Juego Serio para Rehabilitación de Rodilla a partir de un Sistema Mecatrónico by Rodrigo Zuluaga
Sistema de Rehabilitación
El presente artículo completo lo puedes encontrar en el siguiente link: Juego Serio para Rehabilitación de Rodilla a partir de un Sistema Mecatrónico
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RESUMEN
Este artículo presenta el desarrollo de un prototipo de juego serio para rehabilitación de rodilla, a partir de un sistema de control de movimiento, y la importancia de los juegos serios en la rehabilitación, dando a conocer al lector la elaboración de un proyecto que cumple con los objetivos de entretenimiento, entrenamiento y tratamiento. La razón de ejecución parte de la problemática en pacientes con lesiones en miembro inferior a causa de minas antipersona
INTRODUCCIÓN
Este artículo presenta una propuesta conceptual para la rehabilitación de miembro inferior con un juego serio que incorpora control de movimiento mediante el acople de una bicicleta estática comercial y un videojuego como entornos de desarrollo.
Seguidamente se definirá la patología en conjunto, de acuerdo con su respectiva revisión clínica, se hará referencia a los equipos de diagnóstico para detectar las lesiones de esta patología y se tratarán los equipos utilizados en terapia de rehabilitación.
Los juegos serios son una herramienta de rehabilitación muy útil para mejorar el estado de salud de una persona. Estos hacen uso de la tecnología emergente, que crece de manera importante para la formación especializada, aprovechando los videojuegos 3D y los motores de juego con el fin de mejorar la experiencia de los usuarios.
En este trabajo se propone un juego serio para la rehabilitación de miembro inferior utilizando como control de movimiento la bicicleta estática, la cual se acopla a un videojuego para hacer más agradable y divertida la recuperación del paciente. Actualmente se desarrollan diferentes juegos serios para la rehabilitación terapéutica.
En la siguiente sección se presenta un estado del arte del tema, pasando por la patología de la lesión y terminando con dispositivos ya existentes de juego serios para la rehabilitación.
En la sección 3 se muestra la metodología utilizada para el desarrollo del proyecto y luego se tratan los resultados y la discusión de los mismos. Finalmente, se presentan las conclusiones y referencias utilizadas en este artículo.
Descripción de los mecanismos de medición de fuerza y velocidad
Los mecanismos utilizados en el prototipo para la medición de las variables son de tipo electrónico: un sensor óptico prearmado, adaptable al arduino para medición de la velocidad en la rueda de la bicicleta estática, y un sensor de fuerza llamado flexiforce de marca tekscan para medir la fuerza realizada por el paciente en cada uno de los pedales. Además de dos plataformas de hardware con microcontrolador de marca Arduino y referencia Leonardo para el desarrollo de la interfaz en el entorno máquinacomputador. (Muñoz-cardona, Henao-Gallo, & Lòpez-Herrera, 2013)
El sensor de fuerza resistivo (FSR) lo define (Labview, 2009) como un dispositivo de película de polímero (PTF) que presenta una disminución de la resistencia cuando aumenta la fuerza aplicada a la superficie activa. Las FSRs no son células de carga o galgas extensiométricas aunque tengan propiedades similares.
Descripción del sistema, funcionamiento y diagrama de bloques
Frente a la necesidad de realizar un juego serio para rehabilitación de rodilla en personas lesionadas por minas, se decide dar una solución que integra el ejercicio y un videojuego de automóviles que será operado por medio del diseño y la implementación de una bicicleta estática con mandos fáciles de utilizar por pacientes en rehabilitación.
El sistema consta de los siguientes dispositivos: bicicleta estática comercial, sensor de fuerza (flexiforce), sensor óptico de velocidad, mandos por pulsadores, microcontrolador (ArduinoLeonardo), computador, software de programación e instrumentación (Labview) y videojuego.
El sistema funciona por la acción de pedaleo del paciente en rehabilitación. A medida que se logra una velocidad propuesta por el terapeuta el videojuego responde con el movimiento del automóvil, el cual se encuentra en una carrera cuyo objetivo será alcanzar el primer lugar. Los mandos ubicados en el timón de la bicicleta tienen la función de dar dirección al automóvil en el videojuego y de esta manera tener control sobre el movimiento del lado derecho y del lado izquierdo, además de un botón de start que sirve como inicio de la interfaz.
Para la utilización de los botones de mando se realizó un programa que emula el teclado del computador por medio de entradas digitales en el Arduino Leonardo.
Arduino Leonardo
El funcionamiento del videojuego se trabaja por medio de dos sistemas distintos. El primero consta de tres botones ubicados en el timón de la bicicleta y el segundo controla la velocidad del automóvil en el videojuego, el cual fue logrado por medio de un sensor óptico con el que se miden pulsos desde el sensor ubicado en la rueda hasta el microcontrolador que define si las variaciones de la variable velocidad cumplen con la condición impuesta o no y de esta manera enviar la respuesta al videojuego. La figura 7 muestra los instrumentos virtuales utilizados para la simulación de este sistema mediante la plataforma de labview.
BIBLIOGRAFÍA
ZULUAGA, R. Juego Serio para Rehabilitación de Rodilla a partir de un Sistema Mecatrónico.
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