Actualmente la preocupación por la salud personal está en constante crecimiento, a pesar de ello, las tasas de personas enfermas es bastante alta, algunas enfermedades se pueden tratar fácilmente, otras no, algunas incluso pueden traer secuelas que duran el resto de la vida. Algunas de las más graves son aquellas que traen como consecuencia la pérdida total o parcial del movimiento de miembros inferiores como superiores, ya que afecta al paciente no solo física, si no también psicológicamente, existen dos posibles motivos para sufrir una parálisis corporal, la primera de ellas por un problema del músculo propiamente dicho, mientras que el otro aso se da por un problema en el sistema nervioso, siendo los tipos de parálisis más comunes la cuadriplejia, hemiplejia y paraplejia. Muchas veces estas enfermedades son degenerativas, es decir, el paciente irá empeorando con el tiempo y su problema será cada vez más grave, en los casos en los que se puede dar tratamiento al paciente es necesario que el tratamiento sea lo más rápido posible ya que después de un tiempo sin tratamiento el paciente difícilmente recupere su movilidad, debido a esto, es necesario brindar el mejor tratamiento lo más rápido posible, las técnicas de rehabilitación actuales implican la asistencia de una persona para facilitar el movimiento de las extremidades, sin embargo, un mal cálculo en la fuerza a ser usada, la falta de homogeneidad en los movimientos, e incluso el medio en el que se hacen los ejercicios pueden no ser óptimos para la persona a tratar, además, la duración del tratamiento en algunos casos es tan larga que los pacientes (o las familias de los pacientes, quienes normalmente cuidan de ellos y se encargan de llevarlos a las terapias) desisten en el camino (algunas veces incluso antes de ver algún resultado); es por esto que se propone un sistema mecatrónico que asista al paciente debajo del agua con los ejercicios de rehabilitación, de manera que se pueda controlar la fuerza para realizar cada ejercicio, controlar el movimiento y realizarlo en un medio, cuyas propiedades son mejores para la rehabilitación. En esta primera etapa se realizará el diseño del sistema, las prácticas experimentales y análisis de datos corresponden a una segunda etapa del proyecto, dicha etapa no será tratada en este trabajo

En el presente proyecto se desarrolló el diseño de un sistema de suspensión y control del desplazamiento vertical humano, complementando así al exoesqueleto de rehabilitación de miembros inferiores desarrollado en la PUCP. El sistema está enfocado a pacientes con discapacidad motora en las extremidades inferiores, debido a lesiones medulares o enfermedades neurodegenerativas. Se contempló un breve análisis biomecánico de la marcha humana, se consideran factores como desplazamientos, velocidad, aceleración y fuerza en el paciente con trastorno de marcha para su interacción con el sistema a diseñar. El diseño del sistema se basó en la metodología de la norma VDI 2221, en donde este es seleccionado en base a un concepto de solución para lo cual se hizo un análisis técnico y económico de una serie de alternativas que se plantearon. Así mismo, se desarrollan los cálculos respectivos que respalden el diseño del sistema mencionado, haciendo énfasis en el ámbito mecánico, realizando un analizando las cargas que actúan sobre los componentes mecánicos durante la marcha del paciente. De igual forma se seleccionaron los componentes electrónicos en base a los cálculos obtenidos en el análisis mecánico, con lo que permite su interacción con el sistema de control. El sistema presentado se compone principalmente de un arnés de seguridad y una cuerda que sujeta al paciente, cuyo peso no exceda de los 125 kilogramos, que, mediante un controlador, sensores, y actuadores, realiza de manera óptima el control del desplazamiento vertical del centro de gravedad, a una velocidad máxima de 5 cm/s, del usuario durante el proceso de marcha, corrigiendo su trayectoria a una cercana a la de una persona sana. A su vez, el sistema soporta el propio peso del paciente, con lo que le permite realizar otros tipos de movimientos asistidos dirigidos por el terapeuta, haciendo más eficiente el proceso de rehabilitación. El costo estimado del sistema es de aproximadamente S/. 21,000.00 el cual incluye costos de diseño, fabricación y ensamble. Adicionalmente se presentan una serie de observaciones y recomendaciones para la optimización del sistema diseñado.

La importancia del estudio de la estabilidad y de la marcha o caminar de una persona ha originado que se desarrollen diversas tecnologías para su análisis y evaluación clínica. Con el paso del tiempo, las técnicas y dispositivos empleados han ido mejorando a tal punto que hoy en día existen empresas y laboratorios que se dedican únicamente a su diseño y fabricación. Tanto la marcha como estabilidad presentan parámetros que permiten a los médicos especialistas conocer si un paciente presenta alteraciones en el sistema nervioso, alguna patología o identificar otros posibles factores. Con el empleo de herramientas existentes, estas alteraciones podrían ser detectadas de manera más rápida y adecuada; con ello, si es necesario, iniciar un tratamiento al paciente y realizar un control sobre cómo es que va evolucionando hasta que logre su recuperación; o en todo caso verificar si el tratamiento que sigue es el adecuado. Estas tecnologías han sido desarrolladas desde hace muchos años; sin embargo, en nuestro país son escasas las instituciones que cuentan con algunos de estos sistemas debido a los elevados costos que presentan. Por lo descrito anteriormente, el objetivo principal de la presente tesis es el diseño de una plataforma dinamométrica de bajo costo, la cual permitirá calcular la fuerza que ejerce una persona sobre la plataforma y así se obtenga información sobre algunos parámetros asociados a la marcha y estabilidad de una persona. La plataforma emplea galgas extensiométricas como sensores, los cuales requieren una etapa de acondicionamiento para que puedan ser procesados y luego se realicen los cálculos necesarios. Se muestran también los diseños planteados como solución; así como las pruebas que se realizaron con la plataforma para verificar su correcto funcionamiento.

El trabajo de la presente tesis estará enfocado en diseñar un simulador de marcha del tipo pie-plataforma móvil accionado por tres actuadores para que el niño de 6 a 12 años de edad se entrene en el gesto de caminar. Asimismo, se espera que con los resultados de este trabajo se facilite disponer constructivamente de un simulador de marcha como herramienta en la práctica terapéutica de rehabilitación de niños con discapacidades locomotoras en sus miembros inferiores.

Para comparar cuánto produce un trabajador peruano en contraste con el resto del mundo, se analizó el aporte al Producto Bruto Interno que un trabajador produce por hora. Los resultados son alarmantes, por más que Perú ha gozado de uno de los crecimientos más altos en los últimos años, sin embargo, el promedio del aporte por hora trabajada es de 14 dólares. El país que lidera la región de Sudamérica es Uruguay, con 37 dólares aportados al PBI por hora trabajada. Potencias como Estados Unidos y Alemania generan 79 y 75 dólares respectivamente. Luxemburgo con 109 dólares es el país que más gana por hora trabajada, ubicándose en el puesto 1° de la lista mundial de trabajadores productivos. El año 2015 por primera vez las personas empleadas en China superaron a Perú con 12 dólares por hora de aporte. Por supuesto que este es un estudio objetivo que no toma en consideración las desigualdades económicas, tecnológicas, educativas, culturales y sociales entre cada país. Un estadounidense en Perú producirá menos que en su país por las diferencias mencionadas anteriormente, pero es el trasfondo de lo que estas diferencias significan, aquellas que impulsan a observar que el Perú tiene un problema de producción nacional de forma generalizada. Existe entonces, una necesidad de mejorar los tiempos de productividad en las empresas peruanas. La presente tesis se enfocará un sistema que optimice la productividad en el sector industria. Se propone un wearable integrable en un sistema de monitoreo laboral que permita la identificación y localización del personal. El diseño contempla un recolector de energía corporal, que, mediante elementos piezoeléctricos, transforma la energía cinética de una persona al caminar en energía eléctrica. Este sistema de recarga autosuficiente elimina el proceso de recarga convencional, despreocupando al usuario de que algún día se vaya a acabar la batería. El presente trabajo muestra las investigaciones preliminares para dar una solución al monitoreo laboral de forma óptima y llega hasta el diseño completo del wearable, incluyendo la mecánica, electrónica y los algoritmos de procesamiento principales. Finalmente se muestran las conclusiones, recomendaciones para una siguiente iteración y en los anexos una reflexión personal del punto de vista bajo el que se concibió el presente trabajo.

En el presente trabajo se desarrolló un sistema de control diseñado para exoesqueletos de miembro superior, el cual acompaña el movimiento de un usuario sin emplear sensores dedicados a determinar la intención de su movimiento. El sistema de control compensa los efectos dinámicos y de fricción generados por el peso de los componentes del exoesqueleto y las extremidades del usuario, y el movimiento de este último al usar el exoesqueleto. Además, estima la intención de movimiento del usuario empleando los sensores de los actuadores del exoesqueleto. A partir de esta estimación, el exoesqueleto acompaña los movimientos del usuario, reduciendo el esfuerzo que éste realiza al mover sus extremidades superiores. El sistema de control desarrollado es adaptado para trabajar con componentes comunes y de menor precisión. Las pruebas experimentales, realizadas sobre un modelo conceptual fabricado, demuestran que el sistema de control compensa los efectos dinámicos y de fricción del sistema, estima la intención de movimiento del usuario y acompaña sus movimientos, reduciendo en un 73.2% el esfuerzo realizado por el usuario al mover el modelo conceptual. A partir de los resultados se determina la posibilidad de desarrollar un exoesqueleto más económico pues solo se emplea sensores de corriente y posición, y actuadores de baja precisión. / Tesis

La creación de modelos matemáticos precisos para mecanismos paralelos es compleja debido a la naturaleza de su cinemática y dinámica. Los mecanismos paralelos, a diferencia de los mecanismos en serie, tienen múltiples cadenas cinemáticas que trabajan en conjunto, lo que complica su análisis y modelación. El objetivo central de esta investigación es la modelación dinámica para un diseño conceptual de un mecanismo paralelo para un tobillo protésico de tres grados de libertad. La metodología aplicada inicia con un análisis detallado que va desde el estado del arte en biomecánica del tobillo, un resumen de los fundamentos teóricos de la cinemática y dinámica inversa de mecanismos paralelos, un modelo matemático que describe la cinemática y la dinámica inversa del mecanismo propuesto, así como el diseño, la construcción y la evaluación de un primer prototipo de mecanismo paralelo. Esta investigación desarrolla un modelo del mecanismo paralelo 2SPU-1RU para tobillo protésico con tres grados de libertad, empleando el Principio de Trabajo Virtual y una metodología propia para la obtención de resultados en cinemática y dinámica inversa a través de un algoritmo computacional implementado y validado en MATLAB R2022b, el modelo se contrastó con un prototipo físico a través de cuatro experimentos prácticos abarcando movimientos de plantarflexión-dorsiflexión, eversión-inversión, abducciónaducción y una combinación de estos. La precisión del modelo se evidenció entre los resultados experimentales y los calculados, aunque se observaron diferencias en la amplitud y respuesta temporal entre el prototipo y la modelación. Los errores de modelado variaron según el tipo de actuador y movimiento, con un máximo de 24,24% en el actuador rotatorio durante los movimientos combinados. Este análisis detallado no solo valida la eficacia del modelo propuesto, sino que también enfatiza la importancia de la configuración específica del mecanismo paralelo 2SPU-1RU en el contexto de prótesis de tobillo. La elección de esta configuración representa un aporte conceptual significativo al estudio de la articulación del tobillo protésico, ofreciendo una nueva perspectiva en el diseño de mecanismos paralelos adaptados a la biomecánica del tobillo.

[ES] El aumento de la esperanza de vida y la inversión de la pirámide poblacional plantean un desafío al sector sanitario debido al incremento de lesiones articulares y cirugías reconstructivas per cápita. Esto aumenta la demanda de personal rehabilitador en una sociedad con menos población activa. La robotización de las terapias puede aliviar esta presión al automatizar los ejercicios repetitivos. Además, el uso de tecnologías como los modelos músculo-esqueléticos mejoran las terapias, acortando los tiempos de recuperación y optimizan los resultados. La aplicación de modelos músculo-esqueléticos en robots de rehabilitación garantiza la seguridad del paciente al limitar las fuerzas excesivas y evitar posiciones peligrosas. Al mismo tiempo, brinda información adicional al personal rehabilitador para un seguimiento más preciso y personalizado de las terapias a los pacientes. Sin embargo, estos modelos son costosos computacionalmente, lo que dificulta su implementación en el control de robots. En el proyecto en el cual se integra esta tesis, se ha establecido el objetivo de construir un robot de rehabilitación que integre un modelo músculo-esquelético capaz de calcular en tiempo real las fuerzas musculares y articulares. Conocer las fuerzas garantiza la seguridad del paciente, proporciona información sobre las fuerzas durante los ejercicios y optimiza las terapias. Además, a partir del modelo músculo-esquelético se busca desarrollar nuevas herramientas para personalizar los ejercicios y mejorar los resultados. El modelo del miembro inferior, con seis grados de libertad, se ha simplificado para garantizar el cálculo en tiempo real. Se ha utilizado el concepto de grado de libertad funcional para predecir las relaciones entre los grados de libertad en un ejercicio concreto, reduciendo la carga computacional y permitiendo su uso en tiempo real durante los ejercicios de rehabilitación. El modelo consta de tres grados de libertad para la cadera, simulando una junta esférica, modelada como tres pares de revolución perpendiculares entre sí, uno para la rodilla, modelada como un mecanismo de cuatro barras, que simula el movimiento relativo entre el fémur y la tibia, y dos grados de libertad para el tobillo. Se calcula el centro de giro de la cadera y los parámetros del mecanismo de cuatro barras mediante ejercicios de calibración articular para lograr una mayor personalización del modelo. El tobillo se ha modelado empleando los datos de Klein Horsman debido a su dificultad de calibración. Del mismo trabajo se han tomado los parámetros musculares, los cuales se han simplificado para reducir el coste computacional. Se calculan las tensiones musculares mediante las condiciones de Karush-Kuhn-Tucker, minimizando el sumatorio cuadrático de las tensiones de los músculos. El modelo se ha validado y verificado siguiendo las recomendaciones de buenas prácticas de Hicks. Se han comparado los resultados del presente modelo con otro similar generado en AnyBody y con los datos empíricos del ``Grand Challenge", se ha analizado la solidez del modelo frente a las simplificaciones realizadas y los errores de los datos de entrada. Según los resultados obtenidos, el modelo músculo-esquelético es lo suficientemente preciso para ser utilizado en un robot de rehabilitación, garantizando la seguridad de los pacientes y prediciendo la activación muscular. Por último, se han desarrollado dos nuevas herramientas utilizando el modelo actual. La primera estima la Máxima Contracción Voluntaria del sujeto proyectando las fuerzas musculares al efector final del robot. La segunda herramienta calcula la fuerza externa necesaria para garantizar una fuerza muscular específica. Empleando ambas herramientas se logra una mayor personalización de las terapias de rehabilitación, mejorando el proceso. Ambas herramientas han sido probadas empleando el robot de rehabilitación. / [CA] L'augment de l'esperança de vida i la inversió de la piràmide poblacional plantegen un desafiament al sector sanitari a causa de l'increment de lesions articulars i cirurgies reconstructives. Això augmenta la demanda de personal rehabilitador en una societat amb menys població activa. La robotització de les teràpies pot alleujar aquesta pressió a l'autoritzar els exercisses repetitius. A més, l'ús de tecnologies com els models múscul-esquelètics milloren les teràpies, acurtant els temps de recuperació i optimitzant els resultats. L'aplicació de models múscul-esquelètics en robots de rehabilitació garanteix la seguretat del pacient en limitar les forces excessives i evitar posicions perilloses. Al mateix temps, ofereix informació addicional al personal rehabilitador per a un seguiment més precís i personalitzat de les teràpies als pacients. No obstant això, aquests models són costosos computacionalment, el que dificulta la seua implementació en el control de robots. En el projecte en el qual s'integra aquesta tesi, s'ha establit l'objectiu de construir un robot de rehabilitació que integre un model múscul-esquelètic capaç de calcular en temps real les forces musculars i articulars. Conéixer les forces garanteix la seguretat del pacient, proporcionant informació sobre les forces durant els exercicis i optimitza les teràpies. A més, a partir del model múscul-esquelètic es busca desenvolupar noves ferramentes per a personalitzar els exercicis millorar els resultats. El model del membre inferior, amb sis graus de llibertat, s'ha simplificat per garantir el càlcul en temps real. S'ha utilitzat el concepte de grau de llibertat funcional per a predir les relacions entre els graus de llibertat d'un exercici concret, reduint la càrrega computacional i permitent el seu ús en temps real durant els exercisses de rehabilitació. El model consta de tres graus de llibertat per al maluc, simulant una junta esfèrica, modelant com tres parells de revolucions perpendiculars entre si, un per al genoll, modelat com un mecanisme de quatre barres, què simula el moviment relatiu entre el fèmur i la tíbia, i dos graus de llibertat per al turmell. Es calcula el centre de gir del maluc i els paràmetres del mecanisme de quatre barres mitjançant exercicis de calibratge articular per a aconseguir una major personalització del model. El turmell s'ha modelat emprant les dades de Klein Horsman a causa de la seua dificultat de calibració. Del mateix treball s'han pres els paràmetres musculars, els quals s'han simplificat per a reduir el cost computacional. S'ha calculat les tensions musculars mitjançant les condicions de Karush-Kuhn-Tucker, minimitzant el sumatori quadràtic de les tensions musculars. El model s'ha validat i verificat seguint les recomanacions de bones pràctiques d'Hicks. S'ha comparat els resultats del present model amb altre similar generat en AnyBody i amb les dades empíriques del ''Grand Challenge", s'ha analitzat la solidesa del model enfront de les simplificacions realitzades i els errors de les dades d'entrada. Segons els resultats obtinguts, el model múscul-esquelètic és prou precís per a ser utilitzat en un robot de rehabilitació, garantint la seguretat dels pacients i predient l'activació muscular. En últim lloc, s'han desenvolupat dues noves ferramentes utilitzant el model actual. La primera estima la Màxima Contracció Voluntària del subjecte projectant les forces musculars a l'efector final del robot. La segona ferramenta calcula la força externa necessària per a garantir una força muscular específica. Emprant totes dues eines s'aconsegueix una major personalització de les teràpies de rehabilitació, millorant el procés. Totes dues ferramentes han sigut provades fent servir el robot de rehabilitació. / [EN] Increasing life expectancy and the inversion of the population pyramid pose a challenge to the healthcare sector due to the rise in joint injuries and reconstructive surgeries per capita. This increases the demand for rehabilitation personnel in a society with a smaller active population. The robotization of therapies can alleviate this pressure by automating repetitive exercises. Furthermore, the use of technologies like musculoskeletal models enhances therapies, reducing recovery times, and optimizing outcomes. The application of musculoskeletal models in rehabilitation robots ensures patient safety by limiting excessive forces and avoiding dangerous positions. At the same time, it provides additional information to rehabilitation personnel for more precise and personalized monitoring of patient therapies. However, these models have a high computational cost, which makes their implementation in robot control challenging. In the project that integrates this thesis, the objective has been set to build a rehabilitation robot that incorporates a musculoskeletal model capable of real-time calculation of muscular and joint forces. Understanding these forces ensures patient safety, provides information about forces during exercises, and optimizes therapies. Additionally, based on the musculoskeletal model, new tools are being developed to personalize exercises and improve results. The lower limb model, with six degrees of freedom, has been simplified to enable real-time calculation. The concept of functional degrees of freedom has been used to predict the relationships between degrees of freedom in a specific exercise, reducing the computational burden and enabling real-time use during rehabilitation exercises. The model consists of three degrees of freedom for the hip, simulating a spherical joint, modeled as three sets of perpendicular revolute pairs, one for the knee, modeled as a four-bar mechanism, that simulates the relative movement between the femur and the tibia, and two degrees of freedom for the ankle. The hip's pivot center and the parameters of the four-bar mechanism have been calculated through joint calibration exercises to achieve a higher level of model personalization. The ankle has been modeled using Klein Horsman's data due to its calibration complexity. Muscle parameters from the same work have been taken and simplified to reduce computational costs. Muscle tensions are calculated using the Karush-Kuhn-Tucker conditions, minimizing the squared sum of muscle tensions. The model has been validated and verified following Hicks' best practices recommendations. The results of this model have been compared with a similar one generated in AnyBody and with empirical data from the ``Grand Challenge". The model's robustness against the made simplifications and input data errors has been analyzed. According to the obtained results, the musculoskeletal model is accurate enough to be used in a rehabilitation robot, ensuring patient safety and predicting muscle activation. Finally, two new tools have been developed using the current model. The first one estimates the Maximum Voluntary Contraction of the subject by projecting muscular forces to the robot's end effector. The second tool calculates the external force required to achieve a specific muscular force. By employing both tools, greater personalization of rehabilitation therapies is achieved, improving the process. Both tools have been tested using the rehabilitation robot. / Esta tesis y la investigación realizada han sido financiadas por la Agencia Estatal de Investigación con los proyectos “Integración de modelos biomecánicos en el desarrollo y operación de robots rehabilitadores reconfigurables” (DPI2017-84201-R-AR) y “Sistema robótico paralelo con control basado en modelo músculo-esquelético para la monitorización y entrenamiento del sistema propioceptivo” (PID2021-125694OB-I00). El autor de la presente tesis recibió la beca de la Agencia Estatal de Investigación: Ayuda para contrato predoctoral para la formación de doctores Zamora Ortiz, Pau. (PRE2018-083847). Con la cual ha podido dedicarse a tiempo completo a la formación e investigación que ha dado como fruto esta tesis doctoral. / Zamora Ortiz, P. (2023). Modelo músculo-esquelético del miembro inferior para rehabilitación con robot paralelo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199483

[ES] Las neuropatías periféricas son patologías que deterioran los nervios situados fuera del sistema nervioso central y que afectan significativamente las funciones sensoriomotoras. Existen varias alternativas terapéuticas, entre ellas las órtesis. Estos dispositivos se encargan de proteger la musculatura, corregir alteraciones y asistir la función de la extremidad afectada. Su efectividad está demostrada; sin embargo, depende directamente del adecuado cumplimiento del protocolo de uso. El objetivo principal de esta tesis fue identificar los criterios ergonómicos aplicables al desarrollo de órtesis que incrementen la adherencia al tratamiento en pacientes con neuropatías radial, cubital y mediana. Con este fin, se evaluó la posibilidad de optimizar las propiedades terapéuticas a partir de la inclusión de agentes electrofísicos en el dispositivo. Para ello, se llevó a cabo una revisión sistemática y metaanálisis de la evidencia disponible en los en los últimos cuarenta años en torno a la efectividad de las principales modalidades aplicadas. Se determinó que algunas modalidades cuando se aplican conjuntamente a una órtesis se ven favorecidas. No obstante, ninguno de los resultados de la revisión puede considerarse clínicamente significativos. Posteriormente, se planteó un protocolo de co-creación que incluyó las principales fases de un proceso de diseño con la participación de usuarios de órtesis. La primera fase, Perspectiva de Usuarios, contó con 100 sujetos con neuropatías periféricas. Se obtuvo información tanto para la identificación de necesidades y preferencias como para la clasificación de los aspectos que intervienen en la adherencia. Se emplearon modelos lineales y no lineales, como el modelo de Kano. Se encontró que este modelo permite una identificación más precisa acerca de qué atributos tienen más importancia y del grado de influencia de éstos en la adherencia. Asimismo, se comprobó que la satisfacción es una medida indirecta de la importancia y constituye un adecuado predictor de la adherencia a órtesis. Por el contrario, la importancia explícita no cuenta con la misma fiabilidad. La segunda fase, Diseño Participativo, incluyó a 9 personas voluntarias que evaluaron las propuestas de órtesis y brindaron recomendaciones de diseño. En la tercera fase, Modelado y Prototipado, se produjeron una serie de iteraciones de diseño, dando lugar a un nuevo desarrollo de órtesis. En la cuarta fase, Validación, se comprobó la funcionalidad y usabilidad de la órtesis con 11 sujetos sanos a través de un estudio con electromiografía de superficie. Con ello se demostró que la inclusión de un mecanismo deformable en el diseño del muelle articular permite una óptima asistencia motora en condiciones normales. Por último, en la fase de Desarrollo Final, se fabricó un prototipo funcional de órtesis radial teniendo en cuenta las oportunidades de mejora identificadas. / [CA] Les neuropaties perifèriques són patologies que deterioren els nervis situats fora del sistema nerviós central i que afecten significativament les funcions sensorimotrius. Hi ha diverses alternatives terapèutiques, entre elles les òrtesis. Aquests dispositius s'encarreguen de protegir la musculatura, corregir alteracions i assistir la funció de l'extremitat afectada. La seva efectivitat està demostrada; no obstant això, depèn directament del correcte compliment del protocol d'ús. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser identificar els criteris ergonòmics aplicables al desenvolupament d'ortesis que incrementen l'adherència al tractament en pacients amb neuropaties radial, cubital i mitjana. Amb aquest fi, es va avaluar la possibilitat d'optimitzar les propietats terapèutiques a partir de la inclusió d'agents electrofísics en el dispositiu. Per a això, es va dur a terme una revisió sistemàtica i metaanàlisi de l'evidència disponible en els últims 40 anys entorn de l'efectivitat de les principals modalitats aplicades. Es va determinar que algunes modalitats, quan s'apliquen conjuntament a una òrtesi, es veuen beneficiades. No obstant això, cap dels resultats de la revisió va ser clínicament significatiu. Posteriorment, es va plantejar un protocol de co-creació que va incloure les principals fases d'un procés de disseny amb la participació d'usuaris d'ortesis. La primera fase, Perspectiva d'Usuaris, va comptar amb 100 subjectes amb neuropaties perifèriques. Es va obtenir informació tant per a la identificació de necessitats i preferències com per a la classificació dels aspectes que intervenen en l'adherència. Es van emprar models lineals i no lineals, com el model de Kano. Es va trobar que aquest model permet una identificació més precisa sobre quins atributs tenen més importància i el grau d'influència d'aquests en l'adherència. Així mateix, es va comprovar que la satisfacció és una mesura indirecta de la importància i constitueix un predictor adequat de l'adherència a ortesis. Per contra, la importància explícita no compta amb la mateixa fiabilitat. La segona fase, Disseny Participatiu, va incloure 9 persones voluntàries que van avaluar les propostes d'ortesis i van donar recomanacions de disseny. En la tercera fase, Modelatge i Prototipatge, es van produir una sèrie d'iteracions de disseny, donant lloc a un nou desenvolupament d'òrtesis. En la quarta fase, Validació, es va comprovar la funcionalitat i usabilitat de l'òrtesi amb 11 subjectes sans mitjançant un estudi amb electromiografia de superfície. Amb això es va demostrar que la inclusió d'un mecanisme deformable en el disseny del moll articular permet una òptima assistència motora en condicions normals. Finalment, en la fase de Desenvolupament Final, es va fabricar un prototip funcional d'òrtesi radial tenint en compte les oportunitats de millora identificades. / [EN] Peripheral neuropathies are pathologies that deteriorate the nerves located outside the central nervous system and significantly affect sensorimotor functions. There are several therapeutic alternatives, including orthoses. These devices are responsible for protecting the musculature, correcting alterations, and assisting the function of the affected limb. Their effectiveness has been demonstrated. However, it depends directly on proper compliance with the usage protocol. The main objective of this thesis was to identify ergonomic criteria applicable to the development of orthoses that increase treatment adherence in patients with radial, ulnar, and median neuropathies. To this end, the possibility of optimizing therapeutic properties by including electrophysical agents in the device was evaluated. To achieve this, a systematic review and meta-analysis of the available evidence in the last 40 years regarding the effectiveness of the primary applied modalities. It was determined that some modalities are favored when used in conjunction with an orthosis. Nevertheless, none of the review results were clinically significant. Subsequently, a co-creation protocol was proposed, involving the main phases of a design process with the participation of orthosis users. The first phase, User Perspective, involved 100 subjects with peripheral neuropathies. Information was obtained for the identification of needs and preferences, as well as for the classification of aspects involved in adherence. Linear and non-linear models, such as the Kano model, were employed. It was found that this model allows a more precise identification of which attributes are more important and their influence on adherence. Additionally, it was verified that satisfaction is an indirect measure of importance and constitutes an adequate predictor of orthosis adherence. In contrast, explicit importance is not a reliable indicator. The second phase, Participatory Design, included nine voluntary individuals who evaluated orthosis proposals and provided design recommendations. In the third phase, Modeling and Prototyping, a series of design iterations were carried out, resulting in a new orthosis development. The fourth phase, Validation, tested the functionality and usability of the orthosis with 11 healthy subjects through a study with surface electromyography. It was demonstrated that including a deformable mechanism in the joint spring design allows optimal motor assistance under normal conditions. Finally, in the Final Development phase, a functional prototype of the radial orthosis was manufactured, considering the identified opportunities for improvement. / Bula Oyola, EL. (2023). Factores ergonómicos en el diseño de órtesis de mano para rehabilitación sensoriomotora de neuropatías radial, cubital y mediana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199996

La rigidez en el codo puede provenir de lesiones traumáticas y luxaciones, para su tratamiento se realizan diferentes tipos de terapias y ejercicios que paulatinamente van aumento el rango de movimiento, en cada sesión es importante medir el progreso del paciente debido a que, si se terminan las terapias sin lograr un rango completo de movimiento, las posibilidades de tener contracturas al flexionar el codo aumentan. Es por esa razón, que en la presente tesis se ha desarrollado un electrogoniómetro para medir los ángulos de flexo-extensión y prono-supinación del codo. Una de las características más importantes es que permite obtener valores con una precisión de +- 1°, y adicionalmente al tener un dispositivo que permite almacenar los valores leídos, se puede usar en el área de la ciencia para realizar estudios en las acciones que se realizan en los diferentes deportes y así poder evitar lesiones. El diseño fue realizado utilizando las metodologías según las normas VDI 2206 y VDI 2221, para ello se realizó un estudio de la problemática actual referente al uso del goniómetro universal, y además se compararon las diferentes tecnologías que existen para medir ángulos. A partir de la información obtenida se obtuvieron diferentes conceptos de solución, en el cual el ganador fue escogido a través una evaluación técnica-económica. En el diseño final se realizaron una serie de consideraciones como la selección de componentes, los materiales a usar, el dimensionamiento de las piezas que protegerán los componentes internos, entre otros, estas consideraciones permitieron llegar al diseño propuesto. Finalmente, se realizó una estimación de los costos involucrados en el desarrollo del dispositivo, se consideró los costos de manufactura, ensamblado, y para las piezas se consideró el costo de importación, sumando cada uno de los subtotales se obtiene que el costo estimado del dispositivo es de S/. 800.00 aproximadamente.