Resumen—Este trabajo presenta un estimulador eléctrico funcional monocanal que permite mejorar la marcha en personas que sufren pie caído. El estimulador utiliza electrodos superficiales y se compone de una Unidad Estimuladora (UE), un de sensor de presión y una Interfaz de Usuario (IU). El objetivo de este proyecto ha sido desarrollar un sistema de estimulación portable, confiable, simple y de bajo costo. Para validar el funcionamiento del estimulador, se realizaron pruebas clínicas durante 5 semanas donde se evaluó y comparó los parámetros de marcha entre un grupo control y un grupo con pie caído. Los resultados de las pruebas arrojaron un incremento de la velocidad de marcha, largo del paso, cadencia, tiempo de zancada y altura de la zancada. Sumado a esto, los pacientes reportaron una mayor confianza y seguridad al caminar y mejoras en los movimientos de la articulación de la cadera y del tobillo. I. INTRODUCCION La estimulación eléctrica funcional (EEF) es una técnica de rehabilitación que utiliza pulsos eléctricos para producir la contracción de músculos paralizados y así recuperar una función motora perdida. Según un estudio de la Organización Mundial de la Salud, cada año 15 millones de personas sufren un accidente cerebrovascular (ACV), de los cuales 5 millones sobreviven y quedan con discapacidad permanente [1]. Una de las secuelas más comunes de un ACV es el pie caído, el cual consiste en la incapacidad de controlar los músculos dorsiflexores de forma voluntaria. Como consecuencia la persona no puede o se le dificulta elevar la punta del pie durante la fase de balanceo de la marcha, por lo tanto, la parte frontal del pie cae al piso antes de que el talón tenga contacto con el suelo aumentando la probabilidad de caídas o tropiezos. Como medida compensatoria la persona modifica la postura para caminar, lo que implica un mayor consumo de energía y una disminución significativa de la velocidad de marcha. Dolor y debilidad vienen asociados a este problema, además de problemas sicológicos tales como pérdida de la autoestima, depresión y sensación de fracaso [2]. Liberson en el año 1961 [3] propuso el uso de EEF para corregir el pie caído. Para ello creó un sistema que aplicaba pulsos de corriente eléctrica al nervio peroneo común mediante electrodos sobre la piel. Esto activaba el músculo tibial anterior logrando que la punta del pie se levante. A partir de ese momento, múltiples grupos han diseñado y estudiado nuevos estimuladores que se basan en la idea de Liberson [4], creando dispositivos actualmente disponibles comercialmente. La utilización de estos dispositivos ha sido muy baja en los países de bajos ingresos debido al alto costo de estos equipos. F. Saavedra P. Aqueveque, and E. Pino is with the University of Concepcion, Barrio Universitario S/N, Concepcion, Chile. (e-mail: frsaavedra@udec.cl). Este paper presenta el desarrollo de un nuevo estimulador eléctrico funcional que mejora la marcha en personas que sufren de pie caído. Este sistema se caracteriza porque su Interfaz de Usuario (IU) fue diseñada en una aplicación Android donde los ajustes se realizan desde un Smartphone o Tablet. La IU se comunica con la Unidad de Estimulación (UE) mediante conexión Bluetooth. Como consecuencia de esto, se logró disminuir la cantidad de componentes electrónicos del estimulador, lo cual lleva a un dispositivo más confiable, pequeño, económico y fácil de usar. Este estimulador busca ser una alternativa de bajo costo que tiene por objetivo masificar el uso de la EEF como una herramienta complementaria a los tratamientos ofrecidos en la actualidad. Para validar el funcionamiento del sistema se realiza un estudio clínico preliminar donde se compara los índices que caracterizan la marcha entre un grupo de personas sanas (grupo control) y un grupo de personas con pie caído. El estudio se realiza durante 5 semanas. Se evalúan parámetros espacio temporales y ángulos de las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo utilizando sensores de medición Inercial (IMU). Figura 1. Relación de las fases de la marcha con la etapas de la estimulación de acuerdo al estado del pie punteado. II. DISEÑO DEL ESTIMULADOR Este sistema de estimulación se compone de tres partes principales: 1) Unidad estimuladora, 2) Interfaz de usuario remota y 3) un Sensor de presión. El sensor de presión está ubicado bajo el talón del pie dentro del calzado y es un sensor de presión resistivo (FSR) debido a su bajo costo y simplicidad. Este sensor tiene un forma circular con un diámetro de 25 mm y 0,5 mm de espesor. Mediante un algoritmo, la UE determina cuando entregar los pulsos de corriente sincronizado con la señal del sensor del paso. La figura 1 muestra una gráfica donde se muestra las fases de la marcha y el ajuste de la amplitud de corriente necesarios para provocar la dorsiflexión, donde (1) corresponde al contacto inicial del talón donde la estimulación está inactiva; (2) corresponde a la elevación del talón donde se inicia la fase de rampa de subida, aquí la amplitud de la corriente aumenta de forma gradual; (3) corresponde a la fase donde se genera la Estimulador Eléctrico Funcional de Bajo Costo para Mejorar la Marcha en Personas con Pie Caído Francisco Saavedra, Pablo Aqueveque, IEEE Member, and Esteban Pino, IEEE Member.