Diseño e Implementación de un Exoesqueleto para la Rehabilitación Funcional de las manos en pacientes con enfermedades cerebrovasculares, en el Hospital de Rehabilitación del Callao, 2025

Abstract

En esta investigación de tesis tuvimos el objetivo de diseñar e implementar un exoesqueleto para la rehabilitación funcional de las manos en pacientes con enfermedades cerebrovasculares del Hospital de Rehabilitación del Callao, con el fin de mejorar la ejecución de los movimientos terapéuticos y apoyar el proceso de recuperación motora. El problema abordado se centra en las limitaciones funcionales de la mano generadas por estas patologías, las cuales afectan directamente la autonomía y el estilo de vida de los usuarios del hospital. La metodología empleada fue de enfoque aplicado, con un diseño experimental de validación funcional. Se desarrolló un prototipo mecatrónico controlado mediante señales electromiográficas (EMG), utilizando un microcontrolador ESP32, servomotores y una estructura impresa en 3D. Se realizaron pruebas en una muestra de cuatro pacientes, evaluando la respuesta del sistema, la asistencia en los movimientos de flexión y extensión, y la aceptación del dispositivo durante las sesiones de rehabilitación. Los resultados evidenciaron un funcionamiento estable del exoesqueleto y una adecuada sincronización entre la actividad muscular del paciente y la acción mecánica del dispositivo. Si bien el periodo de evaluación fue limitado, se observó una progresiva adaptación y control de los movimientos asistidos, así como una percepción positiva por parte de los usuarios en términos de comodidad y utilidad terapéutica. En conclusión, el prototipo demostró ser una herramienta viable como apoyo complementario en la rehabilitación funcional de la mano, evidenciando su potencial para futuras aplicaciones clínicas con mayores periodos de evaluación y optimización del diseño

In this thesis research, we aimed to design and implement an exoskeleton for the functional rehabilitation of the hands in patients with cerebrovascular diseases at the Callao Rehabilitation Hospital, in order to improve the execution of therapeutic movements and support the motor recovery process. The problem addressed focuses on the functional limitations of the hand caused by these pathologies, which directly affect the autonomy and lifestyle of the hospital's users. The methodology employed was applied research, with an experimental design for functional validation. A mechatronic prototype controlled by electromyographic

(EMG) signals was developed using an ESP32 microcontroller, servomotors, and a 3D- printed structure. Tests were conducted on a sample of four patients, evaluating the

system's response, assistance in flexion and extension movements, and the acceptance of the device during rehabilitation sessions. The results demonstrated stable operation of the exoskeleton and adequate synchronization between the patient's muscle activity and the mechanical action of the device. Although the evaluation period was limited, progressive adaptation and control of assisted movements were observed, along with a positive user perception in terms of comfort and therapeutic utility. In conclusion, the prototype proved to be a viable tool as a complementary support in functional hand rehabilitation, demonstrating its potential for future clinical applications with longer evaluation periods and design optimization.