Diseñan un exoesqueleto para la rehabilitación pasiva de la mano

La Universidad de Málaga ha diseñado un exoesqueleto para la rehabilitación pasiva de los dedos de la mano que se imprime en 3D de forma completamente personalizada.

Carmen Cáceres. Sevilla | 19/12/2016 00:00

Diseñan un exoesqueleto para la rehabilitación pasiva de la mano - DiarioMedico.com

Prototipo de exoesqueleto para los dedos de la mano. (Universidad de Málaga)

Investigadores del Área de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Málaga (UMA) han diseñado una órtesis o exoesqueleto hecho a la medida de cada paciente para la rehabilitación de los dedos de la mano con movimiento continuo pasivo (CPM). El objetivo -explica a Diario Médico Juan Antonio Cabrera, investigador de la UMA- es favorecer el proceso de recuperación tras una fractura, esguince o una reconstrucción de tendones flectores".

Se sabe que cuando se produce este tipo de lesiones está recomendada la rehabilitación temprana con movimiento continuo pasivo para evitar la formación de edemas o adherencias de las cicatrices internas. Esta rehabilitación debe ser aplicada durante periodos cortos de tiempo, poco espaciados en el tiempo.

En la actualidad, estos ejercicios de rehabilitación suelen ser realizados por un profesional una vez retirada la férula que inmoviliza el dedo, lo que impide iniciarlos inmediatamente después de la operación. En este proceso, el fisioterapeuta dirige el movimiento del dedo, aumentando progresivamente el recorrido del mismo. "El problema surge -comenta Cabrera- cuando se retrasa el inicio de la rehabilitación o ésta no puede realizarse con la frecuencia requerida. Además, la atención particular de un profesional es costosa e implica numerosos desplazamientos a la unidad correspondiente, lo que puede retraer a los pacientes de realizar dicha rehabilitación".

Por ello, este dispositivo, diseñado para ejercer la función de férula inmovilizadora del dedo y al mismo tiempo aplicar un movimiento pasivo, puede iniciarse en cualquier momento tras la operación. Formado por un solo motor, reproduce el movimiento del dedo desde la extensión hasta la flexión y viceversa. Previamente, se programa el rango y frecuencia del movimiento de acuerdo a las indicaciones recibidas. Según Alex Bataller, investigador de la UMA, "el mecanismo está compuesto por una serie de piezas unidas por medio de articulaciones que les permiten rotar y que hacen que el dedo se mueva de una forma ‘natural' y controlada. El conjunto se completa con un control y una pequeña batería que se adhieren al antebrazo del paciente".

El modo de funcionamiento es sencillo. Una vez que el paciente tiene fabricado su dispositivo con una impresora 3D, se coloca sobre el dedo haciendo las veces de férula. Mediante una aplicación en el smartphone, el paciente puede ejecutar los ejercicios de rehabilitación previamente programados por el médico o el fisioterapeuta, tanto en tiempo de ejecución como en rango de movimiento.

Las principales ventajas, indican los investigadores, son su bajo coste, ya que los componentes necesarios para su fabricación son muy económicos; la rápida fabricación y sin errores de montaje, porque el exoesqueleto se imprime con una impresora 3D con todas las piezas ensambladas en una única impresión; y que está hecho a medida para cada paciente reproduciendo el movimiento exacto de su mano.

Movimiento naturalPara poder reproducir el movimiento de la mano, se graba un video de la mano que no está dañada, realizando los movimientos normales de flexión y extensión. Por otro lado, con la radiografía de la mano dañada, se miden las longitudes de las falanges. Todos estos datos se tratan con un algoritmo evolutivo de síntesis de mecanismos desarrollado por este grupo de investigación, obteniendo las medidas exactas del dispositivo que realiza el movimiento previamente grabado.

"En el mercado hay exoesqueletos para los dedos de la mano más voluminosos y complejos", expone Bataller. Disponen de numerosos motores y sensores para poder realizar movimientos, no sólo pasivos, sino también activos, lo que repercute en que su coste sea muy superior. "Esta complejidad -matiza- es debida a que no han sido diseñados para ayudar a la rehabilitación de los dedos tras una fractura o una reconstrucción de los tendones, sino para la rehabilitación de la mano tras un accidente cardiovascular".

Este trabajo se ha publicado en la revista Mechanism and Machine Theory y el siguiente paso es realizar un ensayo clínico para demostrar la validez del sistema. "Estamos en contacto con traumatólogos de dos hospitales de Málaga que determinarán los pacientes adecuados para el ensayo y nosotros suministremos los dispositivos personalizados para cada paciente", concluyen.