LOW-COST FUNCTIONAL PROTOTYPE FOR PASSIVE REHABILITATION IN PATIENTS WITH CARPAL TUNNEL SYNDROME

Authors

  • Paul Arsecio Salazar Castillo Instituto Superior Tecnológico Martha Bucaram de Roldós
  • Stalyn Ramon Calero Calero Instituto Superior Tecnológico Martha Bucaram de Roldós
  • Darío José Silva Gaguancela Instituto Superior Tecnológico Martha Bucaram de Roldós
  • Alexander Leonardo Perez Jaramillo Instituto Superior Tecnológico Martha Bucaram de Roldós

DOI:

https://doi.org/10.59540/tech.vi5.106

Keywords:

Rehabilitation, carpal tunnel, functional prototype, 3D printing, servomechanisms

Abstract

This article presents the development of a low-cost functional prototype aimed at passive rehabilitation for carpal tunnel syndrome, specifically focused on flexion and extension movements of the index and middle fingers. This technological proposal emerges as an alternative to the limited access to conventional therapies. The research is framed as an applied and experimental study with a quantitative approach. The mechanical design of the prototype was carried out using CAD software and based on standardized anthropometric parameters. Structural validation was performed through finite element analysis (FEA), obtaining maximum stress values of 4.22 MPa, well below the material's yield strength (60 MPa), and a safety factor above recommended standards, ensuring the prototype's integrity even under potential overload conditions. The prototype was manufactured using 3D printing with PETG filament. The control system integrates servomotors and an ESP32-S3 board powered by a 5 V DC source and is operated remotely via a wireless mobile interface using the UDP protocol. Controlled passive movements ranging from 0 to 90 degrees were achieved, with execution times of 2.5 seconds and an angular error of less than 2°. Ergonomic validation with 10 users showed an average acceptance rating above 4.5 out of 5. Future work includes clinical validation with diagnosed patients.

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References

S. J. Del Barrio et al., «Tratamiento conservador en pacientes con síndrome del túnel carpiano con intensidad leve o moderada. Revisión sistemática», Neurología, vol. 33, n.o 9, pp. 590-601, jul. 2016, doi: 10.1016/j.nrl.2016.05.018.

«Síndrome del Túnel Carpiano: Causas, Síntomas y Tratamientos.», TRAUMACARE CLINIC, 2025. https://traumacareclinic.com/sindrome-del-tunel-carpiano-causas-sintomas-y-tratamientos/ (accedido 27 de julio de 2025).

D. Rempel et al., «Consensus criteria for the classification of carpal tunnel syndrome in epidemiologic studies.», American Journal Of Public Health, vol. 88, n.o 10, pp. 1447-1451, oct. 1998, doi: 10.2105/ajph.88.10.1447.

D. P. Mendoza, «Desarrollo de un Prototipo de Exoesqueleto para Imitación del Movimiento de la Mano Basado en una Interfaz Leap Motion», Universidad del Azuay, 2023. [En línea]. Disponible en: https://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/12798

A. Arteaga-Romani, M. P. Quispe-Ilanzo, A. Arteaga-Romani, y M. P. Quispe-Ilanzo, «CARACTERÍSTICAS ULTRASONOGRÁFICAS DEL NERVIO MEDIANO EN PACIENTES CON SÍNDROME DEL TÚNEL CARPIANO.», Revista Médica Panacea, vol. 9, n.o 3, pp. 194-197, ene. 2021, doi: 10.35563/rmp.v9i3.375.

B. M. Huisstede, P. Hoogvliet, M. S. Randsdorp, S. Glerum, M. Van Middelkoop, y B. W. Koes, «Carpal Tunnel Syndrome. Part I: Effectiveness of Nonsurgical Treatments–A Systematic Review», Archives Of Physical Medicine And Rehabilitation, vol. 91, n.o 7, pp. 981-1004, jun. 2010, doi: 10.1016/j.apmr.2010.03.022.

K. Nizamis et al., «Transferrable Expertise From Bionic Arms to Robotic Exoskeletons: Perspectives for Stroke and Duchenne Muscular Dystrophy», IEEE Transactions On Medical Robotics And Bionics, vol. 1, n.o 2, pp. 88-96, abr. 2019, doi: 10.1109/tmrb.2019.2912453.

D. Copaci, D. Blanco, I. L. Guerra, S. C. Vázquez, y M. P. De Heredia, «Exoesqueleto actuado por SMA para movilización de la muñeca», Actas de las XXXVII Jornadas de Automática 7, 8 y 9 de Septiembre de 2016, Madrid, pp. 368-373, feb. 2022, doi: 10.17979/spudc.9788497498081.0368.

«Diseño de un sensor óptico de fuerza para exoesqueleto de mano», XXXVIII Jornadas de Automática, vol. 37, pp. 270-275, 2017, [En línea]. Disponible en: https://digibuo.uniovi.es/dspace/handle/10651/46498

B. Andrea y J. Díez, «Procedimiento de diseño de un exoesqueleto de miembro superior para soporte de cargas», Actas de las XXXVIII Jornadas de Automática, vol. 37, pp. 680-685, 2017, [En línea]. Disponible en: http://hdl.handle.net/10651/46851

G. Lasheras, N. Castro, R. O’Brien, L. Molisani, E. Laciar, y J. M. Fontana, «Diseño de una mano artificial antropomórfica para aplicaciones protésicas», IEEE Biennial Congress Of Argentina (ARGENCON), pp. 1-5, jun. 2016, doi: 10.1109/argencon.2016.7585335.

J. Gómez, P. Castiblanco, O. F. Avilés, y M. Maudeloux, «Dispositivo de medición de fuerza de los dedos y su rol en el seguimiento de las funciones de la mano», CIRUGÍA PLÁSTICA IBERO-LATINOAMERICANA, vol. 48, jun. 2022, doi: 10.4321/S0376-78922022000200013.

D. Hernandez et al., «Eficacia de la férula nocturna y el ultrasonido para tratar el síndrome del túnel carpiano. Estudio clínico controlado y aleatorizado», Revista de la Asociación Argentina de Ortopedia y Traumatología, vol. 85, n.o 4, pp. 357-368, nov. 2020, doi: 10.15417/issn.1852-7434.2020.85.4.982.

H. Mardomingo-Medialdea, P. Fernandez-Gonzalez, y F. Molina-Rueda, «Usabilidad y aceptabilidad de los exoesqueletos portables para el entrenamiento de la marcha en sujetos con lesión medular: revisión sistemática», Revista de Neurología, vol. 66, n.o 02, p. 35, ene. 2018, doi: 10.33588/rn.6602.2017315.

Published

2025-12-29

How to Cite

[1]
P. A. Salazar Castillo, S. R. Calero Calero, D. J. Silva Gaguancela, and A. L. Perez Jaramillo, “LOW-COST FUNCTIONAL PROTOTYPE FOR PASSIVE REHABILITATION IN PATIENTS WITH CARPAL TUNNEL SYNDROME”, TECH, no. 05, p. 8, Dec. 2025.