Costa Cortez, Vanina

La fractura de cadera es una lesión frecuente en personas mayores de 65 años, estando asociada a una reducción en la esperanza de vida. Su rehabilitación se basa en la movilización gradual mediante terapia manual. Sin embargo, estos tratamientos no suelen ser integrales, constan de ejercicios repetitivos, resultan monótonos para el paciente y su seguimiento es principalmente cualitativo. SWalker es un andador robótico basado en un sistema de tracción y de soporte de peso, que integra sensores de marcha. Con una primera versión de este andador se llevó a cabo un estudio clínico que involucró 34 pacientes. A partir de esta experiencia se han extraído los requisitos de diseño que se consideran claves para el desarrollo de este tipo de dispositivos. Sobre la base de estos requisitosse ha construido una segunda versión del andador en la que se ha validado su usabilidad con 5 pacientes. Empleando la escala QUEST 2.0 se han comparado ambas versiones del andador, mostrando mejoras en la segunda versión en seguridad, adaptabilidad y usabilidad.

The rehabilitation of children with motor disorders is mainly focused on physical interventions. Numerous studies have demonstrated the benefits of upper function using robotic exoskeletons. However, there is still a gap between research and clinical practice, owing to the cost and complexity of these devices. This study presents a proof of concept of a 3D-printed exoskeleton for the upper limb, following a design that replicates the main characteristics of other effective exoskeletons described in the literature. 3D printing enables rapid prototyping, low cost, and easy adjustment to the patient anthropometry. The 3D-printed exoskeleton, called POWERUP, assists the user's movement by reducing the effect of gravity, thereby allowing them to perform upper limb exercises. To validate the design, this study performed an electromyographybased assessment of the assistive performance of POWERUP, focusing on the muscular response of both the biceps and triceps during elbow flexion extension movements in 11 healthy children. The Muscle Activity Distribution (MAD) is the proposed metric for the assessment. The results show that (1) the exoskeleton correctly assists elbow flexion, and (2) the proposed metric easily identifies the exoskeleton configuration: statistically significant differences (p-value D 2.26 10􀀀7 < 0.001) and a large effect size (Cohen's d D 3.78 > 0.8) in the mean MAD value were identified for both the biceps and triceps when comparing the transparent mode (no assistance provided) with the assistive mode (anti-gravity effect). Therefore, this metric was proposed as a method for assessing the assistive performance of exoskeletons. Further research is required to determine its usefulness for both the evaluation of selective motor control (SMC) and the impact of robot-assisted therapies.

This study evaluates and compares the suitability for child–computer interaction (CCI, the branch within human–computer interaction focused on interactive computer systems for children) of two devices: a standard computer mouse and the ENLAZA interface, a head mouse that measures the user’s head posture using an inertial sensor. A multidirectional pointing task was used to assess the motor performance and the users’ ability to learn such a task. The evaluation was based on the interpretation of the metrics derived from Fitts’ law. Ten children aged between 6 and 8 participated in this study. Participants performed a series of pre- and post-training tests for both input devices. After the experiments, data were analyzed and statistically compared. The results show that Fitts’ law can be used to detect changes in the learning process and assess the level of psychomotor development (by comparing the performance of adults and children). In addition, meaningful differences between the fine motor control (hand) and the gross motor control (head) were found by comparing the results of the interaction using the two devices. These findings suggest that Fitts’ law metrics offer a reliable and objective way of measuring the progress of physical training or therapy.

La fractura de cadera (FC) es una lesión musculoesquelética que afecta principalmente a las personas mayores. Esta lesión es una de las principales causas de hospitalización en la población geriátrica y tiene un impacto significativo en la calidad de vida de los pacientes, limitando la capacidad de movimiento y ocasionando pérdida de autonomía. Las terapias actuales de rehabilitación de FC incluyen ejercicios y técnicas para mejorar la movilidad y la fuerza muscular, pero la evaluación de la progresión de los pacientes se basa en escalas subjetivas. Las plataformas robóticas de rehabilitación ofrecen una solución prometedora, ya que permiten terapias intensivas, proporcionan retroalimentación objetiva y constan de estructurales seguras y adaptables. La presente tesis doctoral propone el desarrollo de un andador robótico para la rehabilitación de FC en personas mayores, con el objetivo de mejorar los procesos de rehabilitación en términos de tiempo y función motora. El andador ha sido validado en un entorno clínico y ha demostrado ser seguro y efectivo en la movilización temprana y la monitorización del progreso de la rehabilitación. Este estudio representa una contribución relevante en el campo de la robótica y la rehabilitación funcional, y puede abrir nuevas líneas de investigación en este ámbito.