Los investigadores están desarrollando una plataforma de exoesqueleto robótico que podría superar las limitaciones de las cintas de correr utilizadas durante la rehabilitación de muchos supervivientes de accidentes cerebrovasculares que tienen problemas para caminar.
Más que 80% de los pacientes con accidente cerebrovascular pueden perder la función normal en una pierna, lo que afecta su forma de andar natural, aumentando el riesgo de caídas e impidiéndoles realizar ciertas actividades, lo que quizás lleve a un estilo de vida más sedentario y sus problemas de salud asociados.
Entrenar el cuerpo de un paciente para corregir la marcha asimétrica es un componente vital de los esfuerzos de rehabilitación, y hemos visto una serie de exoesqueletos robóticos utilizado junto con cintas de correr a lo largo de los años. Pero hay margen de mejora.
«El objetivo final de la rehabilitación de la marcha no es mejorar la marcha en una cinta, sino mejorar la función locomotora en la superficie», dijo Meghan Huber, autora principal de un estudio de la Universidad de Massachusetts Amherst. «Con esto en mente, nuestro objetivo es desarrollar métodos de rehabilitación de la marcha que se traduzcan en mejoras funcionales en contextos del mundo real».
Inspirándose en el éxito de las cintas de correr con cintas divididas, el equipo ha logrado desarrollar un sistema de exoesqueleto de cadera que imita las acciones de cintas de lado a lado que se mueven a diferentes velocidades para amplificar la asimetría de la marcha y mejorar el aprendizaje motor.
El exoesqueleto compacto en cuestión es una creación personalizada del Laboratorio de Sistemas de Robots Humanos de Amherst, que se lleva alrededor de la cintura y se fija a los muslos del usuario. Un actuador en cada articulación de la cadera proporciona el par de movimiento de las extremidades mientras una Raspberry Pi 4 controla el espectáculo.
La prueba de concepto se programó para imitar la funcionalidad de una cinta de correr con correa dividida aplicando fuerzas de resistencia en una cadera mientras la otra recibe fuerzas de asistencia, alterando la simetría de la marcha en el proceso. Se probó en poco más de una docena de voluntarios sanos y el equipo descubrió que el dispositivo «provocó una adaptación en medidas espaciotemporales y cinéticas de la marcha similares al entrenamiento en cinta rodante dividida».
Aunque la energía y el procesamiento durante este estudio estaban fuera del dispositivo, el equipo ahora está avanzando para desarrollar una configuración portátil para entornos terrestres, con la esperanza de futuras aplicaciones clínicas.
«Un exoesqueleto portátil ofrece numerosos beneficios clínicos», afirmó la autora principal del estudio, Banu Abdikadirova. «Un dispositivo de este tipo se puede integrar perfectamente en la vida diaria de los supervivientes de un accidente cerebrovascular crónico, ofreciendo una manera accesible de aumentar el tiempo de entrenamiento, lo cual es fundamental para mejorar la marcha. También se puede utilizar durante la intervención temprana en hospitales para mejorar los resultados funcionales».
Se ha publicado un artículo sobre el desarrollo en Transacciones IEEE sobre sistemas neuronales e ingeniería de rehabilitación.