Use of a Low-Cost Robotic Arm Prototype to Facilítate Fee- ding for Patients with Arthrogryposis and Severe Functional Impairment at the Teletón Institute in Puerto Montt: A Case Report

Main Article Content

Ilse Werlinger Werlinger
Valeska Rivas Martínez
Elson Stuardo Rojas

Keywords

Robotics, Arthrogryposis, Motor skill disorders

Abstract

Introduction: Patients with arthrogryposis multiplex congenita (AMC) face feeding difficulties, often requiring assistance from a third party. Robotic arms that provide greater autonomy in feeding cost approximately $5,000,000 in Chile. The objective is to describe the use of a low-cost robotic arm prototype that replaces the function of an upper limb necessary for feeding patients with AMC. Materials/Patients and Methods: A case report (initially designed as a two-case study) in a quasi-experimental pre-post design without a control group. The case involves a 3-year-old male patient with AMC treated at the Teletón Institute in Puerto Montt, who presented with severe motor functional impairment. In five 60-minute sessions, the participant was instructed to eat 100 g of yogurt using the prototype. Functional independence in eating, with a yogurt-like consistency, was assessed using the WeeFIM guidelines, accor- ding to the International Dysphagia Diet Standardisation Initiative (IDDSI). The mean, median, and range of the time spent were calculated. Results: Five sessions were conducted: one for evaluation and adjustments, and four for training. Only the 3-year-old participant completed the training, reducing the time spent from the second session (26 min.) to the fifth (6 min.) (x = 19 min.). The WeeFIM assessment improved from an initial score of 3, with moderate assistance, to 5, with supervision and a yogurt-like consistency, according to the IDDSI. The results of the second participant were considered exploratory. Conclusions: According to the WeeFIM guidelines, the robotic arm prototype improved independence with yogurt-like consistency foods. Its cost does not exceed 6% of the alternatives available on the market.

Abstract 0 | PDF (Español (España)) Downloads 0

References

Linnet KM, Balslev T, M0ller-Madsen B. Ar- throgryposis multiplex congenita [Arthrogryposis multiplex congenita]. Ugeskr Laeger. 2015 Aug 10;177(33):V12140712. Danish. PMID: 26320355. https://ugeskriftet.dk/videnskab/arthrogryposis-multi- plex-congenita

Lacosta, P. J. R., & Joan, P. (2019). Robot móvil mani¬pulador TiaGo en un entorno hospitalario. https://rua. ua.es/entities/publication/882d66da-b73c-4db2-bced- d974871dc083

Acosta R., Argüello D., Robalino R., & Marrero S. (2021). Caracterización de los motores paso a paso y su aplica¬ción. Ciencias De La Ingeniería Y Aplicadas, 5(2), 99-113. http://190.15.139.149/index.php/ciya/article/view/375

Ollero Baturone A. Robótica, Manipuladores y robots móviles. 1era. ed. Barcelona: Marcombo; 2001

Pérez Pisco MS, Andagoya Jácome JC. Simulador de Brazo Robótico basado en Arduino para uso Odontoló¬gico en la exploración de la cavidad bucal [Tesis]. Uni¬versidad de Guayaquil; 2019. https://biblioteca.semisud. org/opac_css/index.php?lvl=author_see&id=202999

Ruiz-Sáez, P., Velásquez-Oberreuter, L., Zúñiga, N. T., & Acevedo, M. L. (2023). Implementación de disposi¬tivos tecnológicos usados por terapeutas ocupacionales en la rehabilitación de extremidad superior posterior a un accidente cerebro vascular. Salud, Ciencia y Tec¬nología, 3, 694-694. https://dialnet.unirioja.es/servlet/ articulo?codigo=9283275

García Abella M. Diseño, Construcción y Control por Ordenador de un Brazo Robótico [Tesis]. Universi¬dad Politécnica de Valencia; 2018. https://riunet.upv. es/entities/publication/0d632f75-e0f5-4cdd-844f- 71834953076b

Dote J. Impresión tridimensional 3D en el área proté¬sica: innovación vs investigación. Rehabil. Integral. 2019;14 (1): p 6-7. https://www.rehabilitacionintegral. cl/index.php/RI/article/view/45/44

Soto M. Implementación de prototipo de brazo robótico de bajo costo para apoyar la alimentación de personas con discapacidad motriz [Tesis]. Universidad de Los Lagos; 2021.

García G., A. F., y Becerra, A. J. (2016). Prototipo de mano robótica inspirada en la mano humana. Tekhne, 13(2), 27-42. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/

tekhne/article/view/11701

Tlapanco Rios, Ernesto Isaac, & Castaño Urrego, Carlos Andres. (2022). Gestión de la Madurez Tecnológica Nivel 1 (TRL 1); Estrategia de Gestión de la Innovación de Pro¬ducto en Procesos de Diseño Mecánico. Revista Politéc¬nica, 49(1), 7-18. https://doi.org/10.33333/rp.vol49n1.01

Márquez AJ, Hernández J, Peña C. Avances en el desa¬rrollo de un prototipo de robot asistencial para personas con limitaciones de movilidad. Ingenio Magno, 2014; 4 (1): p 53-60. http://revistas.ustatunja.edu.co/index.php/ ingeniomagno/article/view/751

Figueroa, M. Á. H., Báez, R. G. V., & Rangel, J. O. C. (2020). Propuesta de asistente virtual basado en inteligencia artificial en la integración de un brazo robótico para aplicaciones en la industria 4.0. Res. Comput. Sci., 149(8), 353-364. https://www.rcs.cic.ipn. mx/2020_149_8/Propuesta%20de%20asistente%20vir- tual%20basado%20en%20inteligencia%20artificial%20 en%20la%20integracion.html

Tapia, A., Mosquera, G., Rueda, C., Paredes, R., Gómez- Meneses, L. M., Valencia-Enríquez, D., ... & Villota-Paz, J. M. (2017). Diseño de un brazo robótico asistencial para personas con discapacidad. Avances y desafíos en las ciencias y la ingeniería 2023: nuevos conocimientos para un futuro sostenible, 105. https://www.researchgate. net/publication/373763856_Diseno_de_un_brazo_robo- tico_asistencial_para_personas_con_discapacidad

Minda-Valverde, I. R., Ricaurte-Segovia, A. F., Conza- Jumbo, J. L., & Arroba-Villacís, P. J. (2021). Diseño e Implementación de un Brazo Robotico Industrial con 5 Grados de Libertad Guiado por Kinect. Polo del co¬nocimiento, 6(12), 583-599. https://dialnet.unirioja.es/ servlet/articulo?codigo=8219311

Álvarez Paredes D. Algoritmo de Reconocimiento Facial para la Identificación de diferentes alturas y distancias de la boca en Brazo Robótico encargado de Proporcionar Alimento a Personas Discapacitadas [Te¬sis]. Universidad de Los Lagos; 2022.

Guide for the use of the WeeFIM of the uniform data system for medical rehabilitation. Versión 6.4. 2016.

Instituto Nacional de Estadísticas, Ingreso laboral prome¬dio mensual en Chile fue de $681.039 en 2021. Disponible en: https://www.ine.gob.cl/sala-de-prensa/prensa/general/ noticia/2022/07/21/el-ingreso-laboral-promedio-mensual- en-chile-fue-de-$681.039-en-2021#:~:text=El%20 ingreso%20laboral%20promedio%20mensual%20 en%20Chile%20fue%20de%20%24681.039%20en%20 2021,-21%2F07%2F2022&text=El%2050%25%20 de%20las%20personas,ingreso%20de%20hasta%20 %24457.690%20mensuales