Desarrollo de un sistema con IoT para el monitoreo de posicionamiento angular como apoyo en procesos en rehabilitación de rodilla

Los trastornos musculoesqueléticos a nivel de rodilla ocasionan limitaciones en la vida de los pacientes, dificultando la marcha, producen dolor, rigidez en las articulaciones, debilidad muscular y además pueden disminuir el rango de movimiento de la articulación (Bell et al., 2019); es por esto que...

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Autores:: Bocanegra Agudelo, Margie
Santamaría Chacón, Yllen Kelaia

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	Los trastornos musculoesqueléticos a nivel de rodilla ocasionan limitaciones en la vida de los pacientes, dificultando la marcha, producen dolor, rigidez en las articulaciones, debilidad muscular y además pueden disminuir el rango de movimiento de la articulación (Bell et al., 2019); es por esto que se hace necesario un proceso de rehabilitación para bloquear el desarrollo de las afectaciones a nivel salud y así mejorar la calidad de vida de los pacientes. El presente proyecto plantea el desarrollo de un sistema de goniometría como apoyo en procesos de rehabilitación de rodilla, haciendo uso de herramientas tecnológicas que mejoren la trazabilidad en los procesos de rehabilitación, en este caso, en la fase de monitoreo del rango de movimiento en la articulación a través de la toma de ángulos producto de la flexo-extensión de rodilla, en tiempo real y con la facilidad de transferencia de información por medio de WiFi a un aplicativo web que organiza los datos por fecha y hora, de manera numérica y gráfica mediante la asignación de pacientes, teniendo así, registros personalizados. El proyecto cuenta con su respectiva etapa de diseño que tiene en cuenta las necesidades del proyecto a nivel electrónico, de programación y el diseño asistido por computadora (CAD), esto con ayuda de Software como Proteus, Arduino, Visual Studio y SolidWorks. Luego se da paso a la construcción, donde se ensamblan los componentes electrónicos en una placa impresa que se integró a la respectiva carcasa impresa en 3D. Finalmente, con el prototipo terminado se plantean pruebas que garantizan la funcionalidad del sistema, mediante la toma de datos y comparación con un goniómetro análogo y con el software Kinovea, así mismo, se realiza la integración con el internet de las cosas (IoT) para la visualización en aplicativo web.
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El presente proyecto plantea el desarrollo de un sistema de goniometría como apoyo en procesos de rehabilitación de rodilla, haciendo uso de herramientas tecnológicas que mejoren la trazabilidad en los procesos de rehabilitación, en este caso, en la fase de monitoreo del rango de movimiento en la articulación a través de la toma de ángulos producto de la flexo-extensión de rodilla, en tiempo real y con la facilidad de transferencia de información por medio de WiFi a un aplicativo web que organiza los datos por fecha y hora, de manera numérica y gráfica mediante la asignación de pacientes, teniendo así, registros personalizados. El proyecto cuenta con su respectiva etapa de diseño que tiene en cuenta las necesidades del proyecto a nivel electrónico, de programación y el diseño asistido por computadora (CAD), esto con ayuda de Software como Proteus, Arduino, Visual Studio y SolidWorks. Luego se da paso a la construcción, donde se ensamblan los componentes electrónicos en una placa impresa que se integró a la respectiva carcasa impresa en 3D. Finalmente, con el prototipo terminado se plantean pruebas que garantizan la funcionalidad del sistema, mediante la toma de datos y comparación con un goniómetro análogo y con el software Kinovea, así mismo, se realiza la integración con el internet de las cosas (IoT) para la visualización en aplicativo web.Capítulo 1 ..................................................................................................................................8 Problema u oportunidad .......................................................................................................8 1.1 Descripción ...............................................................................................................8 1.2 Justificación ..............................................................................................................9 1.3 Pregunta problema ................................................................................................... 10 1.4 Objetivo general ...................................................................................................... 10 1.5 Objetivos específicos ............................................................................................... 10 1.6 Limitaciones y delimitaciones ................................................................................. 11 Capítulo 2 ................................................................................................................................ 12 Marco Teórico y Estado del Arte ........................................................................................ 12 2.1 Marco teórico ............................................................................................................... 12 2.2 Estado del arte .............................................................................................................. 21 Capítulo 3 ................................................................................................................................ 26 Metodología ......................................................................................................................... 26 3.1 Etapa I: Desarrollo del entorno web .............................................................................. 26 3.2 Etapa II: Construcción del sistema ................................................................................ 31 3.3 Etapa III: Evaluación del sistema.................................................................................. 34 Capítulo 4 ................................................................................................................................ 40 Resultados y análisis de resultados ..................................................................................... 40 4.1 Resultados .................................................................................................................... 40 4.2 Análisis de resultados ................................................................................................... 57 Capítulo 5 ................................................................................................................................ 59 Conclusiones y recomendaciones ........................................................................................ 59 Lista de referencias .............................................................................................................. 62 Anexos .................................................................................................................................. 65PregradoMusculoskeletal disorders at knee level cause limitations in the life of patients, making walking difficult, producing pain, joint stiffness, muscle weakness and can also decrease the range of motion of the joint (Bell et al., 2019); this is why a rehabilitation process is necessary to block the development of the affectations at health level and thus improve the quality of life of patients. This project proposes the development of a goniometry system to support knee rehabilitation processes, making use of technological tools that improve traceability in rehabilitation processes, in this case, in the phase of monitoring the range of motion in the joint through the taking of angles product of knee flexion-extension, in real time and with the ease of transferring information via WiFi to a web application that organizes the data by date and time, numerically and graphically by assigning patients, thus having personalized records. The project has its respective design stage that takes into account the needs of the project at the electronic level, programming and computer aided design (CAD), this with the help of software such as Proteus, Arduino, Visual Studio and SolidWorks. Then comes the construction, where the electronic components are assembled on a printed board that was integrated into the respective 3D printed shell. Finally, with the finished prototype, tests are performed to ensure the functionality of the system, by taking data and comparison with an analog goniometer and with the Kinovea software, as well as the integration with the Internet of Things (IoT) for visualization in a web application.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo de un sistema con IoT para el monitoreo de posicionamiento angular como apoyo en procesos en rehabilitación de rodillaDevelopment of a system with IoT for angular positioning monitoring as support in knee rehabilitation processesIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalMusculoskeletal disordersClinical engineeringGoniometry systemPhysical medicineRehabilitationSimulation methodsKnee prosthesisIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaMedicina físicaRehabilitaciónMétodos de simulaciónIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosTrastornos musculoesqueléticosSistema de goniometríaPrótesis de rodillaAghdam, Z. 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Desarrollo de un sistema con IoT para el monitoreo de posicionamiento angular como apoyo en procesos en rehabilitación de rodilla

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