La Unidad de Biomecánica y Ayudas Técnicas del Hospital Nacional de Parapléjicos, centro dependiente del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha, participa en un proyecto del Plan Nacional de I+D, denominado TAILOR, que tiene como objetivo el desarrollo de exoesqueletos y neuroprótesis modulares que permitan su adaptación a los déficits de la marcha específicos de cada persona.
El proyecto TAILOR utiliza un enfoque denominado ‘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 de los requerimientos iniciales, hasta la evaluación final, con una estrecha interacción durante las fases de diseño de prototipos.
Según ha informado uno de los coordinadores de la iniciativa, el ingeniero Antonio J. del Ama, para lograr este objetivo, TAILOR desarrolla investigación en varias líneas. Por un lado, la línea del diseño centrado en el usuario, en la que participan diferentes grupos de usuarios 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 desarrollo de métricas para la marcha, que permitan la adaptación y personalización de estas ayudas técnicas a los déficits de la marcha específicos de cada persona. En esta fase se investiga cómo evaluar la función de marcha para extraer datos objetivos y configurar los módulos (articulaciones robóticas y número de canales de la neuroprótesis), de manera personalizada.
Plataforma de módulos
Otra línea de TAILOR concibe y diseña el exoesqueleto como una plataforma de módulos, cada uno para una articulación de la extremidad inferior -cadera, rodilla, tobillo- con actuadores y sensores seleccionados para diferentes necesidades, además de sistemas de fijación adicionales, que pueden configurarse y ensamblarse entre sí para responder a un déficit de la marcha de un paciente en particular.
El proyecto también desarrolla un nuevo concepto de neuroprótesis, que incluye el diseño de los módulos y la conexión en red de los mismos para dar cobertura a la estimulación de la musculatura de una articulación. Se pueden combinar los módulos para movilizar, mediante estimulación, varias articulaciones.
Esta idea contempla, 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.
Por otra parte, el proyecto TAILOR investiga la posibilidad de simular de manera virtual, en ordenador, el efecto que una ayuda técnica tendría sobre el paciente. Para ello, se produce una captura del movimiento de la marcha del mismo, se integra 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.
Retos de investigación
El proyecto corresponde al Plan Nacional de I+D, en concreto fue financiado en la convocatoria 2018: proyectos de I+D+i Retos Investigación. Es un proyecto a tres años, cuya finalización tendrá lugar en diciembre del 2021 y está integrado por tres subproyectos.
El Hospital Nacional de Parapléjicos coordina el proyecto global y lidera la primera de las tres partes del proyecto, en la que también participa el Institut Guttmann de Barcelona.
Los coordinadores del proyecto e investigadores principales de esta primera parte son Antonio J. del Ama y Ángel Gil Agudo, y por parte del Institut Guttmann, la doctora Narda Murillo, el doctor Eloy Opisso y el doctor Joan Vidal que colaboran en la conceptualización del diseño y la fase de validación.
Esta primera parte se centrará en el desarrollo de las métricas de marcha y de la implementación de las estrategias de Diseño Centrado en el Usuario. La segunda de las tres partes del proyecto tiene como objetivo el desarrollo de la Neuroprótesis modular y las estrategias de control hibrido, coordinada por el Grupo de Ingeniería Neural del Instituto Cajal (CSIC), cuyo investigador principal es Juan C. Moreno.
La tercera parte tiene como objetivos el desarrollo de los exoesqueletos modulares y de la plataforma de simulación, y es realizado por el Laboratorio de Ingeniería Biomecánica de la Universitat Politècnica de Catalunya BarcelonaTech (UPC), con Josep M. Font como investigador principal.
