Piernas bionicas que ya son una realidad


 

En efecto gracias al trabajo  Hugh Herr, jefe del grupo biomecatrónica el MIT Media Lab, ,actual Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica  ya es posible dotar  a personas de movimiento gracias a  unas prótesis tecnológicamente avanzadas que realmente parecen salidas de la ciencia ficcion.

Sus logros han tenido un impacto significativo en personas con discapacidad física, a través de las prótesis de rodilla adaptables para amputados femorales o las ortoprótesis de tobillo y pie, para pie equino y patologías causadas por parálisis cerebral o esclerosis múltiple.

El trabajo de Herr como científico e ingeniero nace en parte de una desgracia hace  30 años  cuando él  tenía 17 años , durante una escalada de un montaña   fue sorprendido por una ventisca que le mantuvo tres noches perdido a temperaturas de 29 grados bajo cero. Afortunadamente fue rescatado con vida, pero desgraciadamente tubo secuelas muy graves  a consecuencia  del congelamiento intenso de sus miembros inferiores que le obligaron a que le amputasen las dos piernas por debajo de las rodillas.Por desgracia ademas la tragedia no termino allí porque ademas uno de los voluntarios que ayudó a su rescate falleció durante  el mismo.

Traumatizado y  decepcionado intentó que al menos su desgracia pudiera ayudar a otras personas en situaciones  similares  así  que empezó a investigar como mejorar  unas prótesis pasivas tradicionales que le realizaron en el Hospital .  Pronto se dio cuenta de la gran falta de tecnología  existente  así que decidió volcarse en el diseño de piezas más avanzadas experimentándolas sobre el mismo  para  ayudar a otras personas que, al igual que él, por circunstancias del destino  sufrían  algún problema en sus extremidades inferiores .

Herr necesitó un año para recuperarse después de su accidente y pronto diseño el mismo diseño  unas prótesis caseras . .Lo importante es que , abandonó la idea de que las extremidades biónicas tuviesen que parecerse a los miembros humanos pues lo realmente importante es  la funcionalidad ,creando diferentes  prótesis de piernas con alturas ajustables y accesorios para introducir el pie en grietas o poder apoyarse en salientes diminutos que le permitieron volver a escalar.

 

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Desde entonces, su cuerpo se ha convertido en su principal banco de pruebas y no se conforma con devolver y mejorar la movilidad de personas que han sufrido amputaciones, también quiere mejorar los cuerpos de personas sanas por ejemplo construyendo exoesqueletos que ayuden a reducir el impacto sobre las articulaciones.

Herr ha abierto nuevas líneas de investigación, dando lugar a una clase de sistemas biónicos  de prótesis “inteligentes”, que gracias a la fusión del cuerpo y la máquina  han permitido mejorar   su fuerza y resistencia permitiendo casi lo que hace unos años hubiera parecido  una tarea solo reservada a la ciencia ficción.

En esencia sus prótesis avanzada  constituye un sistema retroalimentado  muy complejo donde ante una serie de estímulos se procesan esas entradas  hasta que finalmente derivan en la activación de un actuador  que  a su vez devuelve nuevas señales como entradas  permitiendo así el movimiento en función de la postura, de los pre-estimulos así como de la propia geometría del cuerpo

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Para llevar este complejo sistema a la realidad , se utilizan  un conjunto de disciplinas científicas y tecnológicas, desde la ciencia biomecánica y del control de los movimientos biológicos hasta el diseño de dispositivos biomédico

Una peculiaridad  que ha mejorado sustancialmente su diseño sobre otros antecesores es la forma de producir la propulsión  biónica apoyándose en el talon e impulsándonos hacia adelante como si de un palanca se tratase   tal y como lo hacemos instintivamente las personas que podemos caminar

Gracias a este sistema de optimización del mecanismo de propulsión humana,se  amplifican la resistencia para actividades anaeróbicas, permitiendo construir zapatos elásticos que aumentan la resistencia aeróbica al caminar y correr.

 

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Otra tecnologia  usada en las nueva prótesis  y con mucho potencial para usarla en otros campos es la piel sintética ,la cual básicamente es blanda   y ligera como el papel  pero que permite ponerse fuerte  y rigida  en presencia de un potencial eléctrico

 

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Por supuesto   hay muchísima  mas tecnologia  para llegar a su modelos de prótesis actuales  por ejemplo en el diseño de la propia prótesis especifica para cada persona empleando modelos de puente cruzado del músculo esquelético para el diseño

 

TEDTalks es un podcast de vídeo diario de las mejores charlas y actuaciones de la Conferencia TED, donde los principales pensadores y hacedores del mundo dan la charla de sus vidas en 18 minutos (o menos).

 

En el siguiente interesantisimo video  presentado en febrero de 2014 dentro del contexto de charlas TED  ,el propio  Hugh Her presentó     por primera vez  en TED , la nueva generación de miembros biónicos, prótesis robóticas inspirados en diseños propios de la naturaleza; mostrando  su increíble tecnología en una charla muy emotiva  donde se entremezcla  la vertiente  técnica y lo profundamente personal – con la ayuda del bailarín de salón Adrianne Haslet-Davis( que  también perdió su pierna izquierda en el atentado de 2013 del maratón de Boston)

 

Hugh es el fundador de la compañía BiONx Medical Technologies (antigua iWalk) lo cual ambiciona llevar toda esta tecnologia a las personas, gracias a la  comercialización de la prótesis de miembros inferiores  BiOM® Ankle, la cual  proporciona magistralmente  energía emulando la función muscular e imitando el movimiento del tobillo  aportando ademas  una estabilidad que se ajusta a cualquier superficie.

Esperemos que muy pronto todas las personas con este tipo de discapacidad pueden contar con esta inestimable ayuda

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Volver a caminar ya es posible


Los humanos hemos usado durante mucho tiempo las armaduras como exoesqueletos artificiales para nuestra  protección, especialmente en combate. Las ortesis son sin embargo una forma médica limitada de exoesqueleto constituyendo un mecanismo que acoplado a una pierna, o al torso, permite mejorar o corregir el comportamiento de esa pierna o de la espina dorsal en contraposición a una prótesis  que es un dispositivo que sustituye la parte faltante del miembro

Los exoesqueletos  han  saltado al terreno de la ciencia-ficción,  de hecho no en vano  el gobierno de los Estados Unidos ha financiado con 50 millones de dólares un proyecto para integrar exoesqueletos mecánicos a unidades de Marines, con propósito de aumentar su rendimiento,   pero  donde realmente se esta viendo disrruptivo es el campo de la salud.

Indego es el  segundo exoesqueleto para recibir la certificación de la FDA de Estados Unidos para su uso. El primero fue un dispositivo producido por  Robótica Ltd. Sin embargo, Indego ha realizado el ensayo clínico más grande exoesqueleto realizado en los Estados Unidos a lo largo de más de 1.200 sesiones individuales donde  los participantes del estudio fueron capaces de utilizar Indego para caminar con seguridad en una variedad de superficies interiores y exteriores s sin acontecimientos adversos graves.

 

 

Indego  es un ortesis de potencia que   permite a las personas paralizadas por debajo de la cintura se pongan de pie y caminar, siendo el resultado de un esfuerzo intensivo, de 10 años. El desarrollo inicial fue financiado por una subvención del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano . En 2012 Parker, líder mundial en tecnologías de movimiento y control, adquirió una licencia exclusiva para comercializar el diseño y ha trabajado en estrecha colaboración con el grupo de Goldfarb para desarrollar una versión comercial del dispositivo médico.

El carácter innovador del diseño Indego llevó Mecánica Popular para nombrar Goldfarb uno de sus » Diez innovadores que cambiaron el mundo » en 2013.

La FDA ha dado autorización para comercializar y vender el exoesqueleto de los miembros inferiores impulsado creado por un equipo de ingenieros de Vanderbilt y comercializado por  Parker , tanto para uso clínico y personal en los Estados Unidos por  lo que en unos días cualquiera podrá comprar este milagro de la tecnología.

http://www.youtube.com/watch?v=CDatzPdnxfc

 

Hasta hace poco, los robots «llevables» como Indego eran cosa de ciencia ficción , pero en los últimos 15 años, gracias a  los avances en las tecnologías de la robótica, la microelectrónica, la batería y el motor eléctrico han hecho que sea práctico poder desarrollarlos para ayudar a las personas con lesiones de la médula espinal y accidente cerebrovascular.

Este dispositivo actúa como un esqueleto externo. Sus correas se ciñen al rededor  del torso y las piernas se atan a los soportes rígidos y se extienden desde la cadera hasta la rodilla y de la rodilla hasta el pie. Las articulaciones de la cadera y de la rodilla son impulsados por motores eléctricos controlados por ordenador  siendo alimentado todo el conjunto  por baterías avanzadas. Los pacientes  utilizan ademas  andadores o muletas para mantener su equilibrio.

De hecho se puede pensar en este exoesqueleto como un Segway con las piernas. Si la persona que lo lleva se inclina hacia delante, se mueve hacia adelante. Si se inclina hacia atrás y mantiene esa posición durante unos segundos, se sienta. Cuando está sentado, si se inclina hacia delante y mantiene esa posición durante unos segundos, y luego se pone de pie

Indego pesa unos 13kg   ,viene en tamaños intercambiables y puede acomodar una persona con  altura que va desde 155 hasta  191cm  y un peso de hasta  113kg  . Actualmente Indego se puede utilizar con los índices de lesiones de la médula espinal de T7 a L5 en las comunidades o en el hogar y con los niveles de daño de T4 a L5 en los centros de rehabilitación (pero sin embargo no está destinado para los deportes o subir escaleras ).

 

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Indego también tiene dos características que están diseñadas específicamente para ayudar en la rehabilitación:

  • La cantidad de asistencia robótica se ajusta automáticamente a los usuarios que tienen cierto control muscular en las piernas. Esto les permite utilizar sus propios músculos al caminar. Cuando un usuario está totalmente paralizado, el dispositivo hace todo el trabajo. Los otros diseños proporcionan plena potencia todo el tiempo.
  • Es el único robot portátil que incorpora una tecnología de rehabilitación probada llamada estimulación eléctrica funcional. FES aplica pequeños impulsos eléctricos a los músculos paralizados, haciendo que se contraigan y se relajen. FES pueden mejorar la fuerza en las piernas de las personas con paraplejia incompleta. Para parapléjicos completos, FES puede mejorar la circulación, cambiar la densidad ósea y reducir la atrofia muscular.
  • Uno de los objetivos de diseño de Goldfarb fue dar a los usuarios la máxima cantidad de libertad personal posible. Uno de sus requisitos, por ejemplo, fue permitir al usuario poner en el exoesqueleto y quitárselo mientras se  está sentado en una silla de ruedas. Como resultado,  Indego es considerablemente más ligero y menos voluminoso que los otros exoesqueletos en desarrollo ( y ademas tiene al posibilidad de cargarlo con una segunda batería auxiliar)
  • Las personas que usan sillas de ruedas con regularidad puede desarrollar serios problemas con su urinario, respiratorio, cardiovascular y digestivo, así como conseguir  aumentar  osteoporosis, úlceras por presión, coágulos de sangre y otras afecciones asociadas con la falta de movilidad. El riesgo de desarrollar estas condiciones puede reducirse considerablemente por estar de pie regularmente, gracias al movimiento y el ejercicio de sus extremidades inferiores.

 

Indego esta disponible también en Europa desde noviembre, cuando recibió la marca CE, equivalente de aprobación de la FDA de la Unión Europea siendo el precio inicial  de $ 80.000.

El siguiente paso es conseguir que el gran coste de dispositivo sea subvencionado  por los seguro de salud. Este consiste en reunir a los Centros de Servicios de Medicare y Medicaid (CMS) para aprobar un «código de tarifa» para el exoesqueleto: un código numérico que identifica las características de los pacientes que Medicare / Medicaid reembolsará por la compra de una determinada pieza de equipo médico. Por lo general, en EEUU el gobierno reembolsará el 80 por ciento del costo de los dispositivos médicos aprobados. En la mayoría de los casos los proveedores de seguros de salud privados adoptan el código CMS. Es de esperar que en Europa  se siga un modelo similar de subvenciones como en EEUU para sufragar el altisimo coste de esta maravilla tecnológica:

En el siguiente video podemos ver la historia de Michael Gore, un T10 completamente parapléjico, que comparte obre cómo el exoesqueleto Parker Indego® le ha permitido caminar de forma independiente por primera vez desde que un accidente de trabajo le dejó paralizado en febrero de 2002. Michael es uno de los primeros pacientes para probar Indigo como un dispositivo de rehabilitación en el Centro Shepherd en Atlanta, Georgia:
http://www.youtube.com/watch?v=rZzNu7sHrjE

Indego se está probando actualmente en el Centro Shepherd, así como otros centros de rehabilitación que lleva a establecer un cuerpo de evidencia clínica de que demuestra los beneficios de que el dispositivo para la terapia y el uso personal. Parker está  aprobado en  la FDA y la marca CE, y en unos días se realizara el lanzamiento comercial .

Para obtener más información acerca de Indego, visite http://www.indego.com.