sábado, 15 de octubre de 2011

Robótica en la rehabilitación de pacientes con problemas neuromusculares en extremidades inferiores.


Mediante los avances tecnológicos hay nuevas formas de terapia para pacientes con parálisis cerebral o lesión medular.
El desarrollo de la tecnología para la generación de patrones de movimientos neuromusculares útiles para la marcha funcional ha tenido grandes avances tanto en la caminata de los pacientes con lesión medular mejora en la velocidad de marcha, resistencia e incluso la caminata independiente) como en los movimientos  voluntarios de tobillos, siempre y cuando estos sean entrenados periódicamente con asistentes automatizados.
La órtesis activa HAL (Hybrid Assistive Limb), es un sistema de ayuda a la marcha para personas con discapacidad  motora. Este dispositivo camina y soporta el peso de una fuente de alimentación autónoma, y ha sido diseñada para ayudar a los músculos del usuario.
El RoboKnee es una órtesis de articulación de rodilla que trabaja paralelamente a la rodilla del usuario, pero no transfiere los esfuerzos al suelo, sino al propio pie del usuario.
El RoboKnee busca una máxima transparencia con el usuario. Mediante los actuadores elásticos en serie se obtiene una muy baja impedancia. En este aparato, la intención del usuario se calcula mediante las fuerzas de reacción en la suela y el ángulo de la rodilla.
El pionero de esta tecnología es la compañía Hocoma, que es ahora líder en robótica de rehabilitación neurológica para los trastornos del movimiento con el ya revolucionario Lokomat.
El Lokomat es una órtesis de marcha de accionamiento eléctrico compuesta por un ajuste de cadera y dos órtesis de marcha con un accionamiento en cadera y rodilla.

[Sistema Lokomat]



Se usa para pacientes con trastornos de movimiento causados por accidente cerebrovascular, lesión de la médula espinal, lesión cerebral traumática, esclerosis múltiple o la enfermedad de Parkinson.
Entre las ventajas que ofrece el desarrollo de este sistema es el formar patrones neuromusculares en los pacientes, permitir una sesión de rehabilitación supervisada y usar la tecnología a favor de una mejor calidad de vida.
El desarrollo técnico de este sistema se divide en dos etapas, la primera es el desarrollo mecánico del dispositivo y la segunda el desarrollo del sistema de control.
En el desarrollo mecánico se pretende obtener un nuevo diseño del sistema, que sea ajustable a la antropometría de cada paciente. 
En el desarrollo del sistema de control, se pretende mover las dos piernas de manera coordinada y segura, controlando las cuatro articulaciones, de manera que se aporte el par necesario para que exista la marcha. El conjunto de movimientos debe hacerse de manera sincronizada para evitar problemas de equilibrio.
Cada pierna consta de dos sensores de posición angular, dos actuadores lineales y dos sensores para medir la potencia de los actuadores.
Por otro lado se desarrollara el software que hará posible la interacción del sistema con la PC, graficando los resultados y monitoreando el sistema completo.

                       [Vista de frente]                                                                                      [Vista de perfil]

Cada pierna tendrá un seguimiento con dos grados de libertad,  flexión y extensión de la rodilla, y flexión y extensión de la cadera, logrando de esta manera el movimiento requerido para poder realizar la marcha.
El programa de control se implementará en una PC con una tarjeta genérica de adquisición de datos, que tenga al menos dos salidas analógicas para controlar los servoactuadores y cuatro entradas analógicas para registrar la posición angular de las articulaciones y la potencia consumida por los servoactuadores, la cual es función del esfuerzo realizado por el paciente.
El sistema simula el ciclo de la marcha humana en el plano sagital, pudiendo variar el tiempo del ciclo dependiendo del entrenamiento deseado y de esta manera recuperar patrones neuromusculares.


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