Caminar erguido sobre dos piernas es un rasgo definitorio en los humanos, lo que les permite moverse de manera muy eficiente en todo su entorno. Todo esto puede cambiar en un abrir y cerrar de ojos cuando se produce un accidente cerebrovascular. En aproximadamente el 80% de los pacientes después del accidente cerebrovascular,Es típico que una extremidad pierda su capacidad de funcionar normalmente, un fenómeno clínico llamado hemiparesia, e incluso los pacientes que recuperan la movilidad al caminar durante la rehabilitación conservan anormalidades en la marcha que les impiden participar en muchas actividades, presentan riesgos de caídas y, debido a queimponen un estilo de vida más sedentario, pueden conducir a problemas de salud secundarios.
Para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular a recuperar sus habilidades para caminar, varios grupos de robótica de la industria y la academia están desarrollando dispositivos portátiles con energía, llamados exoesqueletos, que pueden restaurar las funciones de la marcha o ayudar con la rehabilitación. Históricamente, estos sistemas restringían a los pacientes a una cinta de correrEn un entorno clínico, pero en los últimos años se han desarrollado sistemas portátiles que permiten caminar sobre el suelo.Trabajando hacia el objetivo a largo plazo de desarrollar robots portátiles suaves que puedan usarse como ropa, investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada, HarvardEscuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson SEAS y Facultad de Ciencias de la Salud y Rehabilitación de la Universidad de Boston BU: Sargent College ha desarrollado un exosuit liviano, suave y portátil que puede ayudar a reforzar la marcha normal en personas con hemiparesia.después del accidente cerebrovascular
En estudios anteriores realizados en personas sanas, el equipo demostró que su tecnología de exosuit puede proporcionar fuerzas de asistencia durante la caminata y el trote y que producen reducciones marcadas en los costos de energía. Ahora, en un nuevo estudio publicado en Medicina traslacional de la ciencia , un equipo de investigación dirigido por Conor Walsh que colabora con los miembros de la facultad de BU, Terry Ellis, Lou Awad y Ken Holt, han demostrado que los exosuits también se pueden usar para mejorar la marcha después del accidente cerebrovascular, un paso crítico para eliminar el riesgo de la tecnología de exosuit hacia lo real-uso clínico mundial.
"Este estudio fundamental muestra que los robots portátiles suaves pueden tener un impacto positivo significativo en las funciones de la marcha en pacientes después de un accidente cerebrovascular, y es el resultado de un equipo multidisciplinario de ingenieros, diseñadores, biomecánicos, fisioterapeutas y fisioterapeutas centrados en la traducción.quien se ofreció como voluntario para este estudio y brindó valiosos comentarios que guiaron nuestra investigación ", dijo Walsh, miembro de la Facultad del Núcleo Wyss, quien también es el Profesor Asociado John L. Loeb de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en SEAS y el Fundador del Laboratorio de Biodiseño de Harvard.
Los pacientes que se recuperan de un accidente cerebrovascular desarrollan estrategias compensatorias para caminar para lidiar con su incapacidad para despejar el suelo con la extremidad afectada y para "empujar" el tobillo durante el movimiento hacia adelante. Por lo general, tienen que levantar las caderas caminar de la cadera omueva su pie en un círculo hacia afuera circunducción en lugar de hacerlo en línea recta al caminar. Por lo general, se prescriben aparatos de plástico rígido alrededor del tobillo para ayudar a caminar, pero no ayudan a superar estos patrones anormales de marcha y alrededor del 85%de las personas que sufrieron un derrame cerebral conservan elementos de sus anormalidades de la marcha.
"Los enfoques actuales de rehabilitación se quedan cortos y no restablecen la movilidad que se requiere para la vida normal", dijo Ellis, Ph.D., PT, NCS, Director del Centro de Neurorehabilitación de la Facultad de Ciencias de la Salud y Rehabilitación de BU:Sargent College y profesor asistente en BU. En el nuevo estudio, el equipo preguntó si el impacto beneficioso del exosuit en la mecánica de la marcha y el gasto de energía durante la caminata que observaron en personas sanas también se observaría en pacientes post-accidente cerebrovascular que fueron reclutados e inscritos en elestudiar con la ayuda del equipo de investigación clínica del Instituto Wyss.
Los exosuits están anclados a la extremidad afectada de un paciente con accidente cerebrovascular hemiparético a través de vestimenta funcional, y proporcionan fuerzas de restauración de la marcha a la articulación del tobillo mediante la transferencia de energía mecánica a través de una transmisión por cable desde actuadores alimentados por batería que están integrados en una caderacinturón o un carro fuera de borda ubicado al lado de una cinta de correr ". De hecho, en los experimentos de cinta de correr descubrimos que un exosuit motorizado mejoró el rendimiento al caminar de 7 pacientes después del accidente cerebrovascular, ayudándolos a despejar el suelo y empujar el tobillo, por lo tantogenerando una mayor propulsión hacia adelante ", dijo Jaehyun Bae, coautor del estudio y estudiante graduado de SEAS. Curiosamente, el equipo también observó una asimetría funcional reducida entre las extremidades de los participantes, tanto parentales como no pareticos, y descubrió que la asistencia del exosuit permitíaque caminen de manera más eficiente
Debido a que la mecánica y la dinámica de la caminata difieren entre caminar de forma controlada en una cinta de correr y caminar sobre el suelo en el hogar o en el entorno comunitario, el equipo evaluó los beneficios proporcionados por el exosuit en un experimento de caminar sobre el suelo ". Fue extremadamente alentador ver que un desatendidoexosuit también tenía la capacidad de facilitar un comportamiento de caminata más normal durante la caminata sobre el suelo. Este es un paso clave para desarrollar exosuits como dispositivos de rehabilitación para que los pacientes los usen fuera de la clínica y en sus vidas normales ", dijo Lou Awad, PT, DPT, Ph.D., El otro coprimer autor del estudio, quien en el momento del estudio era becario postdoctoral con Walsh y desde entonces se convirtió en miembro asociado de la Facultad en el Instituto Wyss y Profesor Asistente en la Facultad de Salud y Rehabilitación de BU: Sargent College.
En una investigación en curso y futura, el equipo está buscando personalizar aún más la asistencia de exosuit para anomalías específicas de la marcha, investigar la asistencia en otras articulaciones, como la cadera y la rodilla, y evaluar los efectos terapéuticos a más largo plazo de su tecnología. Además de esta investigación,Kathleen O'Donnell, miembro del personal del Instituto Wyss, lidera los esfuerzos del Instituto Wyss para traducir la tecnología a la clínica con el socio industrial ReWalk Robotics.
"En un futuro ideal, los pacientes después de un accidente cerebrovascular usarían exosuits de ajuste flexibles desde el primer momento para evitar que desarrollen comportamientos ineficientes de la marcha en primer lugar", dijo Ellis.
El estudio también fue escrito por Kenneth Holt, Ph.D., PT, Profesor Asociado de la Facultad de Ciencias de la Salud y Rehabilitación de BU: Sargent College, miembros anteriores y actuales del equipo de Walsh, Stefano De Rossi, Ph.D., Lizeth Sloot, Ph.D., Pawel Kudzia y Stephen Allen, así como Katy Hendron, PT, DPT, NCS, que trabajó en el grupo de Ellis en BU.
"Este estudio ofrece una visión de un nuevo futuro en el que gran parte de la atención al paciente se llevará a cabo en casa con la ayuda de robots amigables para los humanos, que no se parecen en nada a los robots que vemos en la televisión y las películas. Este exotraje se parece más aSin embargo, el exosuit es liviano, flexible, prácticamente invisible para los demás, y se individualiza para cada paciente. Esperamos que pronto entre en uso clínico donde indudablemente es ropa deportiva que R2D2.podría transformar la vida de los pacientes con accidente cerebrovascular 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 Escuela de Medicina de Harvard HMS y el Programa de Biología Vascular enBoston Children's Hospital, así como profesor de bioingeniería en SEAS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Benjamin Boettner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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