Diseño de una pierna protésica que se ajuste y funcione mejor
Según la Organización Mundial de la Salud, hay más de veinticinco millones de personas con miembros inferiores amputados y muchas de ellas utilizan prótesis para desplazarse. Aunque estas prótesis han hecho maravillas en términos de aumento de la movilidad y la calidad de vida, distan mucho de ser perfectas. De hecho, el 35,3 % de las personas amputadas afirman no estar insatisfechas con su prótesis en general, mientras que el 40 % tiene dificultades para caminar incluso 50 metros. «Si sumamos estas estadísticas, lo que obtenemos es una clara necesidad de mejorar la eficacia de las prótesis», afirma DeJiu Chen, profesor asociado del Real Instituto de Tecnología de Suecia KTH. Con el apoyo del proyecto SocketSense, financiado con fondos europeos, Chen dirige los trabajos para satisfacer a esta necesidad. Para ello, está utilizando tecnologías emergentes como sensores inteligentes, inteligencia artificial (IA) y el internet de las cosas (IdC) para construir un encaje protésico con mejores prestaciones.
Optimización del encaje protésico
Un componente fundamental de las prótesis modernas de extremidades es el encaje, la pieza que conecta el dispositivo a la persona amputada. Según Chen, para que la prótesis funcione, el encaje no solo debe ajustarse correctamente, sino también ser capaz de soportar la carga correcta, proporcionar la estabilidad de funcionamiento adecuada y garantizar el control. «El diseño y la optimización de un encaje protésico requieren un profundo conocimiento de las condiciones operativas reales dentro del encaje —explica Chen—. Esto, sin embargo, es una tarea difícil debido a la complejidad inherente y a la observabilidad restringida de un encaje en funcionamiento». Aquí es donde entra en juego la tecnología. Chen añade: «Gracias al uso de sensores inteligentes, la tecnología de SocketSense puede controlar y analizar eficazmente las condiciones dinámicas de funcionamiento de los encajes protésicos que, de otro modo, no podrían haberse observado. El resultado final es una pierna protésica que funciona y se ajusta mejor».
Tecnologías de vanguardia
Lo que hace que la solución de SocketSense sea tan innovadora es el uso de diversas tecnologías de vanguardia, como sensores electrónicos portátiles, impresos y flexibles que pueden aplicarse directamente al encaje y medir condiciones de funcionamiento fundamentales, como la presión y la fricción. La tecnología emplea métodos de aprendizaje automático e IA. «Combinadas con el análisis estadístico, estas tecnologías nos permiten realizar estimaciones avanzadas de las condiciones del muñón, que tradicionalmente han sido muy difíciles de predecir», señala Chen. SocketSense también dispone de análisis biomecánicos avanzados para el diagnóstico y el pronóstico del muñón, un sistema de apoyo a la toma de decisiones para optimizar el diseño del encaje y servicios de «software» integrados para la recopilación y el análisis de datos. Además, el equipo del proyecto creó una novedosa plataforma robótica, denominada «plataforma mecatrónica-gemela», que sirve de réplica analítica para permitir un análisis más eficaz. «Este método robótico para analizar las complejas interacciones entre el ser humano y el encaje significa que podemos modelar y simular el comportamiento virtualmente, de modo que la persona amputada no tenga que someterse a experimentos que pueden resultar estresantes», afirma Chen.
Encajes adaptados a las necesidades del usuario
Una vez probado y validado el sistema mediante pruebas de laboratorio y ensayos piloto y clínicos realizados en Islandia, España y el Reino Unido, los socios del proyecto están estudiando oportunidades para seguir perfeccionando las tecnologías y avanzar hacia su comercialización. «Mediante la integración de una amplia gama de tecnologías y métodos científicos, hemos desarrollado con éxito un sistema innovador, inteligente y basado en el IdC que cuenta con sensores personalizables intraencaje, recopilación de datos basada en la nube y análisis operativos avanzados», concluye Chen. «Pero aunque la tecnología sea impresionante, de lo que estamos más orgullosos es de lo que hace, es decir, de permitirnos crear encajes protésicos adaptados a las necesidades individuales de las personas amputadas».
Palabras clave
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