Desarrollo de un sistema de rehabilitación de rodilla teleoperado basado en el modelo Industria 4.0
Contenido principal del artículo
Las Instituciones de Atención de Salud en Colombia se encuentran distribuidas geográficamente de manera irregular. Las entidades que brindan servicios especializados, como rehabilitación física, se concentran en las principales ciudades. Aunque la cobertura del sistema de salud colombiano ha aumentado en los últimos años. Las barreras al acceso a los servicios de salud, como la vulnerabilidad geográfica y el costo del transporte a los centros de rehabilitación, siguen siendo un problema que se hace sentir en el país. Este proyecto presenta un sistema de control para teleoperación vía internet de una ayuda tecnológica para la rehabilitación física de la rodilla basado en el modelo de industria 4.0. Para esto se propone una metodología de diseño que integra varios recursos y herramientas de diversas áreas, incluyendo mecánica, electrónica y tecnologías de la información, como SysML, control distribuido, bases de datos y dispositivos de rehabilitación, entre otros. Como resultado se logra un prototipo funcional del sistema que permite evaluar técnicamente una infraestructura que permita a los pacientes realizar sus procedimientos sin desplazarse grandes distancias de su lugar de residencia. Además, la implementación del modelo Industria 4.0 nos permite tener una visión integral del sistema, facilitando la posterior escalabilidad del proyecto como la implementación de un programa de mantenimiento predictivo.
Ministerio de Salud de Colombia (MINSALUD). RESOLUCIÓN 5261 DE 05 DE AGOSTO DE 1994 [Internet]. 1994. Available from: https://www.minsalud.gov.co/Normatividad_Nuevo/RESOLUCI%C3%93N%205261%20DE%201994.pdf
Ministerio de Salud y Protección Social. REPS - Registro Especial de Prestadores de Servicios de Salud [Internet]. Available from: https://prestadores.minsalud.gov.co/habilitacion/
Organización Mundial de la Salud. Médicos (por cada 1.000 personas) [Internet]. World Bank Open Data. 2018 [cited 2023 Nov]. Available from: https://datos.bancomundial.org/indicator/SH.MED.PHYS.ZS
Sánchez AM. Por cada 1.000 habitantes en Colombia, hay alrededor de 1,5 médicos generales [Internet]. Diario La República. 2020 [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.larepublica.co/economia/por-cada-1000-habitantes-en-colombia-hay-aproximadamente-15-medicos-generales-2982596
Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Funcionamiento Humano - Resultados Censo Nacional de Población y Vivienda 2018 [Internet]. 2019 Dec [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.dane.gov.co/files/censo2018/informacion-tecnica/cnpv-2018-presentacion-funcionamiento-humano.pdf
Así Vamos en Salud. Aseguramiento - Georeferenciado [Internet]. Indicadores en salud normatividad derechos. 2020 [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.asivamosensalud.org/indicadores/aseguramiento/aseguramiento-georeferenciado
Campaz Payan N, Montaño Olaya SM. Barreras de acceso al servicio de salud en el contexto colombiano a partir de la promulgación del derecho a la salud en la legislación colombiana [Internet]. Universidad Santiago de Cali; 2019 [cited 2023 Nov]. Available from: http://5.161.181.217/handle/20.500.12421/388
Gómez-Perea CA, Pasos-Revelo LM, González-Rojas T, Arrivillaga M. Health services accessibility for people with physical disabilities in Zarzal (Valle del Cauca, Colombia). Salud Uninorte [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov];34(2):276–83. Available from: https://rcientificas.uninorte.edu.co/index.php/salud/article/view/9549 DOI: https://doi.org/10.14482/sun.34.2.61
Gu D, Li T, Wang X, Yang X, Yu Z. Visualizing the intellectual structure and evolution of electronic health and telemedicine research. Int J Med Inform [Internet]. 2019;130(103947):103947. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1386505618306774 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmedinf.2019.08.007
Ministerio de Salud y Protección Social de Colombia. Durante la pandemia se consolidó la telemedicina en el país [Internet]. Gov.co. 2020 [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.minsalud.gov.co/Paginas/Durante-la-pandemia-se-consolido-la-telemedicina-en-el-pais.aspx
Borges PRT, Resende RA, Dias JF, Mancini MC, Sampaio RF. Telerehabilitation program for older adults on a waiting list for physical therapy after hospital discharge: study protocol for a pragmatic randomized trial protocol. Trials [Internet]. 2021;22(1). Available from: http://dx.doi.org/10.1186/s13063-021-05387-2 DOI: https://doi.org/10.1186/s13063-021-05387-2
Mahmoud IAM Sr. Usability of telemedicine in physical therapy rehabilitation: Systematic review (preprint). JMIR Rehabil Assist Technol [Internet]. 2020; Available from: http://dx.doi.org/10.2196/25250 DOI: https://doi.org/10.2196/25250
Levy CE, Silverman E, Jia H, Geiss M, Omura D. Effects of physical therapy delivery via home video telerehabilitation on functional and health-related quality of life outcomes. J Rehabil Res Dev [Internet]. 2015;52(3):361–70. Available from: https://www.proquest.com/openview/89721180d216d68eb58cb4bdb269ed4c/1?pq-origsite=gscholar&cbl=48772 DOI: https://doi.org/10.1682/JRRD.2014.10.0239
Wang Q, Lee RLT, Hunter S, Chan SW-C. The effectiveness of internet-based telerehabilitation among patients after total joint arthroplasty: An integrative review. Int J Nurs Stud [Internet]. 2021;115(103845):103845. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020748920303369 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijnurstu.2020.103845
Klamroth-Marganska V, Baur K, Nagle A, Riener R, Toigo M. Strength training of the upper extremity in virtual reality with an exoskeleton robot. In: 2017 International Conference on Virtual Rehabilitation (ICVR) [Internet]. IEEE; 2017. Available from: http://dx.doi.org/10.1109/icvr.2017.8007500 DOI: https://doi.org/10.1109/ICVR.2017.8007500
Liu Y, Guo S, Yan Z. Preliminary design of a novel teleoperation interface for home-based upper limb rehabilitation. In: 2020 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA) [Internet]. IEEE; 2020. Available from: http://dx.doi.org/10.1109/icma49215.2020.9233807 DOI: https://doi.org/10.1109/ICMA49215.2020.9233807
Rahman MH, K-Ouimet T, Saad M, Kenne JP, Archambault PS. Tele-operation of a robotic exoskeleton for rehabilitation and passive arm movement assistance. In: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics [Internet]. IEEE; 2011. Available from: http://dx.doi.org/10.1109/robio.2011.6181326 DOI: https://doi.org/10.1109/ROBIO.2011.6181326
Nef T, Mihelj M, Kiefer G, Perndl C, Muller R, Riener R. ARMin - exoskeleton for arm therapy in stroke patients. In: 2007 IEEE 10th International Conference on Rehabilitation Robotics [Internet]. IEEE; 2007. Available from: http://dx.doi.org/10.1109/icorr.2007.4428408 DOI: https://doi.org/10.1109/ICORR.2007.4428408
Kawai Y, Honda K, Kawai H, Miyoshi T, Fujita M. Tele-Rehabilitation system for human lower limb using electrical stimulation based on bilateral teleoperation. In: 2017 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA) [Internet]. IEEE; 2017. Available from: http://dx.doi.org/10.1109/ccta.2017.8062662 DOI: https://doi.org/10.1109/CCTA.2017.8062662
Koh MH, Yen S-C, Leung LY, Gans S, Sullivan K, Adibnia Y, et al. Exploiting telerobotics for sensorimotor rehabilitation: a locomotor embodiment. J Neuroeng Rehabil [Internet]. 2021;18(1). Available from: http://dx.doi.org/10.1186/s12984-021-00856-w DOI: https://doi.org/10.1186/s12984-021-00856-w
Lopera JE. Diseño, construcción y evaluación de una unidad de movimiento pasivo continúo para rodilla. [Santiago de Cali, VC]: Universidad del Valle; 2004.
Balanta Tovar JA. Diseño y Fabricación de una Unidad de Movimiento Pasivo. [Santiago de Cali, VC]: Universidad del Valle; 2015.
Camacho Sánchez JA. Sistema de Control Distribuido para Máquinas de Rehabilitación de Movimiento Pasivo Continuo de Rodilla. [Santiago de Cali, VC]: Universidad del Valle; 2014.
What is industrie 4.0? [Internet]. Plattform-i40.de. [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.plattform-i40.de/IP/Navigation/EN/Industrie40/WhatIsIndustrie40/what-is-industrie40.html
Muro CDC. Cómo promover la Cuarta Revolución Industrial en América Latina [Internet]. Foro Económico Mundial. 2023 [cited 2023 Nov 22]. Available from: https://es.weforum.org/agenda/2023/03/como-promover-la-cuarta-revolucion-industrial-en-america-latina/
Castillo M, Gligo N, Rovira S. La política industrial 4.0 en América Latina. 2017 [cited 2023 Nov 22]; Available from: https://repositorio.cepal.org/items/e333d177-b089-4b77-b73b-43fa93617902
Sustainable manufacturing [Internet]. Plattform-i40.de. [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.plattform-i40.de/IP/Redaktion/EN/Downloads/Publikation/Sustainable-Manufacturing.html
Schweichhart K. Reference architectural model industrie 4.0 (RAMI4.0) - an introduction [Internet]. Plattform-i40.de. 2016 [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.plattform-i40.de/IP/Redaktion/EN/Downloads/Publikation/rami40-an-introduction.html
Braune A, Hüttemann G, Klein M, Löwen U, Thron M. Usage Viewpoint of Application Scenario Value-Based Service [Internet]. 2018 Feb [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.dke.de/resource/blob/1711328/abac331ee79c502299aaa40886f61570/bmwi-discussion-paper-usage-viewpoint-of-application-scenario-value-based-service-data.pdf
Gilchrist A. Industry 4.0: The industrial internet of things. 1st ed. Berlin, Germany: APress; 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4842-2047-4_12
Abiztar. SysML: Modelando Sistemas y Sistemas de Sistemas [Internet]. Abiztar: Learning Technologies. [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.abiztar.com.mx/articulos/sysml-modelando-sistemas-y-sistemas-de-sistemas.html
OMG Systems Modeling Language. What is SysML®? [Internet]. OMG Systems Modeling LanguageTM. [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.omgsysml.org/what-is-sysml.htm
Friedenthal S, Moore A, Steiner R. OMG Systems Modeling Language (OMG SysMLTM) Tutorial September, 2009 [Internet]. Omgsysml.org. [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.omgsysml.org/INCOSE-OMGSysML-Tutorial-Final-090901.pdf
López Esquivel DG. Desarrollo De Un Sistema De Control Para La Teleoperación Vía Internet De Una Ayuda Tecnológica Para Rehabilitación De Rodilla Basado En El Modelo De Industria 4.0. [Santiago de Cali, VC]: Universidad del Valle; 2022.
López Esquivel DG. Sesión de terapia de rodilla con ayuda tecnológica teloperada [Internet]. Youtube; 2022 [cited 2023 Nov]. Available from: https://www.youtube.com/watch?v=IqwulMwbxHs
Aceptado 2023-11-30
Publicado 2023-09-08

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
Los autores ceden los derechos patrimoniales a la revista y a la Universidad del Valle sobre los manuscritos aceptados, pero podrán hacer los reusos que consideren pertinentes por motivos profesionales, educativos, académicos o científicos, de acuerdo con los términos de la licencia que otorga la revista a todos sus artículos.
Los artículos serán publicados bajo la licencia Creative Commons 4.0 BY-NC-SA (de atribución, no comercial, sin obras derivadas).