conjunto de datos, a partir de los cuales y de su propio conocimiento y experiencia, el fisioterapeuta podrá discernir si el paciente ha mejorado sobre la base de una evidencia mayor de la que dispone en este momento. Este sistema proporcionará apoyo a la decisión clínica al terapeuta, permitiendo que sus decisiones no sólo se basen en su experiencia o intuición, sino que también se basen en la evidencia científica obtenida a partir de datos obtenidos durante la monitorización de la terapia de rehabilitación.

4. Desarrollo, construcción e implantación de un prototipo de dispositivo robotizado (demostrador) háptico activo para mantenimiento y rehabilitación neuromotora de la mano en pacientes con discapacidad neuromotora motivada por daño cerebral adquirido (traumatismo craneoencefálico - TCE, accidente cerebrovascular - ACV). En este dispositivo robotizado se integrarán los sistemas de control con feedback háptico y visual, antes indicados.

5. Pruebas clínicas con RobHand, con pacientes en entornos asistenciales y clínicos y en condiciones reales. RobHand será validado a través de pruebas específicamente diseñadas para cada tipo de paciente y para cada tipo de terapia requerida. Es importante evaluar la eficacia y relevancia clínica del dispositivo robotizado desarrollado, para lo que es imprescindible una cualificación médica, y por ello, se cuenta en este proyecto con la participación de Corporación de Rehabilitación Club de Leones Cruz del Sur, centro en el que se realizarán estas pruebas clínicas.

6. Evaluación de la usabilidad y satisfacción con el robot de rehabilitación mediante métodos y técnicas específicos. Se debe medir y evaluar la adecuación del diseño y, de manera iterativa, corregir los errores e incorporar las mejoras necesarias hasta llegar a obtener un producto que proporcione una experiencia positiva al usuario. La usabilidad se refiere a la capacidad de un software de  ser comprendido, aprendido, usado y atractivo para el usuario en condiciones específicas de uso (ISO 9126-1 ,2001), permitiendo a usuarios determinados lograr metas específicas con efectividad, eficiencia y satisfacción en un contexto de uso específico (ISO 9241-11 ,1998). La evaluación de la usabilidad, por lo tanto, es un aspecto clave en el diseño de productos de software y existen distintos métodos para llevar a cabo dicha tarea. Además, para obtener un buen diseño y asegurar su pertinencia y eficacia en el cumplimiento de numerosos requisitos –sobre todo los de usuario–, no basta con asegurarse de que los diseños sean usables, los productos también deben responder a las necesidades y deseos de los usuarios teniendo en cuenta sus limitaciones y contextos de uso [43].

7. Desarrollo de materiales formativos para la utilización de RobHand por parte de profesionales de la salud. Previo al inicio del proceso de intervención (pruebas clínicas) cada terapeuta responsable de centros de aplicación deberá recibir un entrenamiento (curso) sobre  la utilización del software y la utilización del robot. 

Grupo de Investigacion en Robótica Médica - ITAP - Universidad de Valladolid

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