- Estudiantes de UVM Monterrey diseñan exoesqueleto movido con motor para rehabilitación del codo en pacientes con Accidente Cerebro Vascular
- Este diseño se presentó en el 10º Congreso Nacional de Investigación de la UVM efectuado en Campus Puebla, el proyecto recibió el 2º lugar nacional.
Diego Antonio Acosta Torres y Eduardo Garza, estudiantes de 8avo semestre de Ingeniería Mecatrónica de la UVM Campus Monterrey Norte, diseñaron un exoesqueleto que, movido por un motor que dirige una tarjeta electrónica, simula el movimiento de flexoextensión del codo, para ayudar a pacientes que perdieron movilidad por algún accidente cerebro vascular a rehabilitar sus brazos.
Al presentar su proyecto en el 10º Congreso Nacional de Investigación de UVM, Diego y Eduardo comentaron que el diseño de la prótesis está hecho de aluminio en sus bases y nylon-carbono en las partes que se adaptan al brazo para no lastimar al paciente; el exoesqueleto contiene un motor de corriente directa que genera el movimiento.
Los estudiantes de Ingeniería Mecatrónica, quienes tuvieron colaboración de estudiantes de Fisioterapia, explicaron que se proponen que el exoesqueleto pueda ser usado como asistente en los movimientos de flexión y extensión de codo en la rehabilitación basada en el método Kabat, una técnica de facilitación neuromuscular.
Esto particularmente, para aquellos pacientes que luego de un derrame cerebral sufren la inmovilidad de los brazos debido a muerte de neuronas, ya sea por hemorragia o por un caso isquémico, esto es, cuando se tapa o rompe una arteria y mueren las neuronas, que son las encargadas de crear conexiones del movimiento con el brazo.
“A lo que queremos llegar con el exoesqueleto es, con el método de Kabat, reproducir los ejercicios de los brazos que utilizan los fisioterapeutas para recuperar el movimiento cuando hay un accidente Cerebro Vascular (ACV), hay una etapa que se llama ventana terapéutica que dura un año, es cuando el paciente tiene la posibilidad de recuperar su movimiento, ya sea en 90 o hasta 100%”, comentaron.
Para el diseño del exoesqueleto -que ganó el segundo lugar en este 10º Congreso Nacional de Investigación-, el primer paso consistió en la fabricación de sistema que permite probar la funcionalidad de un objeto, producto o programa, así como dispositivos especiales para recoger datos que servirán para la modelación matemática del exoesqueleto y el control de torque del mismo.
La modelación matemática consta de una parte eléctrica, que es el motor y mecánica que es un péndulo como brazo robótico. “Partiendo de estos datos se diseñó una tarjeta electrónica que controla la posición, torque y velocidad del motor. Gracias a esto, ayuda a realizar una rehabilitación óptima”, señalaron.
El método Kabat mencionado anteriormente, se enfoca en dos movimientos: el de flexoextensión y el de la mano para que vaya venciendo el exoesqueleto. Eso ayudará a que las neuronas que siguen funcionando vuelvan a formar conexiones con el brazo, con el Sistema Nervioso Central (SNC), y se recupere la memoria del brazo, del codo y del movimiento.
Los estudiantes de UVM Campus Monterrey Norte indicaron que las neuronas sobrevivientes pueden suplir algunas de las funciones perdidas y esto va a ser mediado por el sistema sensitivo-motor, en el que destaca la propiocepción (sentido que informa al organismo de la posición de los músculos; es la capacidad de sentir la posición relativa de partes corporales contiguas), que por medio de los receptores cinestésicos articulares, envían información sobre la posición y el movimiento de las articulaciones retroalimentando al SNC del paciente sobre cómo se está realizando el movimiento del codo.
Diego y Eduardo informaron que realizaron pruebas con el fixture y posteriormente con el exoesqueleto, obteniendo la gráfica que relaciona la actividad muscular que se usó como base para ajustar el control de torque y obtener los parámetros óptimos que permitieran el correcto funcionamiento del exoesqueleto.
Afirmaron que el proyecto sí puede ayudar a que una persona que sufrió un ACV recupere el movimiento “En lugar de que el fisioterapeuta mueva el brazo del paciente, el exoesqueleto lo va a hacer automáticamente, esto ayudará al fisioterapeuta a ver los datos de cómo se comporta el músculo, ya sea para ver cómo se recupera o, posiblemente, si el paciente empeorase ”, concluyeron.
Finalmente, además de Diego y Eduardo, también participaron en el proyecto Dehila Lizcano Martínez, Jesús López, Jorge Andrés Flores y José Luis Oviedo, quienes recibieron el asesoramiento de los docentes Debanhi Arredondo, Héctor Joel Morales, Alejandra Michelle Rico y Julio Zimbro.
Este proyecto fue presentado por futuros ingenieros en mecatrónica durante el 10º Congreso Nacional de Investigación de la Universidad del Valle de México efectuado en Campus Puebla.
