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Viernes, 19 Julio 2019

Amputados controlan con sorprendente habilidad su mano protésica gracias a sensores invasivos

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Científicos austriacos realizaron un estudio a largo plazo que demostró la eficacia y la seguridad de extremidades protésicas, controladas por sensores invasivos que leen la actividad de los músculos. Tres voluntarios con una mano amputada por debajo del codo participaron en las pruebas y aprendieron a manejar su prótesis, recoger objetos e incluso tomar pequeñas monedas. Los resultados de ese estudio impresionante fueron publicados en Science Robotics.
Cómo funcionan las prótesis
 
Los sistemas tradicionales para manejar una prótesis se basan en el reconocimiento de señales eléctricas de actividad muscular o nerviosa en la parte sana de una extremidad. Los diferentes sistemas emplean métodos de electromiografía, así como el análisis de la contracción muscular mediante la ecografía. Sin embargo, la mayoría de estos métodos no es invasiva. Los dispositivos generalmente se fijan en la superficie de la mano, por lo cual su precisión y velocidad de trabajo son muy limitadas.
Una de las técnicas invasivas más precisas, que se llama "targeted reinnervation" (la reinervación dirigida) permite reconocer la actividad del resto del brazo y usarla para controlar la prótesis. Después de la amputación del brazo, los nervios de la extremidad perdida se preservan, pero no desempañan su función. Por lo tanto, la reinervación está dirigida a conectar los nervios a otros músculos. En el caso del brazo protésico, los sensores usan la actividad muscular del bíceps para controlar la prótesis, o más bien, sus partes.
 
Las protésis del futuro
 
Hasta ahora, la efectividad exacta de tal método a largo plazo no ha sido estudiada suficientemente. En particular, no estaba claro si el paciente podría aprender a manejar una prótesis de este tipo bastante rápido y si tales dispositivos son seguros. Los científicos liderados por Oskar Aszmann de la Universidad de Medicina de Viena decidieron comprobarlo. En su estudio participaron tres personas cuyo brazo fue amputado por debajo del codo. Después de la operación de reinervación, los médicos les implantaron 5 o 6 sensores inalámbricos que recogían señales musculares del bíceps y del tríceps en la parte sana del brazo. Luego esta actividad fue usada para controlar la prótesis.
 

Radiografía de la mano con sensores integrados
Oskar Aszmann et al. / Science Robotics, 2019
   
Durante dos años y medio de observación los participantes aprendieron cómo manejar la mano con eficacia y realizar acciones precisas. Por ejemplo, lograron recoger una moneda de mesa, mover objetos más grandes y, por ejemplo, verter agua de una jarra en un vaso. Las prótesis también mostraron una mejor transmisión de señal en comparación con las prótesis no invasivas. Estas últimas fueron probadas en los participantes del grupo de control.
 
Los autores del trabajo, por lo tanto, demostraron la efectividad y seguridad de los sistemas de control con inervación muscular dirigida. También aclararon que un pequeño número de participantes no les permitió realizar un análisis estadístico que mostraría la objetividad de sus mediciones. Señalaron que fue un estudio piloto.
 
En el futuro, el sistema deberá probarse en unos grupos más numerosos.
 
También hay sistemas de control protésico que se basan en el reconocimiento de actividad de varias partes de la corteza del cerebro y son muy efectivos. En 2016, científicos estadounidenses mostraron cómo tales dispositivos permiten controlar los dedos de prótesis.
 
Yana Berman
Esta noticia ha sido publicada originalmente en 
N+1, ciencia que suma.
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Fuente: N+1

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