27/08/2021 - 09:12
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Investigadores de Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusets (MIT) han ideado un método que sustituye a las prótesis tradicionales que se controlan con electromiografía. Ahora las extremidades protésicas contarán con pequeñas perlas magnéticas o imanes en el tejido muscular de la zona donde comenzaría la parte del cuerpo amputada.
De este modo, se logra medir la longitud del músculo mientras este se contrae y transmitir esta información a la prótesis en milisegundos.
Los imanes podrían ofrecer un mejor control de las extremidades protésicas
Las personas que cuentan con extremidades protésicas suelen tener dificultades a la hora de manejar sus prótesis tal y como lo harían con un brazo o una pierna natural. Sin embargo, estas dificultades podrían tener los días contados.
Los investigadores del MIT probaron su nueva estrategia, llamada magnetomicrometría (MM), y demostraron que puede proporcionar mediciones musculares rápidas y precisas en animales. Ahora, esperan probar este método en personas con miembros amputados con vistas a los próximos años.
“Nuestra esperanza es que la MM sustituya a la electromiografía como la forma dominante de vincular el sistema nervioso periférico con las extremidades biónicas -apunta Hugh Herr, director de Biomecatrónica en el Media Lab y autor principal del estudio-. Tenemos esa esperanza debido a la alta calidad de señal que obtenemos de MM, y al hecho de que es mínimamente invasivo y tiene un bajo coste y obstáculo regulatorio”.
Este último procedimiento es muy invasivo y costoso, pero proporciona mediciones algo más precisas
Con los dispositivos protésicos existentes, las mediciones eléctricas de los músculos de una persona se obtienen mediante electrodos que pueden fijarse a la superficie de la piel o implantarse quirúrgicamente en el músculo.
El método del MIT solo necesitaría insertar pares de imanes en los músculos y medir cómo se mueven los imanes entre sí. De esta forma, calculan la contracción de los músculos y su velocidad. Según el equipo, en las pruebas han logrado determinar la posición de los imanes con una precisión de 37 micrones (aproximadamente el ancho del cabello humano).
“Cuando usas el control basado en EMG, estás viendo una señal intermedia. Estás viendo lo que el cerebro le dice al músculo que haga, pero no lo que el músculo está haciendo realmente«, dice uno de los investigadores del estudio publicado en Science Robotics.
Los investigadores esperan hacer un pequeño estudio en pacientes humanos con extremidades protésicas
Prevén que los sensores utilizados para controlar las prótesis podrían colocarse en la ropa, adherirse a la superficie de la piel o adherirse al exterior de una prótesis.
La magnetomicrometría también podría usarse para mejorar el control muscular logrado con una técnica llamada estimulación eléctrica funcional, que ahora se usa para ayudar a restaurar la movilidad en personas con lesiones de la médula espinal.
Otro posible uso para este tipo de control magnético sería guiar exoesqueletos robóticos, que se pueden unir a un tobillo u otra articulación para ayudar a las personas que han sufrido un derrame cerebral o que han desarrollado otros tipos de debilidad muscular.
"Básicamente, los imanes y el exoesqueleto actúan como un músculo artificial que amplificará la producción de los músculos biológicos en la extremidad con daño cerebral", dice Herr. "Es como la dirección asistida que se usa en los automóviles".
Una vez insertadas en el músculo, las perlas o imanes podrían permanecer en su lugar durante toda la vida sin necesidad de reemplazarlas.
Con los últimos avances en prótesis y órtesis inteligentes, algunas personas amputadas han vuelto a desarrollar una vida prácticamente normal
Es el caso de, por ejemplo, el alabado Hugh Herr, conocido como el “hombre biónico” y último premio Princesa de Asturias de Investigación autor de esta investigación con imanes.
Experto en esta clase de implantes, Herr perdió ambas piernas tras un terrible accidente de escalada en 1982. Sin embargo, 12 meses después ya estaba practicando otra vez su deporte favorito, gracias a unas nuevas y asombrosas extremidades protésicas desarrolladas por él mismo.
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