Exoesqueletos modulares personalizables para pacientes con patologías neurológicas
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El Laboratorio de Ingeniería Biomecánica (BIOMEC) del Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica (CREB) participa en el proyecto TAILOR (Sistemas Modulares Robóticos y Neuroprotésicos Personalizables), para la Asistencia de la Marcha Patológica, cuyo objetivo es el desarrollo de exoesqueletos y neuroprótesis modulares que permitan su adaptación a los déficits de la marcha específicos de cada paciente neurológico.
TAILOR tiene por objetivo concebir y diseñar el exoesqueleto como una plataforma integrada por módulos, cada uno para una articulación de la extremidad inferior -cadera, rodilla, tobillo-, con actuadores y sensores seleccionados para responder a los requerimientos del dispositivo. El proyecto utiliza un enfoque llamado 'diseño centrado en el usuario', en el que los usuarios finales de estos sistemas -personas con patología neurológica, personal clínico y cuidadores- se involucran en todas las fases del proyecto: desde la definición los requerimientos iniciales, hasta la evaluación final, con una estrecha interacción durante las fases de diseño de prototipos.
TAILOR integra tres subproyectos, con una duración de 3 años. El Hospital Nacional de Parapléjicos lidera la primera de las tres partes del proyecto, en la que también participa el Instituto Guttmann de Barcelona, y se centra en el desarrollo de las métricas de marcha para adaptarlas a los déficits de la marcha específicos de cada persona, y en la implementación de las estrategias de diseño centrado en el usuario para analizar los requerimientos, preferencias y expectativas de los usuarios finales, con el objetivo de incorporarlas en todas las fases de desarrollo y evaluación de los sistemas.
El Grupo de Rehabilitación Neural del Instituto Cajal (CSIC), trabaja en la segunda parte del proyecto, para desarrollar la neuroprótesis modular, es decir, el diseño y la conexión en red de los módulos robóticos para dar cobertura a la estimulación eléctrica funcional de la musculatura. Esto permite combinar los módulos para movilizar varias articulaciones mediante estimulación. Esta idea incluye, además, estrategias de control híbridas para asistir la marcha del usuario que combine de manera eficaz la estimulación de la musculatura dada por la neuroprótesis con una actuación robótica.
La tercera parte, desarrollada por el Laboratorio de Ingeniería Biomecánica (BIOMEC), tiene como objetivo el desarrollo de los exoesqueletos modulares y de la plataforma de simulación.
Además, en el marco de TAILOR, BIOMEC investiga la posibilidad de simular de manera virtual en ordenador el efecto de la asistencia robótica sobre la movilidad del paciente. Para ello se produce una captura del movimiento de la marcha del mismo, se integran en el programa de simulación los módulos (exoesqueleto y/o neuroprótesis) y se verifica el efecto que el sistema tendrá sobre la marcha del paciente. Esta herramienta de simulación permitirá diseñar tecnología de asistencia a la marcha personalizada a cada paciente, creando sistemas más ligeros y asequibles; y reduciendo el tiempo de adaptación del paciente al dispositivo de asistencia.
El proyecto está financiado por el Plan Nacional de I+D del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y coordinado por el Hospital Nacional de Parapléjicos de Castilla-La Mancha. Colaboran además el Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Guttmann de Barcelona.
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