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'Anklebot' que mide la rigidez de las articulaciones podría ayudar a la rehabilitación
La articulación del tobillo es una estructura compleja de músculos, tendones y huesos, que plantea un verdadero desafío para la rehabilitación cuando falla. Ahora, un equipo de expertos biomecánicos del MIT ha ideado un robot al que llaman "Anklebot" que puede medir la rigidez del tobillo en diferentes direcciones, brindando información importante para los fisioterapeutas.
Neville Hogan, el Profesor de Ingeniería Mecánica de Sun Jae en el MIT, dice que el tobillo "no está ni cerca de una articulación simple":
"Imagina que tienes una colección de guijarros, y envuelves un montón de bandas elásticas alrededor de ellos. Eso es más o menos una descripción de lo que es el tobillo".
El Prof. Hogan y sus colegas del Laboratorio Newman de Biomecánica y Rehabilitación Humana del MIT llevaron a cabo un estudio en el que utilizaron el Anklebot para medir la rigidez del tobillo en varias direcciones.
Escriben sobre sus hallazgos en un artículo publicado en línea recientemente en Transacciones IEEE en sistemas neuronales e ingeniería de rehabilitación.
Ayudando a los que atormentan
Vista frontal y lateral de un voluntario que lleva puesto el Anklebot en una postura sentada. Durante los experimentos, el robot movió el tobillo y registró su rigidez en múltiples direcciones. Fotos: Hyunglae ??Lee
Anklebot es un robot montado en una rodillera y conectado a un calzado de diseño personalizado que se pone el paciente sentado. Una vez que están conectados a Anklebot, el robot mueve el pie del paciente de acuerdo con un patrón preestablecido, en diferentes direcciones, dentro del rango normal de movimiento del tobillo.
Los electrodos registran el desplazamiento angular y el torque en la articulación (un poco como la cantidad de flexión, apuntar y girar que el tobillo permite que el pie haga) para determinar qué tan rígido es el tobillo.
Cuando probaron el Anklebot en voluntarios sanos, el equipo descubrió que el tobillo es más fuerte al mover el pie hacia arriba y hacia abajo (flexionando y apuntando, como presionar un acelerador). Es menos fuerte cuando se inclina de lado a lado, y más débil cuando se gira hacia adentro.
Se sorprendieron al descubrir que el movimiento de un lado a otro del tobillo es independiente de su movimiento hacia arriba y hacia abajo.
El Prof. Hogan dice que espera que sus hallazgos ayuden a los fisioterapeutas y médicos a comprender mejor los tipos de limitaciones físicas que experimentan los pacientes con derrames o trastornos motores.
Antes de este último estudio, el equipo ya había estado probando el Anklebot como una herramienta de terapia física para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular a tener dificultades para caminar.
Los pacientes tenían sesiones diarias donde se sentaban en una silla y se enganchaban al Anklebot. Al principio, el robot hizo todo el trabajo, colocando el tobillo a través de una variedad de movimientos, relajando los músculos.
Pero gradualmente, cuando los pacientes comenzaron a mover sus propios tobillos, el robot los ayudaría cada vez menos.
El profesor Hogan explica:
"La clave es que la máquina se quita todo lo que necesita para no imponer movimiento. No empujamos la extremidad. El paciente tiene que hacer algo".
El Anklebot es diferente a otras terapias robóticas porque le permite al paciente hacer más y más trabajo gradualmente, en lugar de hacer todo el trabajo como una forma de entrenar los músculos.
Eric Perreault es profesor de ingeniería biomédica y medicina física y rehabilitación en la Universidad de Northwestern y no participó en la investigación. Él dice que el equipo del MIT nos ha dado la primera idea de cómo la activación muscular cambia la mecánica del tobillo, algo que es muy relevante para las lesiones de tobillo, como los esguinces comunes. Él nota:
"Una intrigante extensión de este trabajo es que puede ser posible entrenar a individuos para activar su musculatura de tobillo de una manera que ayude a reducir las posibilidades de lesión. Un beneficio más inmediato del estudio es que presenta un método para cuantificar el impacto de la lesión. terapias de rehabilitación existentes sobre las propiedades mecánicas del tobillo ".
En 2012, los investigadores en Grecia informaron que los jugadores profesionales de fútbol tienden a sufrir más esguinces de tobillo cuando un pie es más fuerte que el otro.
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