Wyss, el Exosuits robótico suave para movilidad de extremidades inferiores

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wyss, el exosuits robótico suave para movilidad de extremidades inferiores

El exosuit robótico suave para movilidad de extremidades inferiores hace que los sobrevivientes de un accidente cerebrovascular caminen más rápido

Los sobrevivientes de derrames cerebrales con hemiparesia crónica mostraron mejoras inmediatas en la velocidad y resistencia al caminar al usar un exosuit suave

11 de mayo de 2020

Por Benjamin BoettnerEl exosuit robótico suave

(BOSTON) – El accidente cerebrovascular es la principal causa de discapacidad grave a largo plazo en los EE. UU., Y aproximadamente 17 millones de personas lo experimentan cada año. Aproximadamente 8 de cada 10 sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares sufren de “hemiparesia”, una parálisis que generalmente afecta las extremidades y los músculos faciales en un lado de sus cuerpos, y a menudo causa graves dificultades para caminar, una pérdida de equilibrio con un mayor riesgo de caerse. como fatiga muscular que se establece rápidamente durante los esfuerzos. A menudo, estos impedimentos también les imposibilitan realizar actividades cotidianas básicas.

Los pacientes con accidente cerebrovascular usaron el suave exosuit robótico (que se muestra aquí desde el costado) en el lado hemiparético de sus cuerpos. Al ayudar durante las fases de postura y balanceo de sus ciclos de marcha, les permitió caminar más rápido y más lejos en una pasarela de 30 metros. Crédito: Premios Rolex / Fred Merz

Para permitir que los pacientes con accidente cerebrovascular se recuperen, muchos centros de rehabilitación han buscado exoesqueletos robóticos. Pero aunque ahora hay una gama de dispositivos emocionantes que permiten a las personas volver a caminar que inicialmente no pudieron hacerlo, sigue habiendo una importante investigación activa que intenta comprender cómo aplicar mejor la robótica portátil para la rehabilitación después del accidente cerebrovascular. A pesar de la promesa, las guías recientes de práctica clínica ahora incluso recomiendan no usar terapias robóticas cuando el objetivo es mejorar la velocidad o la distancia para caminar.

En 2017, un equipo multidisciplinario de ingenieros mecánicos y eléctricos, diseñadores de indumentaria y expertos en neurorrehabilitación en el Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson y la Facultad de Salud de la Universidad de Boston (BU) & Rehabilitation Sciences: Sargent College demostró que un exosuit robótico suave con asistencia en el tobillo , atado a una batería externa y un motor, fue capaz de mejorar significativamente las funciones de la marcha biomecánica en pacientes con accidente cerebrovascular cuando se usaba mientras caminaba en una cinta de correr. El esfuerzo del equipo interinstitucional e interdisciplinario fue dirigido por los miembros de la facultad de Wyss, Conor Walsh , Ph.D. y Lou Awad, PT, DPT, Ph.D, junto con Terry Ellis , Ph.D., PT, NCS de BU.wyss, el exosuits robótico suave para movilidad de extremidades inferiores

Ahora, el mismo equipo dio un paso crítico hacia adelante al traducir su tecnología hacia una estrategia de rehabilitación. Utilizando una versión sin ataduras del exosuit que lleva su propia batería y motor, mostraron en una cohorte de seis sobrevivientes de un accidente cerebrovascular con hemiparesia que su dispositivo podría aumentar significativamente la velocidad de caminata de las personas en un promedio de 0.14 metros por segundo, con una caminata individual tanto como 0.28 metros por segundo más rápido. Estas mismas personas, cuando se les pidió que caminaran lo más lejos que podían en 6 minutos, pudieron ir 32 metros más lejos, en promedio, con una persona viajando más de 100 metros más. Estos hallazgos se publican en el IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology (OJEMB) .

“La gran mayoría de las personas que han sufrido un derrame cerebral caminan lentamente y no pueden caminar muy lejos. Caminar más rápido y más lejos después de la fisioterapia se encuentra entre los resultados más importantes deseados tanto por los pacientes como por los médicos. Si una terapia no cambia la velocidad ni la distancia, sería difícil considerar que la terapia sea efectiva “, dijo Lou Award, miembro adjunto de la facultad del Instituto Wyss, el primer autor del estudio que correspondió los hallazgos a IEEE OJEMB junto con Walsh. “Los niveles de mejora en la velocidad y la distancia que encontramos en nuestro estudio exploratorio excedieron nuestras expectativas de un efecto inmediato sin entrenamiento y resaltan la promesa de la tecnología de exosuit”. Awad también es profesor asistente en la Facultad de Salud y Rehabilitación de BU: Sargent College y Director de laLaboratorio de Recuperación Neuromotora .

La gran mayoría de las personas que han sufrido un derrame cerebral caminan lentamente y no pueden caminar muy lejos. Caminar más rápido y más lejos después de la fisioterapia se encuentra entre los resultados más importantes deseados tanto por los pacientes como por los médicos. Si una terapia no cambia la velocidad ni la distancia, sería difícil considerar que la terapia sea efectiva.

LOU AWAD     el Exosuits robótico suave    el Exosuits robótico suave    el Exosuits robótico suave

El exosuit desplegado en este estudio pesa menos de cinco kilogramos y apunta a las extremidades de los sobrevivientes de un derrame cerebral durante distintas fases del ciclo de la marcha. Totalmente móvil, funciona con una batería e iniciada por una unidad de actuador, ambas en las caderas. Proporciona energía mecánica a los tobillos a través de un mecanismo basado en cables, mediante el cual los cables y otras partes del exosuit se anclan al cuerpo mediante textiles funcionales livianos. Además de su bajo peso y potencial para reducir las asimetrías de la marcha, está el hecho de que los pacientes lo usan solo en el lado parético deteriorado, a diferencia de los sistemas de exoesqueleto rígidos, muchos de los cuales deben usarse en ambos lados.            el Exosuits robótico suave

El exosuit robótico suave
Pruebas de laboratorio del exosuit en el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada, Universidad de Harvard.
El exosuit totalmente móvil (que se muestra aquí desde atrás) pesa menos de cinco kilogramos y apunta a la extremidad parética de los sobrevivientes de un derrame cerebral durante distintas fases del ciclo de la marcha. Está alimentado por una batería y controlado por una unidad de actuador que se usa en las caderas, y entrega energía mecánica a los tobillos a través de cables que están anclados al cuerpo por textiles funcionales livianos: Crédito: Premios Rolex / Fred Merz      Exosuits robótico suave    Exosuits robótico suave    Exosuits robótico suave

El equipo de Walsh diseñó el exosuit para ayudar con la flexión plantar, el movimiento del tobillo que empuja el pie hacia el suelo durante la fase de postura del ciclo de la marcha, y con la flexión dorsal, en la que el pie se levanta y los dedos de los pies hacia la espinilla durante La fase de swing. Ambos movimientos tienen una alteración variable en la caminata hemiparética posterior al accidente cerebrovascular, y los sobrevivientes a menudo exhiben un “pie caído”, una incapacidad para levantar el pie desde los tobillos. Walsh, cuyo grupo ha sido pionero y ampliamente validado en la tecnología de exosuit blando en los últimos años, es también el profesor Gordon McKay de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en SEAS y el Fundador del  Laboratorio de Biodiseño de Harvard .

Para demostrar una amplia aplicabilidad para su enfoque en los sobrevivientes de accidente cerebrovascular con hemiparesia, el equipo se centró en seis individuos hemiparéticos con diferentes grados de gravedad y tipos de discapacidad que entraron en una fase crónica. Después de una evaluación clínica inicial de los pacientes y ajustes del exosuit a los individuos, los investigadores realizaron una serie de pruebas en una pasarela de 30 metros. El uso del exosuit sin alimentación no causó ninguna desventaja con respecto a la velocidad, la distancia o los costos de energía de los participantes en comparación con cuando no usaban el exosuit. Cuando se encendió el exosuit, “vimos mejoras importantes e inmediatas en la velocidad y la distancia al caminar, que son resultados significativos que marcan una diferencia real en la vida cotidiana de las personas que han sufrido un derrame cerebral. Centro de Neurorehabilitación  en Sargent College y Profesor Asociado y Presidente de Fisioterapia en BU.

Es este tipo de resultados clínicamente significativos que estimulan la emoción entre los fisioterapeutas y otros en la comunidad de rehabilitación.

TERRY ELLIS      el Exosuits robótico suave  el Exosuits robótico suave    el Exosuits robótico suave

“Nuestros equipos de ingeniería y clínicos en la Universidad de Harvard y Boston están muy motivados por estos resultados para refinar la tecnología y estudiar su impacto inmediato en los sobrevivientes de un derrame cerebral con una amplia gama de habilidades para caminar. También estamos ansiosos por explorar aplicaciones terapéuticas tanto en entornos clínicos como en la caminata diaria en el hogar y la comunidad “, dijo Awad.

“Este estudio realizado por el equipo muestra cómo la tecnología de exosuit desarrollada en el Instituto Wyss y sus socios podría marcar una diferencia real en la vida de muchos sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares, y es una demostración convincente de cómo el modelo de traducción del Instituto crea e impulsa rápidamente nuevas soluciones a algunos de nuestros principales problemas de salud que pueden cambiar la vida de los pacientes para mejor “, dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber , MD, Ph.D., quien también es el  Profesor Judah Folkman de Biología Vascular  en la Facultad de Medicina de Harvard y el Programa de biología vascular en el Boston Children’s Hospital, así como profesor de bioingeniería en SEAS.

Texto original : https://wyss.harvard.edu/news/soft-robotic-exosuit-makes-stroke-survivors-walk-faster-and-farther/

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