Tele-Rehabilitation Versus Local Rehabilitation Therapies Assisted by Robotic Devices: A Pilot Study with Patients

The present study aims to evaluate the advantages of a master-slave robotic rehabilitation therapy in which the patient is assisted in real-time by a therapist. We have also explored if this type of strategy is applicable in a tele-rehabilitation environment. A pilot study has been carried out involving 10 patients who have performed a point-to-point rehabilitation exercise supported by three assistance modalities: fixed assistance (without therapist interaction), local therapist assistance, and remote therapist assistance in a simulated tele-rehabiliation scenario. The rehabilitation exercise will be performed using an upper-limb rehabilitation robotic device that assists the patients through force fields. The results suggest that the assistance provided by the therapist is better adapted to patient needs than fixed assistance mode. Therefore, it maximizes the patient’s level of effort, which is an important aspect to improve the rehabilitation outcomes. We have also seen that in a tele-rehabilitation environment it is more difficult to assess when to assist the patient than locally. However, the assistance suits patients better than the fixed assistance mode.

Download Full-text

Thumbnail Ver/Abrir 2021_Garcia_Perez_Jose_Diseno_implementacion-algoritmos-control-fuerza-robot-rehabilitacion-miembro-superior.pdf (5.367Mb) Use este enlace para citar http://hdl.handle.net/2183/28384 Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es Excepto si se señala otra cosa, la licencia del ítem se describe como Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es Colecciones XLII Jornadas de Automática [103] Metadatos Mostrar el registro completo del ítem Título Diseño e implementación de algoritmos de control de fuerza para un robot de rehabilitación de miembro superior Título(s) alternativo(s) Design and implementation of force control algorithms for an upper-limb rehabilitation robot Autor(es) García Pérez, José Vicente Blanco, A. Catalán Orts, José María Ezquerro, Santiago Álvarez-Pastor, Jesús Arnau-Papí, Jesús García Aracil, Nicolás Fecha 2021 Cita bibliográfica García-Pérez, J. V., Blanco, A., Catalán, J. M., Ezquerro, S., Álvarez-Pastor, J., Arnau-Papí, J., García-Aracil, N. Diseño e implementación de algoritmos de control de fuerza para un robot de rehabilitación de miembro superior. En XLII Jornadas de Automática: libro de actas. Castelló, 1-3 de septiembre de 2021 (pp.515-520). DOI capítulo: https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498043.515 DOI libro: https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498043 Resumen [Resumen] El envejecimiento de la población aumentará la incidencia de las enfermedades relacionadas con la edad, como los accidentes cerebrovasculares. La robótica ha demostrado ser efectiva en la aplicación de terapias de rehabilitación a personas que presenten una pérdida de movilidad asociada a estas patologías. Existen numerosos sistemas de control apropiados para la interacción entre robots y pacientes en este tipo de terapias. De entre ellos, en este artículo se propone el uso de campos de potencial de fuerza en un dispositivo robótico de rehabilitación de miembro superior para pacientes que hayan sufrido pérdida de movilidad debido a un accidente cerebrovascular. En la primera parte del artículo se expone la formulación de los campos de potencial y se define el dispositivo robótico en el que han sido implementados. Posteriormente, se plantea una experimentación con sujetos sanos para comprobar la validez de esta estrategia de control. Los resultados muestran una disminución del error en los movimientos de los sujetos y abren la puerta a pruebas posteriores con pacientes reales. [Abstract] The aging of population will increase the incidence of age-related diseases, such as strokes. Robotic devices have proven their effectiveness in rehabilitation therapies for people who have a lack of mobility due to these diseases. There are many different systems to control the robot-human interaction in this type of therapies. This article proposes the use of force potential fields in a robotic upper-limb rehabilitation device for stroke patients. In the first part of the article the formulation of the force potential fields is shown and the robotic device used for the study is presented. Finally, an experimentation with healthy subjects is proposed to check the validity of this control strategy. The results show a decrease in the error in the subjects’movements and open the door to further tests with real patients. Palabras clave Robótica de rehabilitación Sistemas de control Campos de potencial de fuerza Robotic rehabilitation Control systems Force potential field Versión del editor https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498043.515 Derechos Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es ISBN 978-84-9749-804-3 Buscar en RUC Esta colección Listar Todo RUC Comunidades & Colecciones Por fecha de publicación Autores Títulos Materias Esta colección Por fecha de publicación Autores Títulos Materias Mi cuenta Acceder Registro Estadísticas Ver Estadísticas de uso

10.17979/spudc.9788497498043.515 ◽

2021 ◽

pp. 515-520

Author(s):

José Vicente García Pérez ◽

A. Blanco ◽

José María Catalán Orts ◽

Santiago Ezquerro ◽

Jesús Álvarez-Pastor ◽

...

Keyword(s):

Upper Limb ◽

Human Interaction ◽

Potential Fields ◽

Robotic Rehabilitation ◽

Upper Limb Rehabilitation ◽

Age Related ◽

Palabras Clave ◽

Robotic Devices ◽

Limb Rehabilitation ◽

Force Potential

El envejecimiento de la población aumentará la incidencia de las enfermedades relacionadas con la edad, como los accidentes cerebrovasculares. La robótica ha demostrado ser efectiva en la aplicación de terapias de rehabilitación a personas que presenten una pérdida de movilidad asociada a estas patologías. Existen numerosos sistemas de control apropiados para la interacción entre robots y pacientes en este tipo de terapias. De entre ellos, en este artículo se propone el uso de campos de potencial de fuerza en un dispositivo robótico de rehabilitación de miembro superior para pacientes que hayan sufrido pérdida de movilidad debido a un accidente cerebrovascular. En la primera parte del artículo se expone la formulación de los campos de potencial y se define el dispositivo robótico en el que han sido implementados. Posteriormente, se plantea una experimentación con sujetos sanos para comprobar la validez de esta estrategia de control. Los resultados muestran una disminución del error en los movimientos de los sujetos y abren la puerta a pruebas posteriores con pacientes reales.

Download Full-text

Evaluation of Commercial Ropes Applied as Artificial Tendons in Robotic Rehabilitation Orthoses

Applied Sciences ◽

10.3390/app10030920 ◽

2020 ◽

Vol 10 (3) ◽

pp. 920 ◽

Cited By ~ 2

Author(s):

Guilherme de Paula Rúbio ◽

Fernanda Márcia Rodrigues Martins Ferreira ◽

Fabrício Henrique de Lisboa Brandão ◽

Victor Flausino Machado ◽

Leandro Gonzaga Tonelli ◽

...

Keyword(s):

Tensile Force ◽

Permanent Deformation ◽

Hand Movements ◽

Clinical Test ◽

Robotic Rehabilitation ◽

Upper Limb Rehabilitation ◽

Direct Measurements ◽

Robotic Orthosis ◽

Design Selection ◽

Limb Rehabilitation

This study aims to present the design, selection and testing of commercial ropes (artificial tendons) used on robotic orthosis to perform the hand movements for stroke individuals over upper limb rehabilitation. It was determined the load applied in the rope would through direct measurements performed on four individuals after stroke using a bulb dynamometer. A tensile strength test was performed using eight commercial ropes in order to evaluate the maximum breaking force and select the most suitable to be used in this application. Finally, a pilot test was performed with a user of the device to ratify the effectiveness of the rope. The load on the cable was 12.38 kgf (121.4 N) in the stroke-affected hand, which is the maximum tensile force that the rope must to supports. Paragliding rope (DuPont™ Kevlar ® ) supporting a load of 250 N at a strain of 37 mm was selected. The clinical test proved the effectiveness of the rope, supporting the requested efforts, without presenting permanent deformation, effectively performing the participant’s finger opening.

Download Full-text