Tecnología para una vida plena

Por Dalia Patiño González

Puebla, Puebla. 22 de enero de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- "Le prometí que le enseñaría a tocar guitarra y no me voy a dar por vencido hasta lograr que su prótesis sea funcional y la ayude", declara, con plena convicción, el doctor Rubén Alejos Palomares, catedrático e investigador del Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica de la Universidad de las Américas Puebla (UDLAP), mientras muestra un primer modelo de prótesis de una mano diseñada para lvanna, una pequeña de cinco años.

Extrovertida, abierta y sin limitaciones en su ánimo, pareciera que Ivanna no percibe su discapacidad. Su mamá, por el contrario, buscó en Internet una forma de ayudarla. Gracias a la información que encontró se enteró que a través de una impresión 3D se puede crear una prótesis. Sin dudarlo, buscó una institución donde pudieran ayudarla y así llegó a la UDLAP, con el doctor Alejos Palomares.

“La mamá pidió ayuda a la universidad sin saber si realmente podríamos auxiliarla, porque ella en Internet se dio cuenta que la universidad había adquirido impresoras 3D en ese entonces. Y es así que llegó conmigo cuando estaba buscando nuevas aplicaciones para la impresora, ya que acababa de terminar un proyecto. Entonces vi su correo y en ese momento teníamos posibilidades de ayudarla”, relata en entrevista el doctor Alejos Palomares a la Agencia Informativa Conacyt.

Ivanna sufrió un problema de bandas amnióticas durante el periodo de gestación, de tal manera que su mano quedó atrapada entre la pierna y una banda amniótica, impidiendo el desarrollo del hueso de su articulación derecha. Esto provocó que no se desarrollara adecuadamente la extremidad y, por lo tanto, no tenga funcionalidad en su mano.

Los grandes proyectos implican el ensayo y error, perfeccionar técnicas o incluso buscar nuevos mecanismos y fórmulas para solucionar un problema. En el caso de Ivanna, el doctor Alejos Palomares reconoce que después de una primera valoración consideraron que la pequeña tenía algún tipo de fuerza en su extremidad, lo que buscaron aprovechar para crear la prótesis. Sin embargo, está impresión fue falsa y echó abajo el plan de trabajo.

“Una vez que llega la niña vemos que mientras jugaba podía mover la mano, pero eso fue una impresión falsa, porque la mano se movía por falta de hueso. Originalmente pensamos que con el movimiento que tenía, mecánicamente podría accionar una prótesis. Una vez que teníamos ideado un mecanismo la mandamos llamar para hacer mediciones de fuerza y desplazamiento y nos dimos cuenta de que no la movía, se le movía, entonces todo lo que habíamos concebido como proyecto se desechó”.

El camino sigue

Como una segunda estrategia, el doctor Alejos Palomares y su equipo de estudiantes se dedicaron a diseñar una prótesis de mano, el reto consistía en saber cómo iba a ser accionada y qué movimientos tendría. El equipo de trabajo optó por utilizar un motor, un microcontrolador y un sensor que integraron un sistema electromecánico completo. De esta forma, mediante un interruptor colocado en la prótesis, la pequeña Ivanna tendría la posibilidad de oprimirlo y lograr que su nueva mano se abriera y cerrara a fin de tomar y levantar algunos objetos ligeros de no más de 230 gramos.

“Nos habíamos comprometido con la mamá de que con la prótesis iba a poder levantar objetos pequeños y ligeros. De ahí fue ver qué dedos se podrían mover, cómo lo haríamos y decidimos hacer un mecanismo, basados en un motor que accionara el rodillo en un sentido y en otro, con eso logramos abrir y cerrar, y para que la niña moviera la mano se utilizó un interruptor”, refiere el líder del proyecto.

Cuando se obtuvo este prototipo funcional que parecía el definitivo, luego de seis intentos o versiones de prótesis, resultó no ser tan eficiente para la niña, sobre todo por el tamaño y peso. Esto llevó al doctor Alejos Palomares a entender que el proyecto no concluía y que ahora era necesario replantear un nuevo rediseño.

“Este fue el primer prototipo funcional que pudimos ofrecer a la niña y lo probó para retroalimentarnos con su uso. Nos dimos cuenta de que era pesado y el agarre con la mano no era el adecuado, además de que el movimiento de la prótesis era limitado y la duración de la batería no era suficiente”.

En busca de la funcionalidad

El doctor Alejos Palomares no se da por vencido y asegura que seguirá trabajando hasta ofrecer a Ivanna una prótesis funcional. Para lograrlo, diseñó un nuevo prototipo que contempla el uso de un arnés, colocado sobre el antebrazo, el cual estará sujeto a una camiseta de licra deportiva, con el objetivo de redistribuir el peso de la prótesis y darle mayor estabilidad y movilidad.

“Originalmente la niña colocaba la mano sobre la prótesis y se le amarraba, pero era muy pesada porque toda la carga la recibía en la mano que no tenía fuerza. Actualmente junto con mi equipo de doce estudiantes se diseñó una especie de arnés que se pone en el antebrazo, con una camiseta de licra deportiva y con unos tirantes de agarre”.

Con esta nueva etapa, lo que se busca es que la prótesis sea más funcional, estética, con una acción electromecánica que permita que Ivanna la manipule sin necesidad de mover su mano, logrando movimientos independientes, incluso en los dedos. Para este modelo también se recurrirá a un material termoplástico ligero y a una batería con una duración de al menos 24 horas ya que la primera se cargaba en cuatro horas y la niña la consumía en dos.

Para financiar este proyecto, el doctor Alejos Palomares recurrió en una primera etapa a recursos asignados a sus proyectos, posteriormente la UDLAP inició una campaña que incluye la donación de las entradas que se generen en eventos deportivos donde participa el talento deportivo de esta casa de estudios.

Prótesis mioeléctricas

El diseño de una prótesis está determinada en gran medida por las necesidades y condiciones del paciente, ya que los desarrollos que funcionan para uno, no siempre serán una aplicación adecuada para otro paciente.

En la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, el doctor Emilio Soto García, catedrático investigador de la Facultad de Ciencias de la Electrónica ha desarrollado, también en respuesta a la solicitud de un ciudadano, una prótesis de mano pero con un funcionamiento basado en señales mioeléctricas.

Para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Soto García refiere que fue en 2003 cuando desarrollaron una prótesis de mano para un joven que perdió la extremidad derecha. El modelo, que hasta la fecha utiliza el paciente, consta de una pinza, es decir, permite al usuario sujetar con firmeza y precisión un objeto de hasta un kilogramo, mediante la oposición biomecánica del dedo pulgar con respecto al dedo índice y al dedo medio.

El sistema trabaja por medio de un electrodo que capta las contracciones musculares o señales bioeléctricas que genera el cuerpo, las cuales son captadas, filtradas y amplificadas con un micro para que este a su vez dé una señal de control al motor y entonces se abra o cierre la mano, de acuerdo con la necesidad el usuario.

“Funciona a través de electrodos superficiales que detectan el movimiento muscular del paciente. Con este tipo de prótesis se pueden cargar objetos ligeros, hacer tareas cotidianas, pero no trabajos pesados. También cumple con una de las principales preocupaciones del paciente, que es la parte estética, ya que el mecanismo funciona dentro de un guante de látex que simula o se asemeja a la piel humana”.

Para su desarrollo, el doctor García Soto refiere que fue necesaria la colaboración de la parte médica y de fisioterapia, ya que un paciente que sufre la pérdida de una extremidad puede por diversos factores dejar de mover su muñón, provocando la pérdida de sensibilidad, por eso es importante la terapia de rehabilitación para que pueda contraer los músculos, ya que si no lo hiciera, una prótesis mioeléctrica no le serviría.

 

 

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