1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Morelos
4. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
5. Tesis CENIDET
6. Tesis de Maestría
7. Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

Title:	Caracterización de la rigidez en articulación de tobillo utilizando un rehabilitador de tobillo de 2 GDL
Authors:	García Cerda, Rodrigo Amador%1308558
metadata.dc.subject.other:	Identificación Algebraica, Rigidez articular, Sistema biomecatrónico, Rehabilitador de Tobillo, Modelado Matemático, Biomecánica articular, Pruebas de simulación, Control PID, Rehabilitación, Dos grados de libertad
Issue Date:	2025-08-13
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Description:	La rehabilitación de tobillo es un proceso diseñado para ayudar a recuperar la función y fuerza de la articulación después de una lesión, donde los músculos que permanecen en reposo tienden a atrofiarse. Este proceso comienza con una evaluación por un profesionista de la salud para entender la gravedad de la lesión, tratamiento, las acciones a realizar y con ello establecer las etapas a seguir para su proceso de rehabilitación. El tiempo de recuperación varía según la gravedad de la lesión, edad, condición, entre otros factores. Las técnicas actualmente utilizadas en las rutinas de rehabilitación son graduales y constan de un seguimiento, que tienen el objetivo de evolucionar de manera constante hasta lograr la normalidad de la articulación en medida de lo posible. Hasta el momento este tipo de terapias evolutivas normalmente no son acompañadas de un parámetro evaluador que permita identificar avances logrados respecto a la recuperación de la lesión. Es por ello la necesidad de implementar un control para en un rehabilitador de tobillo de 2 grados de libertad (GDL), donde a través de la identificación de parámetros obtenidos por señales permitan la caracterización de la rigidez, la cual puede ser un índice de la evolución de la lesión. Por lo que, en este proyecto de investigación, se implementará la técnica de identificación algebraica para estimar la rigidez en articulaciones de tobillo. El dispositivo rehabilitador se configura para imitar las condiciones funcionales del tobillo y aplicar cargas de manera controlada. La recopilación de datos en tiempo real proporciona ventajas hacia las respuestas biomecánicas del tobillo, permitiendo capturar información de la complejidad de los movimientos articulares y monitorear las adaptaciones en tiempo real. Este nivel de detalle no solo es esencial para la evaluación inicial de la rigidez, sino que también ofrecerá una base sólida para ajustar y personalizar los programas de rehabilitación según las necesidades específicas de cada individuo. La identificación algebraica entra en juego al emplear modelos matemáticos para describir las interacciones complejas entre las diferentes estructuras del tobillo. Al aplicar técnicas algebraicas avanzadas, se puede desentrañar los factores que contribuyen a la rigidez articular, permitiendo una caracterización más precisa y detallada. Este método no solo mejora la objetividad de la evaluación, sino que también abre nuevas posibilidades para comprender mejor las variaciones individuales en la respuesta a la rehabilitación. Además, este enfoque no se limita simplemente a la evaluación estática de la rigidez. También, la monitorización en tiempo real del dispositivo rehabilitador permite la observación dinámica de la respuesta del tobillo a diferentes niveles de carga y movimientos. Esto proporciona información valiosa sobre la adaptabilidad de la articulación, lo que puede ser fundamental para diseñar estrategias de intervención que aborden no solo la rigidez presente, sino también la capacidad de adaptación a nuevas demandas funcionales. En resumen, la combinación de un dispositivo rehabilitador de 2 GDL y el método de identificación algebraica no solo representa un avance técnico en la evaluación de la rigidez del tobillo, sino que también sienta las bases para una comprensión más completa y personalizada de las necesidades de rehabilitación de cada individuo. Este enfoque integrador tiene el potencial de transformar la práctica clínica al proporcionar datos precisos y procesables, para intervenciones más efectivas y personalizadas en el ámbito de la fisioterapia y la rehabilitación músculoesquelética. Se desarrolló un modelo matemático detallado para describir el comportamiento dinámico del tobillo, considerando las relaciones entre las fuerzas aplicadas y los movimientos resultantes. Con este modelo, se diseñaron e implementaron controladores PD (Proporcional-Derivativo) y PID (Proporcional-Integral-Derivativo) que permiten un control preciso de los movimientos del tobillo. Estos controladores fueron probados y ajustados para asegurar un seguimiento exacto de las trayectorias programadas. Además, se seleccionaron sensores y motores para medir parámetros clave como la posición angular y la aceleración del tobillo. Los componentes seleccionados proporcionan datos cruciales para el control del sistema. El uso de estos sensores garantiza una retroalimentación precisa y en tiempo real, lo cual es esencial para ajustar y optimizar el rendimiento del sistema. Los resultados obtenidos con el dispositivo rehabilitador de tobillo de 2 GDL basados en la técnica de identificación algebraica para la estimación de la rigidez articular, fueron favorables. Se realizaron pruebas experimentales con 10 usuarios sanos, obteniéndose mediciones consistentes y comparables con los valores reportados en la bibliografía especializada. Esto válida la precisión del sistema propuesto y demuestra su viabilidad como herramienta para la evaluación funcional del tobillo.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Appears in Collections:	Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

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