Las personas que han sufrido un accidente cerebrovascular pueden verse afectadas por déficits motores en las manos e incluso pueden perder el movimiento por completo. Con esto en mente, investigadores del Instituto Santos Dumont (ISD) han desarrollado un equipo liviano y de bajo costo que, de ser utilizado en rehabilitación, podría ayudar a restaurar los movimientos de extensión y flexión de los dedos en estos individuos. Si bien los equipos que generalmente se utilizan para la rehabilitación de estas personas pueden costar hasta 50 mil dólares, el desarrollado por los investigadores del ISD cuesta alrededor de 120 dólares, 140% más barato que los que se encuentran actualmente en el mercado. 

Para producir el dispositivo se utilizó una técnica de impresión 3D asociada a tejidos. El resultado es HERO (Hand Exoskeleton for Rehabilitation Objectives), un exoesqueleto de mano portátil para fines de rehabilitación. En junio, los investigadores publicaron el código de impresión en la revista científica Frontiers in Neuroscience. A partir de ahí, cualquiera podrá imprimir el exoesqueleto diseñado por los investigadores y la tecnología debería ser cada vez más accesible para las clínicas de rehabilitación. 

HERO se basa en la Interfaz Cerebro-Máquina, una de las líneas de investigación en Neurociencia que conecta el cerebro a un dispositivo electrónico. Para utilizar el equipo, los pacientes llevan un exoesqueleto en el brazo y un electroencefalograma en la cabeza. A él se conectan electrodos de captura de señales cerebrales, de modo que incluso un paciente con pérdida total del movimiento de la mano puede controlar y mover el dispositivo simplemente imaginando el movimiento, gracias a la transferencia de estas señales cerebrales al HERO.

“Hoy en día, el equipo de rehabilitación estándar de oro cuesta entre 10.000 y 50.000 dólares. Este coste acaba siendo totalmente inaccesible para los pacientes y la intención era abaratar el tratamiento. Lo que hicimos fue utilizar la impresión 3D con una nueva tecnología de fabricación de tejidos y, de esta manera, logramos reducir el costo a alrededor de 120 dólares, lo que serían alrededor de 600 reales. “Es un equipo asequible que puede utilizarse incluso para rehabilitación en casa”, explica el neuroingeniero de Rio Grande do Norte Rommel Araújo, autor del artículo “Desarrollo de un exoesqueleto de mano de bajo coste controlado por EEG e impreso en 3D sobre textiles”. en tejidos controlados por EEG, en traducción libre], publicado en la revista científica Frontiers in Neuroscience en junio de 2021. 

Proyecto

El proyecto HERO dio como resultado un dispositivo ligero, sencillo, portátil y de bajo coste. Su uso no está restringido al entorno clínico. De esta forma, los usuarios podrán realizar entrenamiento motor con el dispositivo en hospitales, clínicas de rehabilitación y en casa, aumentando el tiempo de intervención. Esto puede apoyar la rehabilitación motora y mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de un accidente cerebrovascular. 

Ataque 

Un accidente cerebrovascular es la formación de un déficit neurológico repentino causado por una falla en los vasos sanguíneos del Sistema Nervioso Central. Según la Sociedad Brasileña de Enfermedades Cerebrovasculares (SBDC), alrededor de 701 mil personas que sufren un accidente cerebrovascular no consiguen reanudar sus actividades profesionales. Como consecuencia de las secuelas de la enfermedad, los pacientes pierden su autonomía y acaban necesitando cuidadores para realizar tareas cotidianas.

Según el profesor e investigador del ISD Fabrício Brasil, los principales abordajes para recuperar el movimiento en pacientes con accidente cerebrovascular son la medicación y la fisioterapia, pero se pueden incluir otras técnicas. “El exoesqueleto HERO es una tecnología que puede mejorar los resultados y restaurar el movimiento en pacientes que han perdido completamente el movimiento en sus manos, porque incluso en los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares que a menudo tienen vías de comunicación neuronal dañadas, todavía existe la capacidad de hacer lo que llamamos movimiento motor. imaginación, en la mayoría de los casos. Además, el elevado coste del tratamiento puede suponer que los pacientes sólo tengan acceso a terapias convencionales”, destaca. 

Según la Encuesta Nacional de Salud (2015), se estima que en Brasil ocurren 2.231.000 millones de casos de Accidente Cerebrovascular (ACV), y la ocurrencia de incapacidad grave está presente en 568 mil de estos casos. 

Interfaz cerebro-máquina

Interfaz Cerebro-Máquina es una metodología que tiene como objetivo conectar señales cerebrales y dispositivos electrónicos. “Nos permite captar la señal cerebral, procesarla y extraer de ella los atributos necesarios para interactuar, por ejemplo, con una máquina o un ordenador”, explica el profesor Fabrício Brasil. 

La tecnología permite registrar las actividades eléctricas del cerebro, que se decodifican mediante algoritmos y se traducen en señales en lenguaje máquina. De esta manera, el individuo es capaz de controlar el dispositivo electrónico procesando los comandos dados por señales cerebrales. 

Innovación abierta

El artículo del proyecto del exoesqueleto HERO es una producción científica de metodología y el dispositivo no tiene patente. La intención de los investigadores es crear un movimiento colaborativo, en el que cualquier persona tenga acceso al código de impresión del equipo. 

“Elegimos no crear una patente para que cualquier persona, en cualquier lugar, pueda acceder al artículo e imprimir el exoesqueleto, fabricarlo y usarlo por su cuenta. Creemos que al dejarlo abierto, es posible aumentar la colaboración y las posibilidades de que estos equipos se produzcan a bajo costo y, así, reducir la distancia entre las personas que necesitan de esta tecnología y la academia”, afirma el investigador Rommel Araújo. 

Próximos pasos

El proyecto que desarrolló el exoesqueleto HERO, ya aprobado y publicado, fue probado en un voluntario sano. Ahora, los investigadores tienen la perspectiva de desarrollar un estudio clínico con pacientes que tienen discapacidades motoras en los dedos, además de desarrollar el equipo para su comercialización, a través de la creación de un puesta en marcha. 

“La idea ahora es optimizar este proyecto para que podamos hacerlo lo más cómodo posible para su uso por parte de los pacientes, y poder utilizarlo con personas que ya han sufrido un ictus y que necesitan una intervención de rehabilitación. “Queremos evaluar cómo se comporta el exoesqueleto y cuáles son los resultados al utilizarlo en combinación con la fisioterapia”, explica Rommel. 

Máster en Neuroingeniería 

HERO es un proyecto desarrollado por el ingeniero mecánico Rommel Araújo durante los dos años que pasó estudiando la maestría en Neuroingeniería en el Instituto Santos Dumont. El programa de posgrado se ofrece en el Instituto Internacional de Neurociencia Edmond y Lily Safra (IIN-ELS), en Macaíba/RN y es gratuito. Se realizan procesos de selección dos veces al año para estudiantes de posgrado en las áreas de salud, ingeniería y biología.