ES2558024B1

ES2558024B1 - Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano y procedimiento de uso

Info

Publication number: ES2558024B1
Application number: ES201400643A
Authority: ES
Inventors: Nicolás GARCÍA ARACIL; José María Sabater Navarro; Eduardo Fernández Jover; Francisco J. BADESA CLEMENTE; Ricardo MORALES VIDAL; Jorge A. DÍEZ POMARES; Samara Catalina ENRIQUEZ URBANO
Original assignee: Universidad Miguel Hernandez de Elche UMH
Current assignee: Universidad Miguel Hernandez de Elche UMH
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: ES2558024A1

Abstract

Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano y procedimiento de uso.#La presente invención consiste en un dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano, que está comprendido por: un dispositivo robótico de tipo exoesqueleto, un sistema de estimulación dorsal y palmar sincronizado con el movimiento asistido de apertura y cierre de la mano, un sistema de fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario basado en el uso de sistemas de tipo clip magnetizados o similares, un sistema de adquisición de señales fisiológicas mediante sensores embebidos en el sistema de fijación del dispositivo, un sistema de control y un sistema de realidad virtual con diferentes actividades terapéuticas.

Description

DISPOSITIVO ROBÓTICO MODULAR y AUTO-ADAPTATIVO PARA LA REHABILITACiÓN DE LA MANO Y PROCEDIMIENTO DE USO

La presente invención consist~ en un dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano, que está comprendido por: un dispositivo robótica de tipo exoesqueleto, un sistema de estimulación dorsal y palmar sincronizado con el movimiento asistido de apertura y cierre de la mano, un sistema de fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario basado en el uso de sistemas de tipo clip magnetizados o similares, un sistema de adquisición de señales fisiológicas mediante sensores embebidos en el sistema de fijación del dispositivo, un sistema de control y un sistema de realidad virtual con diferentes actividades terapéuticas. Se entiende por auto-adaptación del dispositivo la capacidad del dispositivo en modificar el nivel de asistencia proporcionado por el mismo junto con el nivel de complejidad de la terapia de rehabilitación en función de la estimación en tiempo real de la intención del usuario, estado fisiológico del mismo y su desempeño durante la

realización de terapias de rehabilitación asistidas por el dispositivo. La invención hace posible la rehabilitación total o parcial de

personas que han perdido total o parcialmente la función motora de la mano y/o la asistencia a personas en la realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad de prensión de la mano.

SECTOR TÉCNICO AL QUE SE REFIERE LA INVENCiÓN

El presente invento se encuadra en el sector técnico de la robótica médica, más concretamente en lo relativo a robótica de rehabilitación y robótica asistencial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

La presente invención consiste un dispositivo que permite a personas que han perdido total o parcialmente la función motora de la mano la rehabilitación total o parcial de la función perdida y/o que permita asistir en la realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad

de prensión de la mano.

En la actualidad existen diversos dispositivos de tipo exoesqueleto que permiten asistir la función motora perdida o debilitada de la mano. Entre dichos dispositivos cabe destacar el descrito en la patente W02014068509. Se trata de un dispositivo de tipo exoesqueleto formado por tres unidades robotizadas cada una de las cuales es para la unión a cada uno de los dedos pulgar, indice y dedo medio de la mano de un usuario, donde la unidad robótica: i) primera es para la fijación al pulgar tiene al menos dos elementos de fijación a las falanges distales y proximales del pulgar; ii) la segunda y tercera unidad son para la unión con el índice y el dedo medio y disponen de dos elementos de fijación a las falanges distales, media y proximal del dedo correspondiente. El dispositivo dispone de 5 grados de libertad y fue desarrollado

principalmente para asistir o rehabilitar la escritura a mano. La diferencia

entre el sistema presentado en la patente W02014068509 con la presente invención radica en que el sistema descrito en la patente W02014068509 presenta sólo 3 unidades robotizadas para los dedos pulgar, índice y dedo

medio mientras que la presente invención puede controlar la apertura y

cierre de todos los dedos de la mano. Además la aplicación del dispositivo presentado en la patente W02014068509 se restringe fundamentalmente

a la asistencia o rehabilitación de la escritura a mano mientras que la presente invención tiene un campo de aplicación mucho más amplio gracias a su modularidad y el control de apertura/cierre de todos los dedos de la mano.

Otro dispositivo que cabe destacar es el descrito en la patente W02011054983. Se trata de un dispositivo de accionamiento para una mano discapacitada, del tipo que comprende medios para mover, mediante un impulso desde una parte móvil del cuerpo del usuario, uno o más dedos

de dicha mano discapacitada, desde una primera posición en la que la mano está parcialmente abierta a una segunda posición en la que dicho o dichos dedos se han replegado en dirección al pulgar, con el propósito de agarrar o agarrarse de un objeto, comprendiendo dicho dispositivo de accionamiento un exoesqueleto aplicable a la cara dorsal de dicha mano.

La diferencia entre el sistema presentado en la patente W02011 054983

con la presente invención radica en que el sistema descrito en la patente

W02011054983 presenta un dispositivo de tipo exoesqueleto que se

encuentra recubierto por un guante y de esa forma se fija a la mano mientras que la presente invención se fija a la mano mediante el uso de correas de velero o similar que contienen los sistemas de tipo clip magnetizados o similares a las falanges proximales y falanges medias de

los dedos que se quieren movilizar. Además, la patente W02011054983

sólo está referida a la descripción de un dispositivo de tipo exoesqueleto mientras que la presente invención reivindica un dispositivo de tipo exoesqueleto que integren en el mismo dispositivo distintas características , entre otras, como: i) la modularidad, que permite localizar tantos accionamientos sobre la base del dispositivo como dedos de la mano se quieran; ii) la estimulación palmar/dorsal durante la realización del

movimiento de apertura/cierre de la mano; iii) la auto-adaptación del dispositivo modificando el nivel de asistencia proporcionado por el mismo junto con el nivel de complejidad de la terapia de rehabilitación y iv) la

rápida fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario.

En la patente US2010305717, se presenta un dispOSitivo de tipo exoesqueleto que se compone de 5 motores lineales de corriente continua que controlan la apertura y cierre de los 5 dedos de la mano según un sistema mecánico de transmisión fijado a la articulación metacarpo falángica (MCP) y a la articulación inter-falángica distal (PIP). La diferencia entre el sistema presentado en la patente US2010305717 con la presente invención radica en que el sistema descrito en la patente US2010305717 no permite: i) localizar tantos accionamientos sobre la base del dispositivo

como dedos de la mano se quieran rehabilitar ylo asistir durante tareas de la vida diaria; ii) estimular palmar/dorsal durante la realización del movimiento de apertura/cierre de la mano; ¡ii) medir seFlales fisiológicas del usuario para su utilización durante el control del dispositivo. Además, la presente invención permite: i) la rápida fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario mediante el uso de sistemas de tipo clip magnetizados o similares; y ii) la modificación el nivel de asistencia

proporcionado por el dispositivo junto con el nivel de complejidad de la

terapia de rehabilitación en función de la estimación en tiempo real de la intención del usuario, estado fisiológico del mismo y su desempeño durante la realización de terapias de rehabilitación.

Otro dispositivo es el presentado en la patente W02014033613. Se trata de un dispositivo de tipo exoesqueleto para la rehabilitación de la

mano o para asistir en los movimientos propios de la mano en tareas de la vida diaria. Dicho dispositivo dispone por cada dedo de la mano de tres articulaciones rotacionales activas que se utilizan para actuar sobre: la

flexión I extensión distal interfalángica (DIP), proximal interfalángica (PIP) y metacarpofalángicas (MP). En las articulaciones DIP y PIP, la compatibilidad cinemática (alineación entre los ejes de la articulación de la ortesis y los propios de la mano) se obtiene a través de un material flexible situado dentro de la carcasa. En el caso de la articulación de MP, hay una junta pasiva adicional (abducción I aducción) de auto-alineación obtenida a través de un casquillo elástico y hay un (articulación de flexión I extensión)

de auto-ajuste obtenidos a través de un mecanismo de correderamanivela. La diferencia entre el sistema presentado en la patente

W02014033613 con la presente invención radica fundamentalmente en que en la patente W02014033613 las articulaciones activas del dispositivo

se encuentran alineadas y en contacto directo con las articulaciones de los dedos de la mano a movilizar mientras que en la presente invención lo que

se alinea con la articulaciones de los dedos es el centro virtual de

movimiento de cada una de las guías circulares que forman el mecanismo

de tipo exoesqueleto.

Los dispositivos robóticas de tipo exoesqueleto son también utilizados como interfaces hombre máquina para interaccionar con mundos virtuales y proporcionan una reflexión kinestésica, como el dispositivo

presentado en la patente W0951 0396 y otros similares.

No se han encontrado referencias de dispositivos de tipo exoesqueleto que integren en el mismo dispositivo: i) modularidad, que permite localizar tantos accionamientos sobre la base del dispositivo como

dedos de la mano se quieran rehabilitar y/o asistir durante tareas de la vida

diaria; ii) estimulación palmar/dorsal durante la realización del movimiento de apertura/cierre de la mano; ¡ii) sistemas de medida de señales fisiológicas para su utilización durante el control del dispositivo y iv)

sistema innovador de rápida fijación y liberalización entre el dispositivo y la

mano del usuario.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

El dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano y la asistencia de los movimientos propios de la mano en tareas de

la vida diaria, puede ser clasificado como un dispositivo de tipo exoesqueleto. El dispOSitivo está formado por una base (1) que se coloca sobre la parte dorsal de la mano y se sujeta a ella por medio de cintas de

sujeción y una elemento en forma de lengüeta (2) que se cierra sobre la

parte palmar de la mano. Sobre la base (1) del dispositivo se localiza el conjunto formado por el mecanismo de tipo exoesqueleto (3) y su actuador lineal (7) correspondiente unidos mediante una unión elástica (6, 20) que

permite el movimiento de apertura/cierre de cada uno de los dedos. El mecanismo de tipo exoesqueleto se fija a la falange proximal (4) y media

(5) de cada uno de los dedos mediante un sistema innovador de rápida fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario basado en

el uso de sistemas de tipo clip magnetizados o similares (8). El mecanismo de tipo exoesqueleto (3) formado por dos guias circulares (9, 18) que se unen a la base (1) a través de una pequeña base giratoria con topes a los

lados para permitir y al mismo tiempo limitar el movimiento propio de

separación de los dedos (10). Una ventaja de no tener fija la unión entre

cada mecanismo de tipo exoesqueleto a la base, es que no es necesario que el actuador lineal esté alineado con cada mecanismo. Esta

caracterlstica permite que los actuadores del dispositivo estén ubicados paralelos uno de los otros, a excepción del que corresponde al dedo pulgar, sin afectar al correcto movimiento de la mano y dándole mayor libertad a la posición de los dedos. El actuador lineal que trasmite el

movimiento a la guía circular fijada a la falange proximal se une a la base

por un sistema de fijación (11) y un soporte (12) que dispone de una articulación rotacional (13) cuyo eje es perpendicular al eje por el cual se describe el movimiento lineal del actuador. Este grado de libertad del

actuador lineal hace que el dispositivo sea más ergonómico. Una de las principales caracterfsticas de la invención es que el dispositivo

robótico permite ser oonfigurado localizando sobre la base tantos módulos, formados por actuador lineal (7) y mecanismo de tipo exoesqueleto (3), como dedos de la mano se quieran rehabilrtar ylo asistir durante tareas de la vida diaria.

El mecanismo de tipo exoesqueleto esta compuesto por una guia circular

(9) cuya parte móvil (17) se encuentra fijada a la falange proximal mediante la fijación semicilíndrica (4) y al mismo tiempo transmite el movimiento a la segunda guia circular (18) mediante un mecanismo de tres barras articuladas (14, 15 Y 16). La segunda guia circular (18) transmite el movimiento mediante su parte móvil (19) cuyo efector final de forma semicilíndrica (5) se encuentra fijado a la falange medial. De esta forma se

consigue controlar el movimiento de apertura y cierre de la mano. La presente invención consta de un sistema de control (29) que en función

de la información adquirida de los sensores de posición (21) de cada uno de los actuadores lineales, de los sensores de presión (24, 25), de los sensores de pulso (26) y de los sensores de respuesta galvánica de la piel (27) calcula el nivel de asistencia que debe proporcionar el dispositivo robótico (30), actualiza la actividad terapéutica presentada al usuario por el sistema de realidad virtual (28) y moMica el nivel de complejidad de dicha actividad.

La presente invención consta de un software que pennite calibrar, configurar y controlar el dispositivo; gestionar los usuarios del mismo;

producir infonmes gráficos y numéricos de las terapias realizadas con el dispositivo; y presentar al usuario diferentes actividades terapéuticas

virtuales.

Para la colocación y extracción del dispositivo en la mano de la persona con pérdida de movilidad se ha de seguir el siguiente procedimiento de fijación y liberalización del dispositivo robótico a la mano del usuario mediante sistemas de tipo clip magnetizados o similares (8) se realiza

relajando la mano del usuario y fijando las correas de velero o similar que contienen los sistemas de tipo clip magnetizados o similares a las falanges

proximales y falanges medias de los dedos que se quieren movilizar. En el caso del dedo pulgar se fijarán a la falange proximal y falange distal. Posterionmente, se configura el dispositivo robótico con tantos conjuntos fonmados por mecanismo de tipo exoesqueleto y actuador lineal como

sean necesarios para movilizar los dedos del usuario. Para finalizar, se fija

la base (1) del dispositivo a la mano del usuario mediante correas de sujeción y un elemento de fijación en fonma de lengüeta (2); fijando a

continuación cada uno de los mecanismos de tipo exoesqueleto a las

correas de velcro o similar situadas en las falanges proximales y falanges medias de los dedos (salvo en el caso del dedo pulgar que están situadas en la falange proximal y falange distal) y que contienen los sistemas de tipo clip magnetizados o similares (8).

Una vez fijado el dispositivo a la mano del usuario se realiza su calibración

mediante un software de calibración que permite definir los rangos de movimiento máximo y mlnimo de cada uno de los dedos de la mano, la velocidad en la ejecución del movimiento para cada dedo y si se configura

•

el sistema para que todos [os dedos de la mano se abran/cierren al mismo

tiempo. Una vez finalizada la calibración se realizan 5 movimientos de

ajuste para determinar mediante el software de calibración los parámetros de control necesarios.

Para poder utilizar la característica de auto-adaptación de la presente invención, se debe llevar a cabo la fase de aprendizaje de los algorítmos de estimación del estado psicofisiológico del usuario durante la utilización del dispositivo robótico y que consiste en: la realización de un protocolo de adquisición de información de los sensores fisiológicos embebidos en el dispositivo durante la realización de terapias de rehabilitación; el entrenamiento de los algoritmos de inteligencia artificial que estiman el estado psicofisiológico del usuario; y la continúa adaptación de los algoritmos de inteligencia artificial a su deriva en el tiempo mediante un

fase de entrenamiento antes de cada sesión de rehabilitación.

Una vez realizada la fase de aprendizaje de los algoritmos de estimación, se deben llevar a cabo los siguientes pasos que permiten la autoadaptación del dispositivo robótica al usuario durante la realización de tareas de rehabilitación de la mano: la configuración de niveles mínimos y máximos de asistencia y complejidad de la terapia; la estimación en tiempo real de la intención del usuario, estado fisiológico del usuario y desempeño durante la realización de terapias de rehabilitación asistidas por el dispositivo; y la modificación del nivel de asistencia proporcionado por el dispositivo y del nivel de complejidad de la terapia de rehabilitación.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1. Vista en perspectiva del sistema para rehabilitación de la mano

de acuerdo a la presente invención;

Figura 2. Vista del dispositivo robótico configurado para movilizar los 5 dedos de la mano (izquierda) y configurado para movilizar el dedo pulgar, índice y corazón de la mano (derecha).

Figura 3. Vista de detalle del proceso de fijación del dispositivo a la mano

del usuario. Figura 4 . Vista de detalle de un conj unto formado por el mecanismo de tipo

exoesqueleto y el actuador linear del sistema para rehabilitación de la

mano de acuerdo a la presente invención;

Figura 5. Vista de detalle del mecanismo de tipo exoesqueleto.

Figura 6. Vista en perspectiva del sistema para asistencia en los movimientos de apertura/cierre de la mano en tareas de la vida diaria de acuerdo a la presente invención;

Figura 7. Vista en perspectiva del sistema con el detalle de los sensores de posición y presión. Figura 8. Esquema de bloques de la utilización del dispositivo para la rehabilitación de la mano.

Figura 9. Ejemplo de modo de realización de la invención como dispositivo vestible para asistir en la realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad de prensión de la mano y que dispone de un interface.

Leyenda de las figuras:

(1): Base del dispositivo.

(2): Lengüeta de sujeción del dispositivo a la mano del paciente.

(3): Mecanismo de tipo exoesqueleto.

(4): Elemento semicinlíndrico de fijación del mecanismo de tipo exoesque leto

a la falange proximal de los dedos de la mano.

(5): Elemento semicinlíndrico de fijación del mecanismo de tipo exo esqueleto

a la falange medial de los dedos de la mano.

(6): Unión elástica entre el mecanismo de tipo exoesqueleto y e l actuador

lineal.

(7): Actuador lineal.

(8): Sistema de fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del

usuario: basado en el uso de sistemas de tipo cli p magnetizados o

similares.

(9): Primera guía circular del mecanismo de tipo exoesqueleto

(10): Base giratoria del mecanismo de tipo exoesqueleto que permite un pequeño movimiento de separación de los dedos de la mano.

(11): Sistema de fijación del actuador lineal

(12): Soporte del actuador lineal

(13): Articulación rotacional del soporte del actuador lineal

(14): Primera barra articulada que transmite el movimiento ente las dos guias circulares de las que se compone el mecanismo de tipo exoesqueleto

(15): Segunda barra articulada que transmite el movimiento ente las dos guias circulares de las que se compone el mecanismo de tipo exoesqueleto

(16): Tercera barra articulada que transmite el movimiento ente las dos guías circulares de las que se compone el mecanismo de tipo exoesqueleto

(17): Parte móvil de la primera guia circular del mecanismo de tipo exoesqueleto

(18): Segunda gula circular del mecanismo de tipo exoesqueleto

(19): Parte móvil de la segunda guia circular del mecanismo de tipo exoesqueleto

(20): Punto de fijación del actuador lineal a la parte móvil de la primera guía circular del mecanismo de tipo exoesqueleto a través de la unión elástica (6).

(21): Sensor de posición.

(22): Fijación del sensor de posición a la parte no móvil del actuador lineal.

(23): Fijación del sensor de posición a la parte móvil del actuador lineal.

(24): Sensor de presión de una cámara del actuador lineal de tipo cilindro neumático.

(25): Sensor de presión de la otra cámara del actuador lineal de tipo cilindro neumático.

(26): Sen sor de pulso

(27): Sensores para medir la respuesta galvánica de la piel

(28): Sistema de realidad virtual

(29): Sistema de control

(30): Dispositivo robótico

(31): Dispositivo vestible para asistir en la realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad de prens¡ón de la mano.

(32) Interface media~te el cual el usuario puede indicar al dispositivo la aperturafcierre de la mano asi como la velocidad y la fuerza con la que realizar el movimiento.

EXPOSICiÓN DETALLADA DE UN MODO DE REALIZACiÓN DE LA INVENCiÓN

La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance. La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una realización preferida del dispositivo robótica para rehabilitación de la mano. En esta realización los

actuadores lineales (7) de cada uno de los conjuntos, fonnados por ellos y

el mecanismo de tipo exoesqueleto, son cilindros neumáticos de doble efecto de baja fricción y de carrera entfe 40-50 mm. Esta configuración permite que el usuario pueda mover el conjunto que actúa sobre cada dedo con facilidad. El movimiento del cilindro en ambos sentidos se realiza mediante la variación de presión en las cámaras del mismo contraladas mediante dos válvulas de presión proporcionales. la posición del vástago del cilindro neumático se mide con un sensor de posición que en esta

realización preferida es un potenciómetro lineal (21). Además, la fuerza

realizada por el cilindro neumático se estima mediante la información

proporcionada por dos sensores de presión (24,25) localizados en las dos

entradas/salidas de aire del mismo. En esta realización el dispositivo

dispone de un sensor de pulso (26) embebido en las correas de fijación de la falange distal del dedo pulgar y dos sensores: uno en la falange media del dedo índice y otro sensor en la falange media del dedo corazón que miden la respuesta galvánica de la piel (27).

El sistema de control (29) en esta realización preferida se encuentra implementado en un computador y que adquiere Jos datos de lo sensores y

manda infonnación de actuación al dispositivo y al software de realidad virtual asociado al mismo mediante tarjetas electrónicas de entrada/salida conectadas a los puertos usb del computador. El algoritmo de control implementado modificar el nivel de asistencia proporcionado por el

dispositivo (30), así como actualizará las posiciones de los dedos de la

mano en el sistema de realidad virtual (28) y modificará el nivel de 5 complejidad de la terapia virtual de rehabilitación.

La presente invención dispone en su realización preferida de un interface hombre máquina implementado en un softw'are que permite calibrar,

configurar y controlar el dispositivo; gestionar los usuarios del mismo;

producir informes gráficos y numéricos de las terapias realizadas con el 10 dispositivo; y presentar al usuario diferentes actividades terapéuticas

virtuales.

La presente invención en su realización preferida para asistir en la

realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad de prensión de la mano (31) y que dispone de un interface (32) mediante el cual el

15 usuario puede indicar al dispositivo la apertura/cierre de la mano así como la velocidad y la fuerza con la que realizar el movimiento mediante

comandos de voz.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano, que está comprendido por:

i. Un dispositivo robótico de tipo exoesqueleto que comprende

5 una base ergonómica (1) que se coloca sobre la parte dorsal de la mano y se sujeta a ella por medio de cintas de sujeción y una elemento en forma de lengüeta (2) que se cierra sobre la parte palmar de la mano; sobre la base (1) del dispositivo

se localizan tantos conjuntos, formados por un mecanismo de

10 tipo exoesqueleto (3) y su accionamiento lineal (4)

correspondiente, como dedos de la mano se quieran

rehabilitar.

ii. Un sistema de estimulación palmar alojado en el elemento en forma de lengüeta (2) que se cierra sobre la parte palmar de

15 la mano y un sistema de estimulación dorsal que se localiza

en la base del dispositivo en la cara que está en contacto con la parte dorsal de la mano.

iii. Un sistema de fijación y liberalización entre el dispositivo y la

mano del usuario basado en el uso de sistemas de tipo clip 20 magnetizados o similares (6).

iv. Un sistema de adquisición de senales fisiológicas mediante sensores embebidos en el sistema de fijación del dispositivo

que evalúan el pulso (26) y la respuesta galvánica de la piel (27). 25 v. Un sistema de control que gobierna de forma independiente la

apertura y cierre de cada uno de los dedos de la mano a los

que se fija el dispositivo de tipo exoesqueleto.

vi. Un software que permite calibrar, configurar y controlar el dispositivo; gestionar los usuarios del mismo; producir

30 informes gráficos y numéricos de las terapias realizadas con

el dispositivo; y presentar al usuario diferentes actividades

terapéuticas virtuales.
2. Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano de acuerdo a la reivindicación 1, donde el mecanismo de

tipo exoesqueleto (3) comprende 2 guías circulares unidas mediante

un conjunto de palancas que transmiten el movimiento de la articulación carpometacarpiana a la articulación metacarpofalángica

y a la articulación interfalangica en todos los dedos menos en el pulgar que lo trasmiten desde la articulación carpometacarpiana a la

articulación interfalángica.
3. Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por el

hecho de disponer de 1 a 5 mecanismos de tipo exoesqueleto que

se fijan a la falange proximal y media de cada uno de los dedos.
4. Dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dispone de un actuador lineal unido a la guia circular más cercana al extremo proximal de la mano mediante un elemento elástico; el actuador lineal es de tipo: cilindro neumático, músculos neumáticos, motor lineal de corriente continua o cilindros hidráulicos.
5. Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por

fijar el mecanismo de tipo exoesqueleto (3) a la base del dispositivo mediante una pequena base giratoria (10) con topes a los lados que

permite y al mismo tiempo limita el movimiento de separación de los

dedos de la mano.
6. Dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 4 , caracterizad por que los actuadores del dispositivo están ubicados paralelos uno de los otros, a excepción del que corresponde al dedo pulgar, sin

afectar al correcto movimiento de la mano y dándole mayor libertad

a la posición de los dedos.
7. Dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para la rehabilitación de la mano de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado porque el

5 sistema de fijación y liberalización entre el dispositivo y la mano del usuario comprende una serie de correas que se fijan mediante

velero o similar (6) a las falanges proximales y falanges medias de

los dedos que se quieren movilizar con asistencia del dispositivo robótica; Las correas localizadas en las falanges y el mecanismo de 10 tipo exoesqueleto se fijan y liberan mediante un sistema de tipo clip magnetizado o similar.
8. Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado porque consta de un sensor embebidos en las correas de fijación de la

15 falange distal del dedo pulgar para medir el pulso (26); un sensor en la falange media del dedo índice y otro sensor en la falange media del dedo corazón que mide la respuesta galvánica de la piel (27).
9. Dispositivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por

20 disponer de sensores de posición (21), presión (22), pulso (26), respuesta galvánica de la piel (27) de los distintos elementos que componen el dispositivo.
10. Disposilivo robótico modular y auto-adaptativo para la rehabilitación

de la mano de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por 25 disponer de un sistema de realidad virtual con diferentes actividades terapéuticas.

11 Dispositivo robótica modular y auto-adaptativo para asistir en la realización de tareas cotidianas que requieran la funcionalidad de prensión de la mano (31) de acuerdo a la reivindicaciones 1 a 7 que

30 dispone de un interface (32) mediante el cual el usuario puede indicar al dispositivo la apertura/cierre de la mano asi como la velocidad y la fuerza con la que realizar el movimiento.
12. Procedimiento de fijación y liberalización del dispositivo robótica

descrito en la reivindicación 1 y la mano del usuario que comprende

5 los siguientes pasos:

i. Relajar la mano del usuario y fijar las correas mediante velero

o similar a las a las falanges proximales y falanges medias de los dedos que se quieren movilizar. En el caso del dedo pulgar se fijarán a la falange proximal y falange distal.

10 ii. Configuración del dispositivo robótica con tantos conjuntos formados por mecanismo de tipo exoesqueleto y actuador lineal como sean necesarios para movilizar los dedos del usuario.

iii. Fijación de la base (1) del dispositivo robótica que se coloca

15 sobre la parte dorsal de la mano y se sujeta a ella por medio de cintas de sujeción y una elemento en forma de lengüeta (2) que se cierra sobre la parte palmar de la mano.

iv. Fijación del mecanismo de tipo exoesqueleto a las correas situadas en las falanges de los dedos a movilizar mediante el

20 dispositivo.
13. Procedimiento de calibración del dispositivo robótica descrito en la

reivindicación 1 que comprende los siguientes pasos:

i. Ajuste del dispositivo a la mano del usuario

ii. Ejecución de un software de calibración que permite definir

25 los rangos de movimiento máximo y mínimo de cada uno de

los dedos de la mano, la velocidad en la ejecución del

movimiento para cada dedo y si se configura el sistema para que todos los dedos de la mano se abran/cierren al mismo

tiempo.

¡ii. Realización de 5 movimientos de ajuste para determinar

mediante el software de calibración los parámetros de control

necesarios.
14. Procedimiento de aprendizaje de los algoritmos de estimación del

estado psicofisiológico del usuario durante la utilización del

dispositivo robótico descrito en la reivindicación 1 que comprende

los siguientes pasos:

i. Realización de un protocolo de adquisición de información de

los sensores fisiológicos embebidos en el dispositivo durante

la realización de terapias de rehabilitación.

ii. Entrenamiento de los algoritmos de inteligencia artificial que estiman el estado psicofisiológico del usuario.

iii. Adaptación de los algoritmos de inteligencia artificial a su

deriva en el tiempo mediante un fase de entrenamiento

antes de cada sesión de rehabilitación.
15. Procedimiento de auto-adaptación del dispositivo robótico al usuario para la realización de tareas de rehabilitación de la mano comprende los siguientes pasos:

i. Configuración de niveles minimos y máximos de asistencia y complejidad de la terapia

ji. Estimación en tiempo real de la intención del usuario, estado

fisiológico del usuario y desempeño durante la realización de

terapias de rehabilitación asistidas por el dispositivo.

¡ji. Modificación del nivel de asistencia proporcionado por el

dispositivo y variación del nivel de complejidad de la terapia

de rehabilitación.

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