Casi lista la primera parte del cuerpo robótica hecha en San Juan

Por Natalia Caballero

Un jovencito con dificultades motrices hizo su paso triunfal en la jornada inaugural del Mundial de Brasil gracias a un exoesqueleto. En San Juan también se están investigando esta fantástica tecnología que les da posibilidades a personas con movilidad limitada. Ese rayo de esperanza lo podrá dar el Gabinete de Tecnología Médica, que funciona en la Facultad de Ingeniería, cuando terminen la investigación que están realizando para rehabilitar apersonas con mielomeningocele (espina bífida). Quienes padecen este desorden neurológico congénito tienen entre otros trastornos, dificultades de movilidad, y por ende en los casos más graves necesitan usar sillas de ruedas. Por eso, el exoesqueleto es tan importante para que logren independencia motriz.

Desde el 2011, en el Gabinete de Tecnología Médica se viene desarrollando una investigación inédita en el país, relacionada con el diseño y desarrollo de un exoesqueleto para recuperar funcionalmente la locomoción en pacientes con mielomeningocele, un grupo poblacional para el cual no se han desarrollado aún los suficientes programas de rehabilitación de marcha.

El proyecto, dirigido por la ingeniera Silvia Rodrigo, está integrado por un grupo interdisciplinario de investigadores conformado por profesores y alumnos de grado y de posgrado de distintas carreras de la Facultad de Ingeniería y cuenta además con la colaboración de los profesionales del Consultorio Interdisciplinario de Mielomeningocele del Hospital Rawson, así como de los representantes de la Asociación de Padres de Niños con Mielomeningocele (APANIM).

El mielomeningocele es un desorden neurológico congénito (considerado como la forma más grave de la espina bífida), manifestado por una lesión medular de distinto nivel que provoca entre otros trastornos, déficit sensitivo y también déficit motor como parálisis o falta de fuerza muscular. Es por esta razón que en muchos casos los afectados deben usar sillas de ruedas o muletas para poder trasladarse.

En la actualidad, diversos centros de salud a nivel mundial vienen implementando tratamientos basados en el uso de exoesqueletos, que favorecen la rehabilitación de la marcha. Un exoesqueleto para rehabilitación de marcha (es decir, para caminar) es una estructura mecánica que interactúa con los humanos, asistiendo activamente el movimiento de sus extremidades inferiores.

En base a estos antecedentes, la investigación de la Universidad Nacional de San Juan tiene como objetivo diseñar y desarrollar un prototipo de exoesqueleto para rehabilitar la caminata específicamente en pacientes con lesión medular de bajo nivel de pacientes con mielomeningocele, que afecta particularmente a la musculatura del tobillo. Para lograr este objetivo, la investigación se dividió en tres etapas, relacionadas con el diseño y desarrollo de los tres componentes fundamentales de un exoesqueleto: su estructura, sistema de actuación articular y estrategia de control del dispositivo.

En la primera etapa de la investigación y luego de un estudio pormenorizado de las características de marcha del grupo de pacientes con mielomeningocele se logró obtener en base a programas de diseño computacional, las especificaciones de diseño de la estructura del exoesqueleto, que en este caso se denomina órtesis activa de tobillo-pie. El diseño obtenido es adaptable a la talla del paciente y permite incorporar elementos correctores adicionales para otros trastornos del pie.

Por su parte, la segunda etapa de la investigación permitió definir las especificaciones de diseño del sistema de actuación articular del tobillo, basado en el uso de un músculo artificial neumático, que exhibe propiedades semejantes a las de la musculatura del cuerpo humano. Cabe destacar que en condiciones de marcha normal, los músculos posteriores del tobillo son capaces de ejercer una fuerza del orden de 4 veces el peso corporal.

En cuanto a la tercera etapa, a la cual el equipo de investigación está abocado en la actualidad, se relaciona con el diseño del sistema de control del exoesqueleto a partir del registro de datos de marcha en los pacientes. Para esto cuentan con la autorización del director del Hospital Rawson, quien posibilitó a través de Héctor Baños, individualizar el grupo de pacientes con mielomeningocele a analizar. Además, para efectuar las mediciones y dado que no se disponen de datos de marcha provenientes de laboratorios de marcha estandarizados, se ha solicitado un subsidio para la compra de equipamiento de fabricación nacional, cuyo otorgamiento permitiría resolver esta parte fundamental de la investigación.

Mediante la información registrada se prevé luego desarrollar los programas computacionales que permitirán controlar no sólo la fuerza, sino también el instante preciso de actuación del músculo artificial, con el fin de asistir mediante el exoesqueleto el movimiento articular del tobillo, mientras el paciente camina sobre una cinta caminadora combinada con soporte parcial de peso corporal. La información de tales registros, que varía para cada ser humano, puede utilizarse como indicador del nivel de actuación articular debe proveer el exoesqueleto en cada etapa de la marcha, propiciando así progresivamente la rehabilitación de estos pacientes.

Una vez obtenidas las especificaciones finales de diseño del sistema completo, se prevé construir el prototipo del exoesqueleto y evaluar su desempeño. La implementación de este sistema permitirá sentar las bases para desarrollar en un futuro próximo, exoesqueletos que contemplen la asistencia activa de rodilla y cadera y que por lo tanto, permitan rehabilitar la marcha en pacientes con niveles más altos de lesión medular del mielomeningocele u otro origen.

Historia

El Gabinete de Tecnología Médica es una unidad académica perteneciente a la Facultad de Ingeniería de la UNSJ, siendo su Director actual el Ing. Raúl Romo. Fue creado oficialmente el día 27 de abril del año 1990 sobre la base del Área Tecnología Médica del Departamento de Electrónica y Automática.
Este gabinete lleva adelante una importante labor de desarrollo de tecnología aplicada a la medicina, como así también ha prestado y presta servicios de asesoramiento y mantenimiento de equipos e instrumental a centros de salud públicos y privados de San Juan.

Un pedido

Silvia Rodrigo dijo que sería muy importante contar con un laboratorio de marcha humana, ya que no sólo permitiría diagnosticar los trastornos de locomoción que ocasionan distintas patologías del cuerpo humano, sino también desarrollar a nivel local exoesqueletos de rehabilitación tal como el propuesto, así como otro tipo de ayudas técnicas.

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Corresponde a una investigación realizada en la Facultad de Ingeniería. Sólo faltan los fondos para poner en marcha el proyecto destinado en principio a personas con espina bífida. Por Natalia Caballero.

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