Investigadores de la UVa crean un sistema virtual para entrenar a candidatos a prótesis mioeléctricas

Alonso Alonso y Ramón de la Rosa, del Grupo de Investigación Reconocido de Comunicaciones Ópticas (GIRCO) de la Universidad de Valladolid (UVA), en España, han desarrollado un sistema de entrenamiento virtual para evaluar la idoneidad de los candidatos a prótesis mioléctricas, destinadas a personas amputadas de sus extremidades. Una prótesis mioléctrica es un dispositivo electrónico controlado por señales mioléctricas, es decir, por los impulsos eléctricos que generan los músculos en sus estados de flexión y extensión.






Este método se ha creado a petición de la Fundación Mapfre para reducir costes a la hora de probar este tipo de aparatos con usuarios reales amputados. Estas prótesis tienen unos elevados costes y han de ser adaptadas a cada paciente puesto que las características de la amputación son diferentes en cada caso.






Los clientes de la aseguradora que sufrían una amputación demandaban la mejor prótesis que existiera en el mercado y Mapfre les correspondía con este tipo de aparatos de alto coste. El problema residía en que, “se compraban las prótesis, se hacía todo el proceso de aprendizaje, de adaptación y al cabo de varios meses las prótesis quedaban en un armario porque la persona veía que en la práctica real no le servía”, apuntan Alonso Alonso y Ramón de la Rosa.






Por ello, los investigadores han desarrollado un sistema que permite demostrar de antemano a los posibles candidatos si la utilización de una prótesis de este tipo sería exitosa o no en función de su caso.






Concretamente, se trata de un sistema de entrenamiento virtual basado en la utilización de biosensores (electrodos) colocados en determinados puntos que difieren en cada usuario. Los electrodos se conectan a un ordenador donde se muestra la actividad eléctrica de los músculos en su contracción y relajación.






Tras registrar esta actividad muscular, se lleva a cabo una segunda fase denominada diagrama de estados. Con los músculos se marcan distintos estados en el sistema que aparecen como circunferencias en la pantalla del ordenador. Cada estado se corresponde a una acción, por ejemplo mano abierta o mano cerrada. “Si el usuario es capaz de saltar a los diferentes estados con una cierta soltura seguramente luego va a poder manejar bien el brazo en tres dimensiones de la última fase”, aclaran los investigadores.






Esta última fase se realiza así con un modelo en tres dimensiones de la prótesis mioeléctrica. El usuario amputado ve cómo el brazo virtual de la pantalla del ordenador se mueve cuando él estimula sus músculos de forma voluntaria. De esta manera, se puede comprobar si será un buen candidato a prótesis mioeléctrica o no.






Por otro lado, el sistema también cuenta con aplicaciones rehabilitadoras no solo para personas amputadas, sino para otros usuarios cuya masa muscular se haya visto afectada. Estas herramientas realizan una función terapéutica y también lúdica a través de juegos como un ping-pong virtual.

Ramón de la Rosa con electrodos conectados en su bíceps y tríceps. (Foto: DICYT)

En esta línea de investigación ha colaborado el estudiante Javier García Rodríguez en su Trabajo Fin de Grado (TFG) titulado ‘Sistema de control de dispositivos externos mediante Electromiograma: Aplicación a una mano robótica’. En este trabajo, que ha sido dirigido por Alonso Alonso, García Rodríguez ha creado una mano robótica que se controla de la misma manera que el sistema de entrenamiento, a partir de electrodos colocados en la inserción de diferentes músculos.






Actualmente, Ramón de la Rosa y Alonso Alonso continúan trabajando en la creación de sistemas y herramientas para ayudar a mejorar la calidad de vida de personas que cuentan con problemas de salud de diverso tipo. Entre sus proyectos cabe destacar Tactile com, una herramienta que potencia y facilita la comunicación de las personas sordo-ciegas. Se trata de un guante (aunque también hay modelo en cinturón) conectado a una tablet o smartphone con la que se envían comandos sencillos (mensajes como ‘médico’, ‘comer’, ‘dolor’, etc.) a través de una aplicación para Android.






Por otra parte, han desarrollado una silla de ruedas que busca “que las personas que no tienen prácticamente movilidad, que solo conservan la capacidad de pestañear, por ejemplo, puedan dirigir la silla de ruedas a través de unas gafas con unos sensores que traduzcan los pestañeos en distintas acciones”, agregan. (Fuente: UVA/DICYT)