Lunes 04 de abril de 2011 Guillermo Cárdenas Guzmán | El Universalguicardenas@hotmail.com
Antes de que le fuera amputado el brazo derecho, el señor Alberto podía efectuar los finos movimientos que su labor en el torno para carpintería le demandaba. Tras recibir atención médica en un hospital del sector salud se resignó a utilizar una prótesis que sólo le permite acciones básicas como agarrar objetos: imposible labrar las piezas de madera. Al menos por ahora, porque gracias a un prototipo desarrollado en México el paciente pronto regresará a su taller.
Se trata de una innovadora prótesis de brazo “inteligente” construida por científicos del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav). El aparato, con un costo de producción que no rebasaría los 6 mil dólares (una pieza similar importada vale 90 mil dólares), ya está en etapa de pruebas finales y listo para ser implantado a don Alberto, quien ensaya los movimientos y la presión que habrá de ejercer con ayuda de un entrenador virtual, un equipo de cómputo en el que puede visualizar sus progresos.
Otra característica original de esta pieza de bioingeniería, en proceso de patente y que podrá ajustarse a las características o necesidades de cada usuario (estatura, edad, densidad ósea, actividades cotidianas, preferencia por mayor funcionalidad o estética, etc.) es que cuando sea fabricada comercialmente en serie llevará los electrodos —componentes que recogen los pulsos eléctricos de los músculos— en la parte interior y no en la superficie externa.
Mayor precisión
Con ello se pretende una mayor precisión de movimientos y evitar la distorsión de señales ocasionada por el sudor o el roce. Lo explicó Roberto Muñoz Guerrero, uno de los responsables del proyecto: “cuando se desarrollan estas cosas suele hacerse desde el punto de vista de la ingeniería y queda en un plano secundario el usuario; nosotros trabajamos al revés: vemos cuáles son sus necesidades y con base en eso vamos perfeccionando la prótesis”.
“Si el usuario sólo requiere tomar un desarmador, pues le vamos a dar una prótesis que haga eso; de nada le sirve una que tenga movimientos en 3D o que no sea ruidosa si no encaja en sus necesidades”, comentó por su parte Lorenzo Leija Salas, otro de los responsables del dispositivo, quien aclara que éste se considera “inteligente” porque gracias a un programa integrado registra en una memoria los movimientos ejecutados que luego habrán de repetirse.
“Lo importante es que la prótesis puede realizar trayectorias: desde el punto de vista estricto de ingeniería sólo tiene tres grados de libertad: flexión de codo, giro del antebrazo y efecto de pinzas (cerrar dedos) en la mano; pero al combinarse los tres tipos de movimiento, gracias al funcionamiento en paralelo de sus tres motores o actuadores, se logra tal cualidad, que no tienen las prótesis comerciales hoy disponibles”, detalló Muñoz Guerrero.
Otro grupo de expertos de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), a través de la licenciatura en biónica y el doctorado en Ingeniería Biomédica, también participa en el diseño, construcción y evaluación de nuevas prótesis mioeléctricas de miembros superiores e inferiores. Un caso es la pierna robótica para personas que han perdido esa extremidad por encima de la rodilla, desarrollada por el ahora doctor Emilio García Soto con apoyo del laboratorio particular INBIO, empresa localizada en la entidad.
Asesorado por los profesores Jorge Ascencio Gutiérrez y Manuel González Pérez, el ex alumno de la UPAEP resolvió el reto de cómo mejorar la conducción de las señales mioléctricas en dicha pieza artificial con una solución muy sencilla: aislar los electrodos de la interfase (que conecta los sistemas mecánicos con los electrónicos) tras someterlos a un baño con un material aislante y muy resistente a los impactos: la fibra de carbono. “El concepto en sí no es nuevo, pero sí el diseño y la forma de captar la señal”, expuso el estudiante.
Con el respaldo de la infraestructura del citado laboratorio, la prótesis fue implantada con éxito en un paciente llamado Jaime Ramírez Robledo, avencidado en Aquiles Serdán, Puebla, quien consiguió deambular con mayor facilidad. El principio general de funcionamiento de éste y los otros miembros inferiores elaborados en la UPAEP es similar a las prótesis del Cinvestav: captan las señales eléctricas provenientes de la contracción muscular y las envían a un sistema electrónico que, a su vez, está conectado con los micromotores que dan sustento al movimiento.
García Soto expresó que dicho trabajo forma parte de un esfuerzo que busca ofrecer prótesis de alta tecnología que por ser diseñadas y fabricadas en el país tengan un menor costo que las importadas y que, por ende, sean más accesibles tanto a los servicios públicos de salud como a los hospitales y particulares que deseen adquirirlos. Como ejemplo mencionó que la pierna biónica por él manufacturada cuesta unos 9 mil dólares, la mitad de lo que vale una pieza similar importada de Alemania.
Otro especialista en la materia, el doctor Alejandro Pedroza Meléndez, titular del posgrado en Ingeniería Biomédica en la UPAEP, impulsa una línea de investigación similar, centrada en el desarrollo de prótesis transtibiales (para amputaciones por debajo de la rodilla) fabricadas con materiales como fibra de carbono, que ofrece alta resistencia a los impactos. Los modelos más recientes que ha proyectado junto con su alumno de ingeniería Biónica, Alejandro López, permitirán al usuario movilizar los dedos en forma independiente; además se diseñan en función de si sólo requiere caminar o correr.
Aunque dichos prototipos siguen en etapa de pruebas a nivel experimental y mediante simulaciones virtuales, el académico de la UPAEP considera que aportarán un gran avance, porque contribuirán a rebajar los costos de insumos provenientes de otros países: “sólo los microcircuitos son importados, pero todos los demás materiales son nacionales, al igual que los diseños electrónicos y mecánicos, que son autoría de ingenieros mexicanos”, refirió el académico en entrevista telefónica desde la sede de la UPAEP.
“No es lo mismo caminar que correr, pues en este último caso el peso corporal del usuario aumenta hasta el doble y este impacto se transfiere a la prótesis... ( ) La idea es lograr estabilidad del miembro durante el apoyo y la marcha, además de dar libertad en las articulaciones y evitar caídas y lesiones”.
Antes de que le fuera amputado el brazo derecho, el señor Alberto podía efectuar los finos movimientos que su labor en el torno para carpintería le demandaba. Tras recibir atención médica en un hospital del sector salud se resignó a utilizar una prótesis que sólo le permite acciones básicas como agarrar objetos: imposible labrar las piezas de madera. Al menos por ahora, porque gracias a un prototipo desarrollado en México el paciente pronto regresará a su taller.
Se trata de una innovadora prótesis de brazo “inteligente” construida por científicos del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav). El aparato, con un costo de producción que no rebasaría los 6 mil dólares (una pieza similar importada vale 90 mil dólares), ya está en etapa de pruebas finales y listo para ser implantado a don Alberto, quien ensaya los movimientos y la presión que habrá de ejercer con ayuda de un entrenador virtual, un equipo de cómputo en el que puede visualizar sus progresos.
Otra característica original de esta pieza de bioingeniería, en proceso de patente y que podrá ajustarse a las características o necesidades de cada usuario (estatura, edad, densidad ósea, actividades cotidianas, preferencia por mayor funcionalidad o estética, etc.) es que cuando sea fabricada comercialmente en serie llevará los electrodos —componentes que recogen los pulsos eléctricos de los músculos— en la parte interior y no en la superficie externa.
Mayor precisión
Con ello se pretende una mayor precisión de movimientos y evitar la distorsión de señales ocasionada por el sudor o el roce. Lo explicó Roberto Muñoz Guerrero, uno de los responsables del proyecto: “cuando se desarrollan estas cosas suele hacerse desde el punto de vista de la ingeniería y queda en un plano secundario el usuario; nosotros trabajamos al revés: vemos cuáles son sus necesidades y con base en eso vamos perfeccionando la prótesis”.
“Si el usuario sólo requiere tomar un desarmador, pues le vamos a dar una prótesis que haga eso; de nada le sirve una que tenga movimientos en 3D o que no sea ruidosa si no encaja en sus necesidades”, comentó por su parte Lorenzo Leija Salas, otro de los responsables del dispositivo, quien aclara que éste se considera “inteligente” porque gracias a un programa integrado registra en una memoria los movimientos ejecutados que luego habrán de repetirse.
“Lo importante es que la prótesis puede realizar trayectorias: desde el punto de vista estricto de ingeniería sólo tiene tres grados de libertad: flexión de codo, giro del antebrazo y efecto de pinzas (cerrar dedos) en la mano; pero al combinarse los tres tipos de movimiento, gracias al funcionamiento en paralelo de sus tres motores o actuadores, se logra tal cualidad, que no tienen las prótesis comerciales hoy disponibles”, detalló Muñoz Guerrero.
Otro grupo de expertos de la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), a través de la licenciatura en biónica y el doctorado en Ingeniería Biomédica, también participa en el diseño, construcción y evaluación de nuevas prótesis mioeléctricas de miembros superiores e inferiores. Un caso es la pierna robótica para personas que han perdido esa extremidad por encima de la rodilla, desarrollada por el ahora doctor Emilio García Soto con apoyo del laboratorio particular INBIO, empresa localizada en la entidad.
Asesorado por los profesores Jorge Ascencio Gutiérrez y Manuel González Pérez, el ex alumno de la UPAEP resolvió el reto de cómo mejorar la conducción de las señales mioléctricas en dicha pieza artificial con una solución muy sencilla: aislar los electrodos de la interfase (que conecta los sistemas mecánicos con los electrónicos) tras someterlos a un baño con un material aislante y muy resistente a los impactos: la fibra de carbono. “El concepto en sí no es nuevo, pero sí el diseño y la forma de captar la señal”, expuso el estudiante.
Con el respaldo de la infraestructura del citado laboratorio, la prótesis fue implantada con éxito en un paciente llamado Jaime Ramírez Robledo, avencidado en Aquiles Serdán, Puebla, quien consiguió deambular con mayor facilidad. El principio general de funcionamiento de éste y los otros miembros inferiores elaborados en la UPAEP es similar a las prótesis del Cinvestav: captan las señales eléctricas provenientes de la contracción muscular y las envían a un sistema electrónico que, a su vez, está conectado con los micromotores que dan sustento al movimiento.
García Soto expresó que dicho trabajo forma parte de un esfuerzo que busca ofrecer prótesis de alta tecnología que por ser diseñadas y fabricadas en el país tengan un menor costo que las importadas y que, por ende, sean más accesibles tanto a los servicios públicos de salud como a los hospitales y particulares que deseen adquirirlos. Como ejemplo mencionó que la pierna biónica por él manufacturada cuesta unos 9 mil dólares, la mitad de lo que vale una pieza similar importada de Alemania.
Otro especialista en la materia, el doctor Alejandro Pedroza Meléndez, titular del posgrado en Ingeniería Biomédica en la UPAEP, impulsa una línea de investigación similar, centrada en el desarrollo de prótesis transtibiales (para amputaciones por debajo de la rodilla) fabricadas con materiales como fibra de carbono, que ofrece alta resistencia a los impactos. Los modelos más recientes que ha proyectado junto con su alumno de ingeniería Biónica, Alejandro López, permitirán al usuario movilizar los dedos en forma independiente; además se diseñan en función de si sólo requiere caminar o correr.
Aunque dichos prototipos siguen en etapa de pruebas a nivel experimental y mediante simulaciones virtuales, el académico de la UPAEP considera que aportarán un gran avance, porque contribuirán a rebajar los costos de insumos provenientes de otros países: “sólo los microcircuitos son importados, pero todos los demás materiales son nacionales, al igual que los diseños electrónicos y mecánicos, que son autoría de ingenieros mexicanos”, refirió el académico en entrevista telefónica desde la sede de la UPAEP.
“No es lo mismo caminar que correr, pues en este último caso el peso corporal del usuario aumenta hasta el doble y este impacto se transfiere a la prótesis... ( ) La idea es lograr estabilidad del miembro durante el apoyo y la marcha, además de dar libertad en las articulaciones y evitar caídas y lesiones”.
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