Los hallazgos describen una forma novedosa de reducir la energía que las personas gastan para caminar, hasta a la mitad, lo que podría tener aplicaciones para la terapia que reciben los pacientes con problemas para caminar.
La investigación, realizada en la Universidad de Nebraska en Omaha y publicada en la revistaCiencia Robótica, demuestra que la forma óptima de ayudar con un dispositivo portátil no siempre se alinea con la intuición.
Basándose en la literatura anterior, los investigadores creían que obtendrían los mayores ahorros de energía tirando con una correa de cintura cuando la persona está tratando de impulsarse hacia adelante contra el suelo. Esa hipótesis se basó en una estrategia de asistencia bioinspirada, lo que significa que está inspirada encómo funcionan nuestros músculos biológicos al caminar.
"Aunque la actuación bioinspirada puede tener ciertos beneficios, nuestro estudio demuestra que esta no es necesariamente la mejor estrategia para brindar la mayor reducción en el costo metabólico o el gasto de energía", dijo Prokopios Antonellis, Ph.D., primer autor del estudio yahora es becario postdoctoral en la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón. "Este hallazgo respalda un mayor énfasis en las pruebas biomecánicas en lugar de tratar de predecir estrategias bioinspiradas óptimas", dijo Antonellis, quien realizó la investigación durante su programa de doctorado en la UNO.
El enfoque de usar pruebas biomecánicas para optimizar una correa de cintura robótica se destaca como uno de los diferentes enfoques únicos para diseñar asistencia personalizada en un editorial publicado el 30 de marzo por Amos Matsiko, Ph.D., editor senior de Ciencia Robótica.
El tiempo
Esta investigación muestra que un tirón estratégicamente cronometrado de un cinturón conectado a una polea puede ayudar a una persona a usar menos energía en cada paso mientras camina. Sin embargo, el momento óptimo de ese tirón hacia adelante fue lo que fue una sorpresa.
"Cuando caminamos, hay un breve período entre pasos en el que un pie detiene su movimiento hacia adelante mientras que el otro se prepara para acelerar para dar el siguiente paso hacia adelante. Nuestra investigación muestra que esta breve ventana en la que ambos pies están en el sueloes el mejor momento para aplicar fuerza para ayudar a caminar de manera más eficiente", dijo Philippe Malcolm, Ph.D., profesor asistente de biomecánica en la UNO.
El dispositivo funciona proporcionando tirones cronometrados desde una polea motorizada mientras una persona camina en una caminadora. Dado que solo requiere usar un cinturón, es relativamente fácil hacer ajustes individualizados en comparación con dispositivos más complicados.
Implicaciones clínicas
Los hallazgos sobre el momento óptimo podrían tener aplicaciones para los terapeutas del ejercicio en entornos clínicos que brindan atención a pacientes con afecciones como la enfermedad arterial periférica. Iraklis Pipinos, MD, cirujano vascular en el Centro Médico de la Universidad de Nebraska y el Centro Médico VA de Omaha,que colaboró con el equipo de estudio, ve los beneficios de esta investigación.
"Mis pacientes tienen el endurecimiento de sus arterias causando problemas en la circulación de sus piernas, resultando en dolor en las piernas y reducción de la movilidad", dijo Pipinos. "Me conmovió escuchar que ciertos pacientes sintieron alivio en sus piernas por primera vez cuandoprobaron el dispositivo. Ahora estamos pensando en formas en que estos métodos pueden usarse en la práctica diaria, por ejemplo, mediante el uso de sistemas para la terapia de ejercicios de caminata asistida en clínicas de fisioterapia".
El estudiante de posgrado de UNO Arash Mohammadzadeh Gonabadi y la miembro de la facultad de UNO Sara Myers, Ph.D., también contribuyeron al estudio. El equipo de investigación recibió el apoyo financiero del NIH P20GM109090, R01HD090333, R01AG034995 y R01AG049868, el VA I01RX003266, y Nebraska EPSCOR OIA-1557417.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias y Salud de Oregón. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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