Estudio muestra que los tobillos protésicos motorizados pueden restaurar una amplia gama de funciones para los amputados
Esta imagen muestra al participante del estudio realizando una actividad en cuclillas con diferentes dispositivos protésicos. Cuando el participante usaba su prótesis diaria (imagen de la izquierda), tenía un rango de movimiento limitado y tenía que doblar la espalda significativamente para levantar objetos del suelo. Cuando usó una prótesis de tobillo con control neural (imagen de la derecha), pudo controlar voluntariamente la fuerza y el ángulo de la articulación de su prótesis de tobillo y mantener una postura saludable mientras levantaba peso del suelo. Crédito: Aarón Fleming.
Un estudio de caso reciente de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill demuestra que, con entrenamiento, el control neuronal de una prótesis de tobillo motorizada puede restaurar una amplia gama de habilidades, como pararse en superficies muy difíciles y ponerse en cuclillas. . Los investigadores están trabajando actualmente con un grupo más grande de participantes del estudio para ver cuán ampliamente aplicables pueden ser los hallazgos.
«Este estudio de caso muestra que es posible usar estas tecnologías de control neuronal, en las que los dispositivos responden a las señales eléctricas de los músculos de un paciente, para ayudar a los pacientes que usan prótesis robóticas de tobillo a moverse de manera más natural e intuitiva», dice Helen Huang, correspondiente autor del estudio. Huang es Profesor Distinguido de la Familia Jackson en el Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica de NC State y UNC.
«Este trabajo demuestra que estas tecnologías pueden dar a los pacientes la capacidad de hacer más de lo que antes creíamos posible», dice Aaron Fleming, primer autor del estudio y Ph.D. candidato en el departamento conjunto de ingeniería biomédica.
La mayor parte de la investigación existente sobre tobillos protésicos robóticos se ha centrado únicamente en caminar usando control autónomo. El control autónomo, en este contexto, significa que mientras la persona que usa la prótesis decide si caminar o quedarse quieta, los movimientos finos involucrados en esos movimientos suceden automáticamente y no debido a algo que esté haciendo el usuario.
Huang, Fleming y sus colaboradores querían saber qué pasaría si un amputado, trabajando con un fisioterapeuta, entrenara con una prótesis de tobillo motorizada controlada neuralmente en actividades que son desafiantes con las prótesis típicas. ¿Sería posible que las personas amputadas recuperaran un rango más completo de control en los muchos movimientos diarios que las personas hacen con los tobillos además de caminar?
La prótesis motorizada de este estudio lee las señales eléctricas de dos músculos residuales de la pantorrilla . Esos músculos de la pantorrilla son responsables de controlar el movimiento del tobillo. La tecnología protésica utiliza un paradigma de control desarrollado por los investigadores para convertir las señales eléctricas de esos músculos en comandos que controlan el movimiento de la prótesis.
Los investigadores trabajaron con un participante del estudio que había perdido una pierna a medio camino entre la rodilla y el tobillo. Al participante se le colocó la prótesis de tobillo motorizada y se le hizo una evaluación inicial. Luego, el paciente tuvo cinco sesiones de capacitación con un fisioterapeuta, cada una de unas dos horas de duración, en el transcurso de dos semanas y media. Después de completar la capacitación, el participante realizó una segunda evaluación.
Después de la capacitación, el participante del estudio pudo realizar una variedad de tareas que antes le resultaban difíciles, como pasar de estar sentado a estar de pie sin ningún obstáculo externo. asistencia o ponerse en cuclillas para recoger algo del suelo sin compensar el movimiento con otras partes del cuerpo. Pero una de las diferencias más pronunciadas fue la estabilidad de los participantes del estudio, ya sea de pie o en movimiento. Esto se reflejó tanto en las evaluaciones empíricas como la prueba de la estabilidad del paciente al pararse sobre espuma y en el nivel de confianza del paciente en su propia estabilidad.
«El concepto de imitar el control natural del tobillo es muy sencillo», Huang dice. «Pero la implementación de este concepto es más complicada. Requiere capacitar a las personas para que usen los músculos residuales para impulsar nuevas tecnologías protésicas. Los resultados en este estudio de caso fueron espectaculares. Este es solo un estudio, pero nos muestra lo que es factible».
«También hay un profundo impacto emocional cuando las personas usan dispositivos protésicos eléctricos que se controlan mediante la lectura de las señales eléctricas que emiten sus cuerpos», dice Fleming. «Es mucho más similar a la forma en que las personas se mueven intuitivamente, y eso puede marcar una gran diferencia en la forma en que las personas responden al uso de una prótesis».
Los investigadores ya están capacitando a más personas. paradigma y están ampliando sus pruebas para evaluar los resultados de ese entrenamiento.
Antes de hacer que esta tecnología esté más disponible, los investigadores también quieren participar en pruebas beta del mundo real con personas que usan la prótesis robótica durante sus rutinas diarias. .
«Al igual que con cualquier dispositivo protésico para las extremidades inferiores, debe asegurarse de que el dispositivo sea consistente y confiable, para que no falle cuando la gente lo use», dice Huang.
«Las prótesis motorizadas que existen ahora son muy costosas y no están cubiertas por el seguro», dice Fleming. «Entonces, hay problemas relacionados con el acceso a estas tecnologías. Al intentar restablecer el control normal de este tipo de actividades, esta tecnología realmente mejorará la calidad de vida y la participación comunitaria de las personas con amputaciones. Esto haría que estos costosos dispositivos sean más propensos a estar cubierto por un seguro en el futuro si eso significa mejorar la salud general del individuo».
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La nueva tecnología ‘sintoniza’ automáticamente las prótesis motorizadas mientras camina Más información: Aaron Fleming et al, Control electromiográfico continuo directo de una prótesis de tobillo motorizada para mejorar el control postural después de un examen físico guiado formación: un estudio de caso, tecnologías portátiles (2021). DOI: 10.1017/wtc.2021.2 Proporcionado por la Universidad Estatal de Carolina del Norte Cita: El estudio muestra que las prótesis de tobillo motorizadas pueden restaurar una amplia gama de funciones para los amputados (2021, 13 de abril) consultado el 30 de agosto de 2022 en https:/ /medicalxpress.com/news/2021-04-powered-prosthetic-ankles-wide-range.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.