27 noviembre, 2020

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Rehabilitación asistida por robots

Por Roxana de León

San Luis Potosí, San Luis Potosí. (Agencia Informativa Conacyt).- Una discapacidad limita a la persona que la padece tanto en la vida personal como laboral. Puede ser congénita o adquirida, ocasionada por accidente o enfermedades degenerativas. En ambos casos, esta discapacidad resta a las personas autonomía, lo que se refleja en su calidad de vida.

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El grado de discapacidad se manifiesta en la dificultad que tiene el paciente de hacer tareas cotidianas como aseo personal, labores domésticas, etcétera. De acuerdo con cifras del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi), en México la discapacidad afecta a 1.8 por ciento de la población, de los cuales 45.3 por ciento tiene alguna discapacidad motriz, al año 2000 se contaba con cerca de 360 mil personas con este tipo de discapacidad.

En México el proceso de rehabilitación se lleva a cabo en las instituciones de salud de cada comunidad y, por lo general, estas se ven rebasadas en su capacidad. Una sesión de terapia consiste en repeticiones de algunos movimientos que permiten al usuario fortalecer el área afectada, estos ejercicios deben realizarse diariamente; sin embargo, esto no siempre es posible y el paciente en ocasiones recibe dos o tres sesiones por semana como máximo.  

La Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) trabaja en el desarrollo de diferentes proyectos enfocados en mejorar la calidad de los procesos de terapia de rehabilitación, haciendo énfasis en rehabilitación de extremidades superiores. El grupo de trabajo, que pertenece a la Facultad de Ingeniería de la institución, está conformado por el maestro en Ciencias Ubaldo Martínez, la maestra en Ciencias Roxana de León, los ingenieros Joel Abad Puentes y Yuliet Llanes y todos los alumnos del posgrado en Ingeniería Eléctrica, liderados por el doctor Emilio Jorge González Galván.

En las instalaciones del laboratorio de robótica de la Facultad de Ingeniería de la UASLP se han realizado diferentes proyectos orientados a integrar la tecnología al proceso terapéutico, “una de las ventajas de incorporar tecnología en el proceso es que permite obtener, mediante sensores, una retroalimentación del proceso de terapia midiendo parámetros como la fuerza, trayectorias y torques de la herramienta”, esto en palabras de la maestra De León, “es importante contar con estos parámetros para poder cuantizar el grado de avance en los pacientes y poder generarles una retroalimentación del proceso”, agregó.

Actualmente, entre otros proyectos, se está trabajando con tres modelos experimentales que plantean rehabilitación asistida por tecnología, en los cuales el paciente podrá realizar terapia física para rehabilitación de hombro, codo y muñeca. Los ejercicios consisten en el seguimiento de trayectorias preestablecidas, en los cuales el paciente podrá realizar los movimientos básicos de pronación, supinación, extensión y flexión. Los tres experimentos propuestos se detallan a continuación.

Robots industriales

rehabilitacion-con-robots01Este proyecto, realizado por el ingeniero Joel Abad y el maestro Ubaldo Martínez, apuesta por la interacción humano-robot en pacientes con deficiencias motoras. Mediante la programación de un robot industrial es posible trabajar para rehabilitar a personas que presentan deficiencias motoras en extremidades superiores (muñeca, codo y hombro).

En palabras de los creadores, “la rehabilitación auxiliada por robots simula actividades con movimientos funcionales para la vida diaria con retroalimentación virtual a través de juegos y gráficas, lo cual permite que la terapia sea más amena y animada”. Indicaron que una de las ventajas de trabajar con robots industriales es que “tienen alta capacidad de repetición, mientras que pueden medir de forma precisa las características de un movimiento individual, dando todas las ventajas para poder ser un auxiliar eficaz del terapeuta en su trabajo diario”.

En este sistema se llevan a cabo sesiones previamente propuestas por los terapeutas, donde los pacientes realizan repeticiones que les permiten mejorar el funcionamiento de sus extremidades superiores. Existen tres variantes: movimientos pasivos, movimientos activos asistidos y movimientos activos restringidos. Una vez concluida la sesión, se analiza la información obtenida por los sensores de fuerza y posición para dar seguimiento al avance de los pacientes. Una ventaja de este sistema es que las personas con débil tono muscular, rigidez, hemiparesia, etcétera, pueden ser guiadas por el robot para completar su terapia.

Rehabilitación con Kinect

Este sistema diseñado por los ingenieros Aldo Montes y Armando Torres, asesorados por la maestra Roxana de León y el doctor Emilio González, propone rehabilitación de hombro, codo, muñeca mediante el seguimiento de trayectorias virtuales. “Estos movimientos son detectados por el sensor Kinect para posteriormente ser almacenados en una base de datos que reúne el expediente de cada paciente y los datos de las trayectorias seguidas en cada sesión”, esto lo indicaron los autores del proyecto.

Añadieron que “actualmente ya existen diferentes sistemas basados en el dispositivo Kinect; a diferencia de estos, nuestro trabajo plantea el desarrollo de una herramienta de rehabilitación basada en software libre, permitiendo así disminuir el costo del sistema y añadiendo un historial clínico del paciente, de manera que el terapeuta pueda evaluar su desempeño y progreso”.

Los movimientos que se atienden con la realización de esta terapia son flexión, abducción, aducción y rotación interna de hombro, y flexión, extensión y pronación de codo. “Apoyados siempre por terapeutas profesionales y de acuerdo con el grado de discapacidad del paciente, se determina el número de repeticiones que el paciente tendrá que realizar durante su periodo de rehabilitación”, concluyeron.

Rehabilitación de muñeca 

rehabilitacion-con-robots02El diseño de este sistema corrió a cargo de la ingeniera Yuliet Llanes, estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería, así como del doctor Emilio González. “El objetivo de este trabajo es el desarrollo del sistema robótico de rehabilitación para personas con discapacidad en muñeca”, comentó la creadora en entrevista.

El sistema se basa en la utilización de una unidad háptica en interacción con un ambiente virtual que permite la realización de terapias de movimiento requeridas para la rehabilitación y valoración de los pacientes. Mediante diversos juegos el paciente puede interactuar con la herramienta al tiempo que realiza ejercicios que le permiten fortalecer su muñeca, independientemente del origen de su discapacidad.

Los proyectos documentados en este reportaje reciben apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y del programa de becas del Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC).