Design and Development of a System to Simulate Underwater Movement in an Exoskeleton to Support Cerebral Palsy Therapies

Resumen

La parálisis cerebral es la discapacidad física más común en niños, afecta al movimiento, al tono muscular y a la postura. Aunque no existe una cura, para algunos fenotipos es posible mejorar el equilibrio y la marcha a través de terapias a edades tempranas. Entre la diversidad de terapias usadas, los ejercicios bajo el agua, en especial la marcha, se ha demostrado beneficiosa para la rehabilitación, mejorando sus beneficios y aumentando la recuperación de la estabilidad y del desempeño general de la marcha. Sin embargo, estas terapias acuáticas no siempre están disponibles. Por esta razón, en esta tesis se ha desarrollado un sistema de control basado en impedancia que simula la sensación de andar bajo el agua, provocando un comportamiento muscular similar sin necesidad de estar bajo el agua. Usando la plataforma robótica Discover2Walk, el usuario puede experimentar la resistencia al movimiento y las fuerzas de flotabilidad de un líquido dependiendo de la viscosidad deseada, reproduciendo algunos de los beneficios de la marcha bajo el agua sin necesidad de condiciones específicas, haciendo los beneficios más accesibles. Una validación técnica ha sido llevada a cabo para probar la viabilidad del sistema a través del análisis de la actividad muscular del Tibial Anterior (TA) y Gastrocnemius Medial (GM) recogida usando un dispositivo de EMG y dos IMUs durante los experimentos. Los resultado muestran una activación muscular acorde al comportamiento esperado tanto en el GM (p < 0.052) como en el TA (p < 0.0001), sin embargo, más pruebas son necesarias para validar correctamente el sistema.