El campo de la medicina es uno de los que más se ha beneficiado del avance de la tecnología en España y en todo el mundo, gracias al desarrollo de una variedad de herramientas que, por ejemplo, permiten cirugías más seguras o detectar ataques al corazón antes de tiempo. En esta ocasión, unos ingenieros han creado una prótesis de mano inflable que logra que las personas amputadas vuelvan a sentir.
En el mundo hay más de 5 millones de personas que se han sometido a una amputación de un miembro superior, según el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT); mientras que las prótesis altamente articuladas tienen un alto precio. Un problema al que han hecho frente ingenieros del MIT y de la Universidad de Jiao Tong de Shanghái, quienes han diseñado este implante que, además, es de bajo coste.
Se trata de una mano neuroprotésica suave, liviana, resistente y que cuesta alrededor de 500 dólares en componentes. Además, no tiene motores y las personas que ya han probado esta extremidad artificial pudieron realizar diferentes actividades diarias, como cerrar la cremallera de una maleta, acariciar a un gato o servirse un vaso de zumo, entre otras.
Se infla como un globo
La prótesis consta de cinco dedos en forma de globo, cada uno incrustado con segmentos de fibra, similares a los huesos articulados de los dedos reales. Unos dedos que están conectados a una "palma" impresa en 3D, con la forma de una mano humana. En lugar de contar con motores eléctricos montados, esta prótesis utiliza un sistema neumático simple llamado Ecoflex para inflar los dedos con precisión y doblarlos en posiciones específicas.
Este sistema incluye una pequeña bomba y válvulas, y se puede utilizar en la cintura, lo que reduce de forma significativa el peso de la prótesis (pesa 300 gramos aproximadamente). Los ingenieros también han desarrollado un controlador que dirige el sistema neumático para inflar los dedos en posiciones que imitan cinco agarres comunes, que incluyen pellizcar con dos y tres dedos juntos o cerrar el puño.
La prótesis de mano inflable que permite sentir
El dispositivo recibe e interpreta las señales electromiográficas de sensores EMG, que miden las señales eléctricas generadas por el músculo al estirarse y contraerse. Unos sensores que están colocados en la abertura de la prótesis, donde se adhiere a la extremidad del usuario. En esa disposición, pueden reaccionar al movimiento que la persona se está imaginando.
Posteriormente, el equipo de ingenieros utilizó un algoritmo existente que "descodifica" las señales musculares y las relaciona con tipos comunes de presión; y que utilizaron para programar el controlador del sistema neumático de la prótesis. De esta manera, si una persona amputada imagina que está sosteniendo una copa de vino, los sensores captan las señales musculares residuales, que el controlador traduce en las presiones correspondientes.
Después, la bomba aplica esas presiones para inflar cada dedo y producir el agarre que el usuario ha previsto. La prótesis también cuenta con sensores de presión en la punta de cada dedo, que cuando se tocan o se aprietan producen una señal eléctrica proporcional a la presión detectada. Cada uno de estos sensores están conectado a una ubicación específica del muñón del usuario, por lo que de esta manera las personas pueden "sentir" cuando realizan diferentes acciones diarias.
Un buen agarre
Para probar la prótesis de mano inflable, los ingenieros reclutaron a dos voluntarios, cada uno con amputaciones de miembros superiores. Una vez equipados con el dispositivo, ambas personas aprendieron a usarlo contrayendo repetidamente los músculos de su brazo mientras se imaginaban haciendo cinco agarres comunes.
Una persona sirviéndose un zumo con la prótesis.
Tras un entrenamiento de 15 minutos, los voluntarios realizaron una serie de pruebas para demostrar la fuerza manual y la destreza, entre las que se incluían pasar páginas, escribir con un bolígrafo, recoger objetos frágiles o levantar bolas pesadas, entre otras. Unas actividades que también realizaron con una mano biónica más rígida disponible comercialmente. El resultado demostró que la prótesis inflable era igual de buena, o incluso mejor, en la mayoría de las tareas.
Durante las pruebas también se descubrió que con la nueva prótesis se pueden realizar diferentes actividades diarias, como comer alimentos, manipular objetos, como un ordenador portátil, tocar una flor o estrechar la mano a alguien. Debido a su construcción, la mano inflable es duradera y se puede recuperar fácilmente tras un fuerte golpe. Por el momento no está a la venta, ya que se trata de una patente y el equipo sigue trabajando para mejorar sus características, como la detección y el rango de movimiento.
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