METODOLOGÍA PARA LA APLICACIÓN DE
EXOESQUELETO EN LA REHABILITACIÓN
DE MANO DERECHA
METHODOLOGY FOR THE APPLICATION OF
EXOSKELETON IN RIGHT HAND REHABILITATION
María José Bautista González
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez, México
Emmanuel Patricio Rafael
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez, México
Omar Eslava Osorio
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez, México
pág. 2649
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i6.15039
Metodología para la Aplicación de Exoesqueleto en la Rehabilitación de
Mano Derecha
María José Bautista González
1
mariaj.bautista@utxicotepec.edu.mx
https://orcid.org/0009-0001-9506-3551
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez
México
Emmanuel Patricio Rafael
emmanuel.patricio@utxicotepec.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2680-2565
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez
México
Omar Eslava Osorio
omar.eslava@utxicotepec.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-9617-9169
Universidad Tecnológica de Xicotepec de Juárez
México
RESUMEN
Introducción: La mano es un complejo importante del cuerpo humano, cuando sufre una alteración por
un traumatismo en el proceso de rehabilitación se convierte en un proceso complicado, por lo que
consideramos importante el uso de herramientas como los exoesqueletos que favorecen la recuperación.
Metodología: Se llevó a cabo una búsqueda bibliográfica utilizando diferentes bases de datos como
Redalyc, Pubmed y Google Académico, incluyendo las siguientes palabras claves: exoesqueleto,
metodología, rehabilitación y mano. Tras la aplicación de los criterios de inclusión y exclusión, la
eliminación de los artículos duplicados y el análisis crítico, se seleccionaron 14 artículos. Resultados y
discusiones: La revisión bibliográfica se obtuvo a través de un filtrado de artículos en idioma inglés y
español que tuvieran relevancia con el uso de exoesqueletos en proceso de rehabilitación de la mano
con fecha de publicación de 2019 al 2024. El conjunto de archivos recuperados de la búsqueda fue de
104, los cuales se sometieron a un análisis del contenido con énfasis al objetivo de esta investigación.
Conclusiones: La terapia asistida a través de exoesqueletos ha incursionado ampliamente en la
actualidad. Estos dispositivos permiten manipular una extremidad del cuerpo, con el objetivo de brindar
soporte y movimiento al paciente.
Palabras clave: exoesqueleto, metodología, rehabilitación y mano
1
Auto principal
Correspondencia: mariaj.bautista@utxicotepec.edu.mx
pág. 2650
Methodology for the Application of Exoskeleton in Right Hand
Rehabilitation
ABSTRACT
Introduction: The hand is an important complex of the human body, when it suffers an alteration due to
trauma in the rehabilitation process it becomes a complicated process, which is why we consider it
important to use tools such as exoskeletons that promote recovery. Methodology: A bibliographic
search was carried out using different databases such as Redalyc, Pubmed and Google Scholar,
including the following keywords: exoskeleton, methodology, rehabilitation and hand. After applying
the inclusion and exclusion criteria, eliminating duplicate articles and critical analysis, 14 articles were
selected. Results and discussions: The bibliographic review was obtained through a filtering of articles
in English and Spanish that were relevant to the use of exoskeletons in the process of hand rehabilitation
with publication dates from 2019 to 2024. The set of files recovered of the search was 104, which were
subjected to a content analysis with emphasis on the objective of this research. Conclusions: Therapy
assisted through exoskeletons has made extensive inroads today. These devices allow the manipulation
of an extremity of the body, with the aim of providing support and movement to the patient.
Keywords: exoskeleton, methodology, rehabilitation and hand
Artículo recibido 02 octubre 2024
Aceptado para publicación: 15 noviembre 2024
pág. 2651
INTRODUCCIÓN
La mano, es un área corporal compleja importante para la realización de las diversas actividades de la
vida diaria e instrumentales que tienen las personas, cuando ésta sufre una lesión traumática la función
corporal se observa comprometida. De acuerdo a Arroyo-Berezowsky C. y Quinzaños-Fresnedo J.
(2021) describieron la epidemiología de las lesiones de mano y muñeca tratadas durante un año en el
servicio de urgencias de un Centro Hospitalario de Tercer Nivel, obtuvieron que las lesiones en mano
constituyeron entre 6.6 y 28.6% de las lesiones del sistema musculoesquelético, siendo los pacientes
hombres entre 21 y 30 años de edad los más afectados y las lesiones más comunes fueron fracturas,
contusiones y esguinces. La rehabilitación es fundamental para una óptima recuperación del individuo,
muchas de las ocasiones el fisioterapeuta carece de dispositivos o herramientas tecnológicas que son de
utilidad y ayuda en los procesos de recuperación funcional. Sin embargo, la falta de una metodología
aplicable para el uso de los exoesqueletos en los procesos de rehabilitación, hace compleja la utilización
de los mismos. Por lo que el objetivo de esta investigación consiste en analizar las diferentes
metodologías de aplicación de los exoesqueletos en procesos de rehabilitación, para generar un
protocolo para el uso apropiado de estos en la rehabilitación de la mano derecha a través de una revisión
bibliográfica.
METODOLOGÍA
La metodología empleada para la realización de este artículo se ha basado en una búsqueda bibliográfica
en las siguientes bases de datos Redalyc, PubMed, y Google Académico, utilizando como palabras clave
y descriptores: exoesqueleto, metodología, rehabilitación y mano. De todos los artículos obtenidos tras
realizar la búsqueda con las palabras clave mencionadas se aplicaron los siguientes criterios de inclusión
y exclusión:
Criterios de inclusión: Se consideraron artículos que su año de publicación fuera de 2019 a la fecha.
Se incluyeron ensayos clínicos aleatorizados, prototipos, revisiones sistemáticas y revisiones de
literatura que cumplieran con las palabras claves antes mencionadas, así como artículos en idioma inglés
y español.
Criterios de exclusión: Estudios que su año de publicación fuera inferior a 2019 y que no contemplaran
las palabras clave o que no estuvieran completos o disponibles.
pág. 2652
En esta investigación, se contemplaron metodologías de aplicación de exoesqueleto para rehabilitación
de la mano diseñados para realizar movimientos y ayudar a los pacientes en actividades de la vida diaria,
como agarrar objetos. Así como metodologías donde se trabajaron los tiempos de aplicación, series y
periodicidad.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la presente revisión se abordó el uso de exoesqueletos en procesos de rehabilitación de mano, se
utilizó una metodología documental bibliográfica con base a la revisión crítica de la literatura científica
disponible en bases de datos especializadas. Para la búsqueda de artículos se utilizó una técnica aleatoria
y consecutiva en estas bases de datos utilizando palabras claves de: exoesqueleto, metodología,
rehabilitación y mano.
Los registros de la bibliografía se obtuvieron a través de un filtrado de artículos en idioma inglés y
español que tuvieran relevancia y correlación con el uso de exoesqueletos en proceso de rehabilitación
de la mano con fecha de publicación de 2019 al 2024. Dichos documentos se trataron de artículos
científicos, revisiones sistemáticas, tesis de grado y otros documentos de interés científico.
Por su parte el equipo de investigación participó activamente en la lectura y análisis de crítico de los
datos establecidos como criterios de inclusión para la aplicación de un exoesqueleto de mano, para ello
se prioriza la idea y enfoque propuesto en la metodología de este estudio, el cual consiste en concluir
en una metodología idónea aplicable para el uso óptimo de un exoesqueleto diseñado para la
rehabilitación de mano. En este contexto, se empleó la metodología PRISMA para consolidar la
información de la revisión sistemática.
El conjunto de archivos recuperados de la búsqueda fue de 104, los cuales se sometieron a un análisis
del contenido con énfasis al objetivo de esta investigación. Durante la primera etapa se identificaron 12
artículos que componían la similitud a las palabras claves, aplicando los criterios de exclusión 22
archivos, esto tras una revisión específica de título, año de publicación, tipo de estudio. La aplicación
del análisis de riesgo metodológico reveló que el 80% de los estudios incluidos presentaban un nivel
bajo de riesgo de sesgo metodológico, mientras que el 20% restante tenía niveles de riesgo “altos". En
consecuencia, se eliminaron los registros de alto riesgo para garantizar que las inferencias se basan en
evidencia concluyente.
pág. 2653
Después de este proceso, se identificaron 14 estudios, cuyos resultados se presentan en la siguiente
sección.
Figura 1
A partir de la revisión de la literatura se encontró que el dispositivo colocado en la mano del usuario
debía ser de un peso menor a 800 g y menos de 25 cm de longitud esto de modo que el exoesqueleto
pueda adaptarse a varios tamaños de manos sin causar mayor fatiga en el paciente. Además de que el
dispositivo debe poder resistir al paciente y fuerzas gravitacionales, ser fácil de quitar o apagar, si es
necesario, en caso de emergencia, el equipo se sugirió fuera portátil y resistente a diferentes cambios
de posicionamiento (Rami, 2023).
Como resultados, se logra resumir que la metodología de aplicación para la terapia robótica debe
considerar 40 - 45 minutos de sesiones individuales por día durante 20 sesiones de terapia (5
días a la semana durante 4 semanas) (Raffaele, et al. 2020 Yinlong Zhu et al. 2022). Dentro de este
se proponen siete ejercicios asistidos por robot que incluyeran: apertura de agarre, prono supinación,
identificación de la rigidez durante el agarre, identificación de la rigidez al pellizcar el dedo
índice, apertura de agarre, enseñanza y reproducción de los ángulos de pronosupinación (Yinlong
Zhu et al. 2022). Para cada tarea de agarre en total 3×3×10 = 90 repeticiones en orden aleatorio (Mayer,
2022).
pág. 2654
Dentro de las metodologías implicadas en el uso de exoesqueleto en mano, Neha Singh, et. al. (2021)
se aplicaron terapias robóticas durante 45 minutos de sesiones individuales por día durante 20
sesiones de terapia (5 días a la semana durante 4 semanas). Por otro lado, Raffaele Ranzani, et.
al. (2020) aplicaron un ensayo de control aleatorio. Distribuidas durante 4 semanas, todos los sujetos
recibieron tres sesiones de terapia neurocognitiva (es decir, 2 × 45 min y 1 × 30 min) por día
centrándose en la función de la mano, concluyendo que, la terapia neurocognitiva asistida por
robot de la función de la mano permite una recuperación motora no inferior en comparación
con la terapia neurocognitiva convencional de dosis equivalente cuando se realiza durante la
rehabilitación hospitalaria en la etapa subaguda. Sin embargo, la mano es una de las anatomías más
complejas del cuerpo humano debido a su gran profundidad de campo y su gran rango de movimiento
en un espacio pequeño y compacto que a los ingenieros les resulta aún más difícil programar a la hora
de la producción de prototipos. Por lo tanto, comprender la biomecánica de la mano es un factor
importante en el diseño de sistemas que puedan imitar el movimiento y beneficiar potencialmente tanto
a personas con discapacidad como sanas. Afortunadamente, los diseñadores cómo se observó en el
análisis crítico ya se ha trabajado en este tipo de dispositivos, ya que los avances de la tecnología
consideran la fisiología corporal y fisiopatología de las lesiones para obtener un avance en este sentido.
CONCLUSIONES
En la actualidad, la robótica ha incursionado ampliamente en el área de fisioterapia. Los exoesqueletos
para la rehabilitación son dispositivos que permiten manipular una extremidad del cuerpo con el
objetivo de realizar procesos terapéuticos que brinden soporte y movimiento al paciente. Múltiples
investigaciones afirman que el diseño de un exoesqueleto para la recuperación de la mano implica varios
factores a considerar en su creación. Este aparato con propósito terapéutico, debe ser un elemento hecho
de material resistente y ligero, adicionalmente a su flexibilidad para realizar los movimientos
característicos de dicho complejo articular.
De acuerdo a estudios, el exoesqueleto de mano fue aplicado en población sana y con padecimientos
que conllevan una limitación del segmento antes mencionado. Estos dispositivos permiten la
flexibilidad del dorso de la mano y del mecanismo del pulgar.
pág. 2655
Las etapas de la secuencia de movimiento fueron: muñeca en posición neutral, extensión del dedo
(posición inicial), extensión de la muñeca, flexión del dedo (posición final), vuelta a la flexión de la
muñeca, extensión del dedo (hacia la posición inicial); con una velocidad constante. Según la
bibliografía analizada, el entrenamiento con el exoesqueleto tuvo una duración promedio de 45 minutos
de sesiones individuales, 5 días a la semana durante 4 semanas, obteniendo un total de 20 sesiones. Los
resultados experimentales demostraron que los dispositivos desarrollados tienen el potencial de mejorar
la libertad de movimiento de la mano y el rango de agarre con éxito.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. Alhamad, R., Seth, N., & Abdullah, H. A. (2023). Initial testing of robotic exoskeleton hand device
for stroke rehabilitation. Sensors (Basel, Switzerland), 23(14), 6339.
https://doi.org/10.3390/s23146339
2. Singh, N., Saini, M., Kumar, N., Srivastava, M. V. P., & Mehndiratta, A. (2021). Evidence of
neuroplasticity with robotic hand exoskeleton for post-stroke rehabilitation: a randomized
controlled trial. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation, 18(1).
https://doi.org/10.1186/s12984-021-00867-7
3. Ranzani R, Lambercy O, Metzger JC, Califfi A, Regazzi S, Dinacci D, Petrillo C, Rossi P, Conti
FM, Gassert R. (2020). Neurocognitive robot-assisted rehabilitation of hand function: a randomized
control trial on motor recovery in subacute stroke. J Neuroeng Rehabil. 24;17(1):115.
https://doi:10.1186/s12984-020-00746-7 .
4. Zhu, Y., Gong, W., Chu, K., Wang, X., Hu, Z., & Su, H. (2022). A novel wearable soft glove for
hand rehabilitation and assistive grasping. Sensors (Basel, Switzerland), 22(16), 6294.
https://doi.org/10.3390/s22166294
5. Yang, S.-H., Koh, C.-L., Hsu, C.-H., Chen, P.-C., Chen, J.-W., Lan, Y.-H., Yang, Y., Lin, Y.-D.,
Wu, C.-H., Liu, H.-K., Lo, Y.-C., Liu, G.-T., Kuo, C.-H., & Chen, Y.-Y. (2021). An instrumented
glove-controlled portable hand-exoskeleton for bilateral hand rehabilitation. Biosensors, 11(12).
https://doi.org/10.3390/bios11120495
6. Singh, N., Saini, M., Kumar, N., Srivastava, M. V. P., & Mehndiratta, A. (2021). Evidence of
neuroplasticity with robotic hand exoskeleton for post-stroke rehabilitation: a randomized
pág. 2656
controlled trial. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation, 18(1), 76.
https://doi.org/10.1186/s12984-021-00867-7
7. Cisnal, A., Gordaliza, P., Pérez Turiel, J., & Fraile, J. C. (2023). Interaction with a hand
rehabilitation exoskeleton in EMG-driven bilateral therapy: Influence of visual biofeedback on the
users’ performance. Sensors (Basel, Switzerland), 23(4), 2048. https://doi.org/10.3390/s23042048
8. Xu, J., Xue, Y., Yu, Z., Zhao, D., Li, X., Fan, J., & Han, D. (2023). Effect of exoskeleton
manipulator on hand function rehabilitation for postburn patients. Disability and Rehabilitation,
45(24), 4148–4155. https://doi.org/10.1080/09638288.2022.2143577
9. Xia, K., Chen, X., Chang, X., Liu, C., Guo, L., Xu, X., Lv, F., Wang, Y., Sun, H., & Zhou, J. (2022).
Hand exoskeleton design and human-machine interaction strategies for rehabilitation.
Bioengineering (Basel, Switzerland), 9(11). https://doi.org/10.3390/bioengineering9110682
10. Triolo, E. R., & BuSha, B. F. (2022). Design and experimental testing of a force-augmenting
exoskeleton for the human hand. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation, 19(1).
https://doi.org/10.1186/s12984-022-00997-6
11. Mayer, T. A., Harsch, A.-K., Koska, D., Hensel-Unger, R., & Maiwald, C. (2022). Effects of an
active hand exoskeleton on forearm muscle activity in industrial assembly grips. Work (Reading,
Mass.), 72(4), 1577–1591. https://doi.org/10.3233/WOR-211272
12. Nazari, V., Pouladian, M., Zheng, Y.-P., & Alam, M. (2021). A compact and lightweight
rehabilitative exoskeleton to restore grasping functions for people with hand paralysis. Sensors
(Basel, Switzerland), 21(20), 6900. https://doi.org/10.3390/s21206900
13. Haghshenas-Jaryani, M., Patterson, R. M., Bugnariu, N., & Wijesundara, M. B. J. (2020). A pilot
study on the design and validation of a hybrid exoskeleton robotic device for hand rehabilitation.
Journal of Hand Therapy: Official Journal of the American Society of Hand Therapists, 33(2), 198–
208. https://doi.org/10.1016/j.jht.2020.03.024
14. Kim, S., Lee, J., Park, W., & Bae, J. (2017). Quantitative evaluation of hand functions using a
wearable hand exoskeleton system. IEEE ... International Conference on Rehabilitation Robotics,
2017, 1488–1493. https://doi.org/10.1109/ICORR.2017.8009458
15. Abbate, G., Giusti, A., Randazzo, L., & Paolillo, A. (2023). A mirror therapy system using virtual
