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Desarrollo de una estrategia de control orientada al uso clínico para caminadores inteligentes

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dc.contributor.advisorCifuentes García, Carlos Andrés
dc.contributor.advisorMúnera Ramirez, Marcela Cristina
dc.contributor.gruplacGiBiomespa
dc.creatorFerro Rugeles, Rubén Darío
dc.creator.degreeIngeniero Biomédicospa
dc.creator.degreetypeFull timespa
dc.date.accessioned2021-06-03T19:29:33Z
dc.date.available2021-06-03T19:29:33Z
dc.date.created2021-05-27
dc.descriptionActualmente la población está envejeciendo con mayor rapidez, lo que lleva a que más personas tengan dificultades para caminar, debido a los procesos degenerativos naturales de la vida. Por otro lado, existe un porcentaje importante de personas que padecen algún tipo de enfermedad o discapacidad que limita sus procesos de locomoción. Por ello, los avances tecnológicos, especialmente en robótica móvil, han apostado por dispositivos de asistencia para esta población. A partir de esto, han surgido caminadores inteligentes, dispositivos que involucran sensores, sistemas de control y diferentes componentes electrónicos en su estructura mecánica. En este trabajo, inicialmente se presenta los resultados de un estudio de evaluación de percepción con personal de salud y rehabilitación, con la finalidad de obtener su opinión acerca de los caminadores inteligentes, sus características y su impacto en terapias de rehabilitación y asistencia. La obtención de la percepción se realizó a través de un cuestionario basado en el cuestionario estándar Quest (Quebec User Evaluation of Satisfaction with assistive Technology, Version 2.0). De este estudio se encontraron distintas necesidades, orientadas a la seguridad principalmente e interacción del caminador con el usuario. Se evidenció que los parámetros de seguridad con un porcentaje de 58.62 %, fueron más determinantes para los profesionales de la salud, contra otro tipo de parámetros como diseño, dimensiones, peso, entre otros que presentan los caminadores inteligentes. Posteriormente, para el segundo estudio, se seleccionaron 4 preguntas del primer estudio enfocadas a parámetros de seguridad, modalidades y sistemas de monitoreo, seguridad y navegación, a las cuales se les aplico un análisis estadístico y la prueba de Friedman, para obtener diferencias significativas con la finalidad de tener un criterio de diseño más exacto y profundo, para diseñar una estrategia de control orientada al uso clínico. Para las 4 preguntas, el valor p obtenido fue menor a el nivel de significancia α cuyo valor se fijó en 0.05, resultados que evidenciaban que existen diferencias significativas entre todas las categorías de las preguntas seleccionadas. Con base a los resultados de las 4 preguntas seleccionadas y teniendo en cuenta la prueba de Friedman y el análisis estadístico descriptivo, se diseñó una estrategia de control, que se adaptaba a las necesidades encontradas en primer estudio del proyecto. La estrategia de control diseñada involucraba un sistema de detección de obstáculos, con un sistema de frenado de emergencia y dos tipos de realimentación para el usuario, que son realimentación auditiva, por medio de alarmas y comentarios audibles y realimentación visual por medio de alarmas visibles. Con la finalidad de validar la estrategia diseñada, se construyó un mundo virtual, donde se evaluaría la estrategia mediante la simulación de un caminador inteligente. El mundo virtual correspondía a una pista con diferentes tipos de obstáculos, con los cuales interactuaría el caminador inteligente. Finalmente, el tercer estudio, buscaba analizar la usabilidad de la estrategia de control diseñada en usuarios sanos, los cuales manipulaban el caminador inteligente en el entorno virtual diseñado. En este estudio, se utilizó el cuestionario de usabilidad y aceptación QUEAD (A Questionnaire for the Evaluation of Physical Assistive Devices, Version 1.0), del cual se obtuvo que usabilidad percibida, actitud y comodidad, categorías preguntadas frente a la estrategia de control utilizada por los participantes del estudio, fueron lo que más destacaron en los resultados del cuestionario relacionado a la prueba. Lo expuesto anteriormente en los tres estudios realizados para este proyecto, permitieron concluir que para los profesionales de la salud y rehabilitación les parece que los caminadores inteligentes deben principalmente enfocarse en parámetros de seguridad, apoyando y facilitando el proceso de movilidad de los usuarios con problemas de locomoción. De igual manera, se evidenció tanto en la literatura como en el estudio de percepción que los sistemas de detección de obstáculos son indispensables en los caminadores inteligentes. Igualmente, este tipo de sistemas deben ser integrados con otro tipo de ayudas y medidas de seguridad para lograr mantener la seguridad de los usuarios lo más alta posible. Esto se vio evidenciado en la estrategía de control diseñada para este proyecto, donde se incluían realimentaciones visibles y audibles para guiar a los usuarios y se incluía un sistema de frenado de emergencia para minimizar lo más posible, que el caminador presentará una colisión con un obstáculo, ya que esto presenta un escenario de bastante riesgo por la posibilidad de que se presente una caída.spa
dc.description.abstractCurrently, the population is aging at a faster rate, which leads to more people having difficulty walking, due to natural degenerative processes. people have difficulty walking, due to the natural degenerative processes of life. natural degenerative processes of life. On the other hand, there is a significant percentage of people who suffer from some type of disease or disability that limits their locomotion processes. disease or disability that limits their locomotion processes. For this reason, technological advances, especially in mobile robotics, have led to the development of assistive devices for this population. population. As a result, smart walkers have emerged, devices that involve sensors, control systems and different sensors, control systems and different electronic components in their mechanical structure. In this paper, we initially present the results of a perception evaluation study with health and rehabilitation personnel, in order to obtain their opinion about smart walkers, their characteristics and their impact on rehabilitation and assistance therapies. The perception was obtained through a questionnaire based on the standard Quest questionnaire (Quebec User Evaluation of Satisfaction with assistive Technology, Version 2.0). From this study different needs were found, mainly oriented to safety and interaction of the walker with the user. It was found that the safety parameters, with a percentage of 58.62%, were more decisive for health professionals, compared to other parameters such as design, dimensions, weight, among others presented by the intelligent walkers. Subsequently, for the second study, 4 questions were selected from the first study focused on safety parameters, modalities and monitoring systems, safety and navigation, to which a statistical analysis and the Friedman test were applied to obtain significant differences in order to have a more accurate and deeper design criterion to design a control strategy oriented to clinical use. For the 4 questions, the p-value obtained was less than the significance level α whose value was set at 0.05, results that evidenced that there are significant differences between all the categories of the questions selected. Based on the results of the 4 selected questions and taking into account the Friedman's test and the statistical analysis Friedman test and the descriptive statistical analysis, a control strategy was designed, which was adapted to the needs found in the first study of the project. The control strategy designed involved an obstacle detection system, with an emergency braking system and two types of feedback to the user, which are auditory feedback, by means of audible alarms and comments, and visual feedback by means of visible alarms. In order to validate the designed strategy, a virtual world was built, where the strategy would be evaluated by simulating an intelligent walker. The virtual world corresponded to a track with different types of obstacles, with which it would interact. would interact with the intelligent walker would interact with. Finally, the third study sought to analyze the usability of the control strategy designed in healthy users, who manipulated the smart walker in the virtual environment designed. designed. In this study, we used the usability and acceptance questionnaire QUEAD (A Questionnaire for the Evaluation of Physical Assistive Devices, Version 1.0), from which it was obtained that perceived usability, attitude and comfort, categories asked about the control strategy used by the participants of the study The results of the questionnaire related to the test showed that perceived usability, attitude and comfort, categories asked about the control strategy used by the participants of the study, were what stood out most in the results of the questionnaire related to the test. The above mentioned in the three studies conducted for this project led to the conclusion that for health and rehabilitation professionals it seems to them that smart walkers should mainly focus on safety parameters, supporting and facilitating the mobility process of users with locomotion problems. Similarly, it was evidenced both in the literature and in the perception study that obstacle detection systems are indispensable in smart walkers. Likewise, these types of systems must be integrated with other types of aids and safety measures in order to maintain user safety as high as possible. This was evidenced in the control strategy designed for this project, which included visible and audible feedback to guide users and included an emergency braking system to minimize as much as possible, that the walker will present a collision with an obstacle, as this presents a very risky scenario because of the risk of a collision with an obstacle. This presents a very risky scenario due to the possibility of a fall.spa
dc.format.extent78 pp.spa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.48713/10336_31569
dc.identifier.urihttps://repository.urosario.edu.co/handle/10336/31569
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad del Rosariospa
dc.publisher.departmentEscuela de Medicina y Ciencias de la Saludspa
dc.publisher.programIngeniería Biomédicaspa
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.rights.accesRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.licenciaEL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realizó sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma.spa
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dc.source.instnameinstname:Universidad del Rosariospa
dc.source.reponamereponame:Repositorio Institucional EdocURspa
dc.subjectCaracterísticas e impacto en la actividad terapéutica y de rehabilitación de las caminadoras inteligentesspa
dc.subjectEvaluación de percepción del personal de salud y rehabilitación frente al uso de caminadoras inteligentesspa
dc.subjectNecesidad de sistemas de detección de obstáculos en caminadoras inteligentesspa
dc.subjectEstándares de seguridad e usabilidad en el diseño de caminadoras inteligentesspa
dc.subjectTecnología medicaspa
dc.subjectTecnologías de la rehabilitación y la terapéuticaspa
dc.subject.ddcSistemasspa
dc.subject.ddcCiencias médicas, Medicinaspa
dc.subject.keywordCharacteristics and impact on the therapeutic and rehabilitation activity of smart treadmillsspa
dc.subject.keywordEvaluation of the perception of health and rehabilitation personnel regarding the use of smart treadmillsspa
dc.subject.keywordNeed for obstacle detection systems in smart treadmillsspa
dc.subject.keywordSafety and usability standards in the design of smart treadmillsspa
dc.subject.keywordMedical technologyspa
dc.subject.keywordRehabilitation and therapeutic technologiesspa
dc.titleDesarrollo de una estrategia de control orientada al uso clínico para caminadores inteligentesspa
dc.title.TranslatedTitleDevelopment of a control strategy oriented to clinical use for smart walkersspa
dc.typebachelorThesiseng
dc.type.documentAnálisis de casospa
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.spaTrabajo de gradospa
local.department.reportEscuela de Medicina y Ciencias de la Saludspa
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