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Por primera vez, se implantan sensores para el control inalámbrico de brazos robóticos

Universidad Médica de Viena
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Esquema que muestra la ruta de las señales, desde el sistema nervioso hasta la prótesis mioeléctrica. Imagen: Science

El reemplazo robótico del brazo amputado por encima del codo son más problemáticas que cualquier otra amputación porque existen problemas en el control de la prótesis, la calidad de la señal eléctrica que controla el músculo (señal mioeléctrica) es deficiente y poco confiable, así como las tomas incómodas y mecánicamente inestables determinan las altas tasas de abandono de prótesis reportadas en las personas con amputación de miembros superiores, en pocas palabras, no restablecen de forma adecuada el funcionamiento del brazo y la mano individual.

El objetivo de este procedimiento es mejorar el control de las prótesis que utilizan señales de electromiograma (EMG), señales eléctricas generadas durante la contracción muscular.

Por primera vez en el mundo, la transmisión inalámbrica de ‘bioseñales’ ya no es un fenómeno marginal en el campo de las prótesis modernas, gracias a un equipo de investigadores dirigido por Oskar Aszmann, del Departamento de Cirugía de la Universidad Médica de Viena (MedUni Vienna), quienes han implantado con éxito el IMEs (sensor mioeléctrico implantable) combinado con la cirugía TMR (Reinervación Muscular Dirigida) en tres pacientes varones después de restablecer la función nerviosa, para transmitir señales biológicas y controlar de manera inalámbrica sus prótesis robóticas.

Según el número de músculos que se conservan en el miembro para controlar las articulaciones del brazo motorizados, se utilizaron de cinco a seis IMEs.

A)Rayos X de un paciente con 5 sensores IMEs, y B)Se puede observar la ‘cola magnética’. Imagen: Science

«Después de más de dos años de observación, los resultados demuestran una transmisión de datos extremadamente confiable y un uso mucho más rápido y seguro en comparación con los sistemas estándar«, dice el investigador principal Assmann, quien está muy contento con este proyecto piloto.

Los sensores mioeléctricos implantables e inalámbricos (IMES) poseen una carcasa de cerámica de forma cilíndrica, de 16 mm de largo y 2,5 mm de diámetro. Estos IMES transmiten de forma inalámbrica los datos de EMG a la prótesis y se alimentan mediante un acoplamiento inductivo utilizando una bobina externa integrada en la prótesis.

Esquema de un sensor IME. Imagen: Science

El equipo de investigación cree que, en un futuro cercano, el sistema de transmisión inalámbrico no solo se utilizará en las áreas de prótesis modernas, sino que también tendrá una contribución significativa en muchos otros equipos biotecnológicos.

«Estos pacientes habían tenido amputaciones por encima del codo como resultado de accidentes laborales o en carreteras. En tales casos, no solo tienen que reemplazar la mano y la muñeca con una prótesis mioeléctrica, sino también el codo«, explica el autor del estudio, Stefan Salminger, del Departamento de Cirugía de MedUni Vienna. «Los sensores implantados transmiten la señal muscular de forma inalámbrica desde el muñón de la amputación a la prótesis y, de manera similar, y se cargan de forma inalámbrica mediante una bobina magnética en el eje de la prótesis«.

Toda la investigación, información detallada sobre los materiales y los resultados se describen en la revista Science Robotics.

Fuente: MedUni Vienna

Artículo: «Long-term implant of intramuscular sensors and nerve transfers for wireless control of robotic arms in above-elbow amputees«. Science Robotics.

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