Además, es cómodo y relativamente fácil de operar.
Cómo funcionan los exoesqueletos
Un exoesqueleto es un traje robótico portátil con un sistema integrado de computadoras que controla palancas y motores alineados con las principales articulaciones del cuerpo para restaurar y aumentar el movimiento. Además, pueden ser utilizados por una persona sin discapacidad para asistencia mecánica al realizar tareas repetitivas y físicamente exigentes. Cada una de estas funciones es única para un tipo específico de exoesqueleto.
Tipos de exoesqueletos
Exoesqueleto a batería
Un exoesqueleto alimentado por batería utiliza una fuente de energía externa en forma de mochila portátil y motores en las articulaciones de la cadera y la rodilla. Este tipo de exoesqueleto viene con un reloj de control remoto donde el usuario selecciona el tipo de movimiento (de una lista de movimientos preprogramados) que le gustaría realizar, y luego el traje hace el movimiento por él. Por ejemplo, al seleccionar una opción de pie, el traje ayudará automáticamente al usuario a ponerse de pie.
Uno de los muchos beneficios de este tipo de exoesqueleto es que se puede usar hasta ocho horas con una sola carga de batería, lo que permite al usuario funcionar durante más tiempo. Sin embargo, tiene la limitación de que el usuario no puede realizar movimientos que no estén preprogramados en el dispositivo. Desde entonces, se han desarrollado exoesqueletos controlados por el cerebro para abordar esta limitación.
Exoesqueletos controlados por el cerebro
Los exoesqueletos controlados por el cerebro utilizan electrodos implantados quirúrgicamente a cada lado de la corteza somatosensorial, un área del cerebro que genera movimiento. Los electrodos detectan señales de movimiento y las transmiten de forma inalámbrica a múltiples sensores en los motores de un exoesqueleto. Las señales activan los motores para iniciar el movimiento que coincide con el comando de movimiento generado por el cerebro. Los sensores también son útiles para detectar la posición del usuario en el espacio y las articulaciones, relacionadas entre sí. Un beneficio obvio de este tipo de exoesqueleto es que no limita al usuario sobre el tipo de movimiento que puede realizar. Sin embargo, un exoesqueleto controlado por el cerebro requiere períodos más largos de entrenamiento para un uso seguro y eficaz.
Exoesqueletos pasivos
Los exoesqueletos pasivos son dispositivos de asistencia portátiles hechos de resortes y bandas de fibra de carbono que brindan soporte mecánico cuando se realizan tareas repetitivas y/o físicamente exigentes. Se utilizan para la prevención de trastornos musculoesqueléticos relacionados con el trabajo, principalmente en las industrias automotriz, de construcción y logística. El último exoesqueleto pasivo tiene tres componentes: espalda, brazos y piernas. El usuario puede usarlos por separado o como un traje completo.
La pieza trasera tiene resortes (o bandas de fibra de carbono) que recorren la columna vertebral. Funcionan absorbiendo energía mientras se inclinan hacia un objeto pesado y saltan hacia atrás para ayudar a levantarlo. Esto hace que el peso se sienta más liviano de lo que es, lo que permite al usuario realizar tareas de levantamiento repetitivas sin sobrecargar y posiblemente forzar los músculos de la espalda. La pieza del brazo también tiene resortes que se activan para sostener los brazos siempre que estén al nivel de los hombros o por encima. Esta pieza es especialmente útil para los trabajadores que realizan movimientos repetitivos por encima de la cabeza. Por último, la pieza para las piernas tiene modos de pie y sentado que permiten al usuario bloquear su posición de pie o sentarse sin activar los músculos de las piernas, respectivamente. La pieza para las piernas es útil para personas en trabajos que requieren estar de pie durante períodos prolongados.
Los beneficios basados en evidencia del uso de exoesqueletos pasivos incluyen:
- Disminución de la incidencia de lesiones laborales.
- Disminución de la utilización de la atención médica.
- Disminución del número de días libres del trabajo debido a lesiones.
- Aumento de la productividad de los empleados.
La línea de fondo
Se ha demostrado que los exoesqueletos innovadores resuelven algunos de los desafíos apremiantes que se ven comúnmente en los entornos industriales y de atención médica. Anteriormente, una persona paralizada estaría condenada a una discapacidad de por vida y no tendría la mínima posibilidad de volver a caminar. Para los trabajadores industriales, años de levantamiento pesado repetitivo y lesiones significaron vivir con algún tipo de discapacidad y dolor crónico. Los exoesqueletos ahora brindan a las personas discapacitadas la oportunidad de volver a ser funcionales. Además, protege a las personas sanas de lesiones y discapacidades. Este innovador sistema de muelles y bandas de fibra de carbono ha mostrado resultados positivos hasta la fecha. Teniendo en cuenta estos hallazgos y los avances en la investigación de exoesqueletos controlados por el cerebro, el futuro podría ser emocionante para las personas con parálisis de extremidades.
La amputación de una extremidad: la extirpación de una extremidad del cuerpo mediante cirugía de trauma, se asocia con deterioro funcional, discapacidad y una mala calidad de vida relacionada con la salud. Las prótesis se diseñaron para mejorar la función y la autoimagen para proporcionar a los pacientes una sensación de plenitud.
Conclusiones clave:
- Las prótesis de nueva generación que proporcionan retroalimentación somatosensorial son más funcionales que los tipos de prótesis convencionales.
- También se ha demostrado que las prótesis de nueva generación mejoran la movilidad, la corpulencia y el dolor posterior a la amputación.
- Las técnicas quirúrgicas recientes (p. ej., RPNI) pueden mejorar la funcionalidad de una prótesis.
Sin embargo, las primeras prótesis eran pesadas, no podían imitar los movimientos funcionales de la extremidad amputada y no podían ser controladas fácilmente por una persona que las usaba.
Las prótesis recientes y más innovadoras han buscado abordar las deficiencias de los diseños protésicos anteriores. En este artículo, discutimos los tres tipos de prótesis de nueva generación que están disponibles en el mercado. Además, discutimos las fortalezas y limitaciones de cada tipo de prótesis. Finalmente, brindamos recomendaciones sobre dónde se pueden obtener estas prótesis.
Una prótesis mioeléctrica controlada externamente
Una prótesis mioeléctrica controlada externamente es una extremidad robótica que se mueve mediante señales eléctricas generadas por la contracción y relajación de los músculos del muñón. Este tipo de prótesis se conecta a dos grupos de músculos (flexores y extensores) del muñón a través de pequeños cables eléctricos y electrodos.
Las señales eléctricas generadas por estos músculos luego se emparejan con un algoritmo de computadora que genera los movimientos protésicos de las extremidades correspondientes. Por ejemplo, las señales generadas al relajar y contraer los músculos del antebrazo hacen que la mano protésica se cierre y se abra, respectivamente. Esto permite al paciente realizar tareas funcionales como sostener un vaso para beber agua activando únicamente los músculos del muñón (Figura 1). Este tipo de prótesis tiene muchas ventajas sobre las prótesis cosméticas, ya que los pacientes pueden realizar tareas funcionales.
Además, es cómodo y relativamente fácil de operar. La desventaja de este tipo de prótesis es que es costosa, pesada y no sirve para realizar movimientos finos y complejos. Además, carece de retroalimentación somatosensorial esencial para el movimiento suave de las extremidades y la realización.
Una prótesis con retroalimentación somatosensorial
Una prótesis con retroalimentación somatosensorial es un dispositivo de asistencia que permite al paciente caminar y sentir su pierna durante el movimiento. Para los pacientes con amputaciones por encima de la rodilla, la prótesis está equipada con sensores debajo de la suela y alrededor de la articulación del tobillo para detectar movimiento en estas áreas cada vez que el pie toca y deja el suelo.
Las señales de movimiento de los sensores de pie y tobillo se transfieren (a través de Bluetooth) a los electrodos implantados quirúrgicamente, que luego estimulan el nervio periférico que inerva el pie amputado. La estimulación del nervio periférico da como resultado una percepción de sensaciones relacionadas con el movimiento normal en el pie fantasma.
Por ejemplo, cuando el paciente pisa un objeto blando con una prótesis, los sensores transmiten señales asociadas a este estímulo al nervio periférico, que generará la sensación de pisar un objeto blando en el pie fantasma. Varios estudios han demostrado que el uso de una prótesis con retroalimentación somatosensorial mejora la función, la realización y el dolor del miembro fantasma.
Una prótesis que utiliza una interfaz nerviosa periférica regenerativa
La Interfase Nerviosa Periférica Regenerativa (RPNI) es una técnica quirúrgica diseñada principalmente para mejorar el control de las prótesis, aunque recientemente también se utiliza como estrategia para prevenir o tratar el dolor relacionado con neuromas en personas amputadas. La interfaz del nervio periférico regenerativo consiste en cortar el neuroma en el extremo del nervio periférico, diseccionar el nervio para exponer los fascículos nerviosos y luego envolver cada fascículo con un injerto muscular extraído de un sitio donante sano (Figura 2). Durante los siguientes tres meses, la atención se centra en mejorar el suministro de sangre de los injertos musculares y la reinervación de los fascículos de los nervios periféricos.
Los ultrasonidos han mostrado fuertes contracciones del injerto muscular durante los movimientos del miembro fantasma. Las señales de estas contracciones se utilizan para controlar la prótesis que se coloca en el muñón (con RPNI) y se conecta a través de electrodos. Esto se diferencia de las prótesis mioeléctricas controladas externamente en que el miembro protésico expresa la intención de movimiento generada por el cerebro. Por ejemplo, si la persona genera conscientemente una intención de movimiento de sujetar un vaso, la mano protésica sujetará un vaso en tiempo real. Un mejor control y función se encuentran entre los muchos beneficios de usar una prótesis controlada por RPNI.
Las primeras prótesis se utilizaron principalmente con fines cosméticos. Sin embargo, la necesidad de prótesis funcionales creció con el tiempo, y la incorporación de tecnología brindó una solución a algunos de los problemas apremiantes relacionados con el diseño y uso de prótesis. Las invenciones tecnológicas y las técnicas quirúrgicas actuales tienen como objetivo mejorar el nivel funcional de las prótesis al de una extremidad humana sana. Se ha demostrado que estas prótesis de nueva generación mejoran la movilidad, el cuerpo, la función y el dolor.
El dolor del miembro fantasma, el dolor que se siente en la parte faltante de un miembro amputado, es una afección común que afecta aproximadamente al 64 % de las personas con amputaciones de miembros. Desafortunadamente, el dolor del miembro fantasma es difícil de tratar, principalmente porque sus mecanismos subyacentes son poco conocidos.
Para obtener más información, visite https://uslim-official.top/es/ .
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