CardioVR-ReTone—Exoesqueleto robótico para la rehabilitación del miembro superior tras cirugía cardíaca abierta: Diseño, modelado y control

Tras la cirugía cardíaca, los pacientes experimentan dificultades con el proceso de rehabilitación, a menudo encontrándolo difícil, y por lo tanto carecen de motivación para las actividades de rehabilitación. A medida que el número de personas de 65 años o más aumentará en un 207 por ciento a nivel mundial para 2050, la necesidad de rehabilitación cardíaca aumentará significativamente, ya que esta es la principal población que experimenta problemas cardíacos. Para abordar este desafío, este documento propone un nuevo concepto de exoesqueleto robótico con 12 grados de libertad (6 grados de libertad en cada brazo), con una estructura simétrica para los miembros superiores, que se utilizará en la rehabilitación temprana de pacientes cardíacos después de una cirugía cardíaca abierta. Se presenta el diseño electromecánico (modelo geométrico, cinemático y dinámico), la arquitectura de control y el módulo de operación basado en VR del exoesqueleto robótico. Para resolver el problema del alto grado de complejidad respecto al modelo cinemático y dinámico del CardioVR-ReTone, se utilizaron el algoritmo iterativo, la energía cinética y las fuerzas generalizadas. Los resultados sirven como un modelo completo del exoesqueleto, desde un punto de vista cinemático y dinámico, así como para la selección de los motores eléctricos, el sistema de control y el modelo de motivación basado en VR. La validación del concepto se logró evaluando la estructura del exoesqueleto desde un punto de vista ergonómico, enfatizando los movimientos que formarán parte de la rehabilitación cardíaca.