Mejora de la función de agarre en personas con deficiencias sensoriomotoras mediante la combinación de estimulación eléctrica con una órtesis de mano robótica (SENSIBLE-EXO)

Las deficiencias motoras y sensoriales de la mano resultantes de trastornos o lesiones neurológicas afectan a más de 50 millones de personas en todo el mundo. Condiciones tales como accidente cerebrovascular, lesión de la médula espinal (SCI) y lesión cerebral traumática (TBI) pueden causar impedimentos a largo plazo en las manos, lo que afecta en gran medida las actividades diarias y la integración social. Dado que la fisioterapia tradicional tiene una eficacia limitada en la rehabilitación, los dispositivos de asistencia que ayudan a realizar las actividades diarias han surgido como una solución necesaria. Los exoesqueletos blandos ofrecen ventajas, ya que son más cómodos y adaptables para el usuario, pero a menudo tienen dificultades para generar suficiente fuerza. Por otro lado, las prendas de estimulación eléctrica, como las mangas electrónicas, se muestran prometedoras al estimular los nervios y los músculos del antebrazo. Sin embargo, lograr un control de movimiento preciso y estable sigue siendo un desafío debido a las dificultades en la colocación de electrodos para la estimulación dirigida. Además, ninguno de los dispositivos actualmente disponibles es capaz de restaurar artificialmente la sensación perdida en las manos de los usuarios, lo que limita su capacidad para manipular objetos frágiles.

Reconociendo estas limitaciones, nuestro estudio propone una solución que combina un exoesqueleto blando de mano estándar con: (i) estimulación eléctrica de los músculos flexores y extensores de los dedos para generar contracciones musculares artificiales sincronizadas con el movimiento del exoesqueleto, compensando la falta de fuerza de agarre, y (ii) la estimulación eléctrica de los nervios para restaurar artificialmente la sensación perdida del tacto, lo que permite a los usuarios recibir retroalimentación sobre la fuerza que están aplicando al interactuar con el entorno. Los investigadores se refieren a esta combinación propuesta como Sensible-Exo.

Para lograr este objetivo, nuestro proyecto tiene como objetivo evaluar las mejoras funcionales en escenarios de asistencia y rehabilitación usando SensoExo en comparación con usar solo el exoesqueleto o no tener ningún soporte. El exoesqueleto se acoplará con una manga de estimulación eléctrica capaz de proporcionar estimulación eléctrica no invasiva en forma de estimulación eléctrica funcional (FES) y estimulación nerviosa eléctrica transcutánea (TENS). Se utilizará un guante con sensores integrados de fuerza y ​​flexión para modular la estimulación eléctrica. Además, además de estudiar la mejora de las tareas funcionales, los investigadores explorarán mejoras en la percepción, representación e integración multisensorial del cuerpo. De hecho, los investigadores también tienen como objetivo identificar la forma en que los pacientes perciben su cuerpo mediante evaluaciones de realidad virtual ad-hoc que se han desarrollado. Antes de cada valoración el paciente realizará algún movimiento predefinido en realidad virtual para familiarizarse con ella y aumentar la corporeidad.

Durante el estudio, los participantes realizarán una variedad de tareas basadas en sus habilidades residuales, incluidas tareas motoras (por ejemplo, agarrar y soltar, prueba de función manual del Instituto de Rehabilitación de Toronto, prueba de regulación de la fuerza de agarre, prueba de huevo virtual), tareas cognitivas (tareas duales) y evaluaciones de la representación y percepción del cuerpo. Algunas de estas tareas se realizarán en entornos de Realidad Virtual, tanto con como sin estimulación activa.