Arriba dos ejemplos de exoesqueletos robóticos aplicados a la discapacidad. Rewalk, israelí, para pesonas con paraplejía. HAL, japonés, aplicado para una persona con hemiplejía.
El Hospital de Parapléjicos de Toledo (España) y concretamente la Unidad de Biomecánica y Ayudas Técnicas del mismo, participa en un proyecto con neurrobots para mejorar la calidad de vida de personas con discapacidad motora junto con el CSIC, IK4 (através de sus centros CIDETEC-IK4 y VICOMTECH-IK4), Fatronik-Tecnalia, las universidades de Zaragoza, Rey Juan Carlos y Carlos III, y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).
El proyecto HYPER cuenta con una financiación cercana a los 5 millones de euros y una duración de 4 años.
El objetivo es desarrollar sistemas bioinspirados, que repliquen de la manera más exacta posible los movimientos naturales del cuerpo humano.
De izquierda a derecha: Enrique, ingeniero técnico industrial, Benito, ingeniero de telecomunicaciones, Beatriz, licenciada en ciencias del deporte, Antonio, ingeniero, Ana, inteniero de telecomunicaciones, Ángel, médico rehabilitador, Ana, terapeuta ocupacional, Yo mismo, Samuel, médico rehabilitador, Marta, licenciado en ciencias del deporte y Soraya, fisioterapeuta.
España se ha subido también al tren de la investigación en neurorrobótica y neuroprotésica con varios proyectos más. La parte clínica de este nuevo proyecto, a unir a otros que ya hemos comentado la aporta El Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, dependiente del Gobierno de Castilla-La Mancha, y pionero en la implantación de nuevas tecnologías en el proceso de rehabilitación donde destaca el trabajo de la Unidad de Biomecánica y Ayudas Técnicas. La neurorrobótica y la neuroprotésica son líneas de investigación con gran potencial y fuertes inversiones en todo el mundo.
Coordinado por el Grupo de Bioingeniería del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el proyecto HYPER cuenta con un presupuesto de casi 5 millones de euros, financiados en el marco de la última convocatoria del programa Consolider-Ingenio que promueve el Ministerio de Ciencia e Innovación español, y que tendrá una duración de cinco años.
El ambicioso objetivo del proyecto es desarrollar sistemas bioinspirados, que repliquen de la manera más exacta posible los movimientos naturales del cuerpo humano, de modo que representen un importante avance, tanto en la rehabilitación como en la compensación para facilitar las actividades diarias de las personas con trastornos motores. Mediante la acción combinada de neurorrobots y neuroprótesis, se pretende restaurar la función motora en pacientes con lesión medular a través de la compensación funcional y promover el reaprendizaje del control motor en pacientes afectados.
Fotografía de uno de los estudios de la Unidad de biomecánica y Ayudas Técnicas del Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo. Analisis de la propulsión de silla de ruedas con sistema Smart Wheel y captura del movimiento del miembro superior con marcadores pasivos reflectantes y cámaras de infrarrojos (sistema del IBV).
La Unidad de Biomecánica y Ayudas Técnicas del Hospital Nacional de Parapléjicos participará en la definición de usuarios y escenarios donde se puede aplicar esta tecnología, así como el establecimiento de los modelos biomecánicos en los que se inspirarán los dispositivos y, finalmente, en la evaluación de la eficacia y funcionalidad de estos productos en usuarios.
La aportación de IK4 Para lograr este ambicioso objetivo, los nueve centros participantes aportarán sus conocimientos avanzados en diferentes disciplinas. En el caso de los centros de la Alianza Tecnológica IK4, VICOMTECH-IK4 será responsable de adaptar la tecnología a las necesidades requeridas por los usuarios potenciales de estos dispositivos y explotar el potencial de la realidad virtual en el proyecto, lo que implicará una simulación completa del cuerpo humano.
Por su parte, CIDETEC-IK4 se encargará de desarrollar los sensores que se inserten en las prótesis y midan la presión para responder con naturalidad y confort al movimiento ordenado por el paciente, y de buscar soluciones energéticas adecuadas para los dispositivos.
La principal novedad de HYPER consiste en que, por primera vez, se investigará el uso combinado e integrado de neurorrobots y neuroprótesis para desarrollar sistemas híbridos, lo que permitirá una interacción más natural entre los sistemas humanos y las máquinas para la rehabilitación y compensación de la discapacidad motora. Esta combinación de tecnologías supone un salto con respecto a los dispositivos existentes hoy en día (exoesqueletos, prótesis, electroestimulación funcional, etc.).
Para ello, se investigará en torno a cuatro tecnologías principales:
- -la interacción directa entre el cerebro y la máquina (leer el pensamiento y transformarlo en movimiento), BRAIN MACHINE INTERFACES
- -la neurorrobótica (exoesqueletos robóticos que se adhieren al cuerpo humano),
- -la neuroprotésica (la estimulación de los músculos mediante niveles bajos de corriente),
- -y la realidad virtual (para facilitar el aprendizaje a la hora de usar los nuevos dispositivos).
Brain-Machine Interfacing engineering
Rehabilitation Engineering
Neuroprosthetic Methods
Intelligent Systems and technologies in rehabilitation engineering.
Las lesiones medulares y los accidentes cerebrovasculares son las causas más comunes de parálisis, con una incidencia de 800 y 12.000 casos por millón de habitantes y año, respectivamente. Ambas, junto con la parálisis cerebral, son responsables de la mayoría de los casos de hemiplejia, paraplejia y tetraplejia, todas ellas causantes de una importante limitación de la movilidad.
El Hospital Nacional de Parapléjicos está implementando el uso de tecnologías robóticas y de realidad virtual desde hace cinco años con la incorporación en el proceso de rehabilitación de sistemas como el Lokomat, la contribución al desarrollo del brazo robótico ASIBOT, con la Universidad Carlos III, el desarrollo de un sistema de Terapia Ocupacional basado en técnicas de realidad virtual (TOYRA), con Indra Sistemas y el apoyo de la Fundación Rafael del Pino, o el análisis de movimiento a través del empleo de sistemas de alta complejidad tecnológica.
IK4, 80 M€ de ingresos en I+D+i
La Alianza Tecnológica IK4, integrada por siete centros tecnológicos vascos (CEIT, CIDETEC, GAIKER, IDEKO, IKERLAN, TEKNIKER y VICOMTECH), obtuvo en 2009 un volumen global de ingresos superior a los 80 M€ en I+D+i.
En la actualidad, IK4 aglutina a más de 1.250 profesionales y desarrolla su actividad en torno a ocho unidades científico–tecnológicas: Biotecnología y Biomateriales, Micro y Nano tecnologías, Medio Ambiente y Reciclado, Energía, Gestión y Producción Industrial, Mecatrónica, Materiales y Procesos, y Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Esta especialización le permite posicionarse como partner tecnológico de las empresas para acometer cualquier tipo de proyectos en multitud de sectores de aplicación.
Por eso, IK4 es también un referente en participación en proyectos de investigación impulsados por las diferentes administraciones, como el VII Programa Marco de investigación de la Unión Europea, los programas Cenit o Consolider-Ingenio del Gobierno español o el programa Etorgai del Gobierno Vasco.
Más información en Noticas Médicas.
Con este proyecto y otros más que hemos ido comentando en el blog España se une a la vanguardia de la investigación en ingeniería biomédica aplicada a la rehabilitación y para el bien de las personas con discapacidad.
Otros ejemplos sobre neuroprótesis:
-Neuroprosthetics Research Group (NRG), University of Florida.
Neuroprótesis, Universidad de Florida:
http://nrg.mbi.ufl.edu/press/IEEESM_Institute_Jun_2008_Brain_Machine_Interface.pdf
Todo en la mente.
http://nrg.mbi.ufl.edu/press/All%20in%20the%20Mind%20-%20Medical%20Device%20Developments.pdf
http://nrg.mbi.ufl.edu/press/post_press.pdf
Autor: Samuel Franco Domínguez
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