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Desarrollan tobillos robóticos que mejoran la postura y los movimientos

La prótesis envía unos impulsos nerviosos que permiten imitar el comportamiento del cuerpo controlando así la estabilidad y el movimiento en personas amputadas

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Desarrollan tobillos robóticos que mejoran la postura y los movimientos

Por Andrea Martín

20 de noviembre de 2023

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (EE. UU) han desarrollado unos tobillos protésicos robóticos, controlados por impulsos nerviosos, que permiten a las personas que han sido amputadas moverse de forma más natural y con una mejor estabilidad.

"Este trabajo se centró en el 'control postural', que es sorprendentemente complicado", explica Helen Huang, autora del estudio y profesora en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la universidad. “Básicamente, cuando estamos quietos, nuestros cuerpos hacen ajustes constantes para mantenernos estables. Por ejemplo, si alguien choca con nosotros mientras estamos haciendo cola, nuestras piernas realizan una amplia gama de movimientos de los que ni somos conscientes para mantenernos erguidos. Trabajamos con personas que han sufrido amputaciones de miembros inferiores y nos dicen que lograr este tipo de estabilidad con prótesis es un desafío importante. Este estudio demuestra que las prótesis de tobillo robóticas, que se controlan mediante señales electromiográficas (EMG), son excepcionalmente buenas para permitir a los usuarios lograr esta estabilidad natural”. Las señales EMG son las señales eléctricas registradas por los músculos de un individuo.

Para este estudio, los investigadores trabajaron con cinco personas a las que se les había amputado una pierna por debajo de la rodilla. A los participantes se les colocó un prototipo de la prótesis de tobillo que responde a señales EMG captadas por sensores en la pierna. “Los sensores se colocan sobre los músculos en el lugar de la amputación. Cuando un participante del estudio piensa en mover el miembro amputado, se envía una señal eléctrica a través del músculo. Los sensores captan estas señales a través de la piel y las traducen en comandos para el dispositivo protésico”, explica Aaron Fleming, coautor del estudio.

Los investigadores pedían a los participantes que realizasen actividades que alteraran su equilibrio como, por ejemplo, atrapar una pelota, recoger la compra o balancear hacia adelante y hacia atrás. Además, se les pidió que lo hicieran usando los dispositivos protésicos que usaban normalmente y utilizando el prototipo. "Descubrimos que los participantes del estudio eran significativamente más estables cuando usaban el prototipo robótico. Tenían menos probabilidades de tropezarse o caerse", comenta Fleming.

Los resultados de la investigación mostraron que el prototipo imitaba el comportamiento del cuerpo. “Básicamente, los patrones de activación muscular al usar la prótesis eran muy similares a los patrones que vemos en personas que tienen las dos extremidades inferiores intactas”, explica Huang. “Creemos que este es un hallazgo significativo, porque la estabilidad postural es una cuestión importante para las personas que utilizan dispositivos protésicos. Ahora estamos realizando una prueba más amplia con más personas para demostrar los efectos de la tecnología e identificar qué personas pueden beneficiarse más”.



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