En la Enfermedad Motriz de Origen Cerebral (EMOC), la lesión neurológica retrasa el desarrollo de la postura y los patrones normales de movimiento de la persona. Por eso presentan posturas asimétricas y limitación en la amplitud de sus movimientos, lo que podría generar lesiones musculares, óseas y, en ocasiones, también en los ligamentos. Con una incidencia de 2,5 a 3 de cada 1.000 niños nacidos, la EMOC es la principal causa de discapacidad física en la infancia. En Argentina, cada año hay 1.000 a 1.500 niños nuevos con esta discapacidad.

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Durante el cursado de la carrera de Ingeniería Biomédica, una carrera que dictan conjuntamente las facultades de Ciencias Médicas y de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UNC, Lucas Ghirimoldi tuvo un primer contacto con estas patologías y las herramientas desarrolladas en otros países para colaborar en su rehabilitación. Y eligió ese tema para el proyecto con el que obtuvo su título de grado. Así fue que diseñó, construyó y probó un prototipo destinado a favorecer tanto la bipedestación (el proceso de erguirse), como el desplazamiento de individuos con estas patologías. El resultado es una propuesta que podría adaptarse perfectamente a pacientes con otros trastornos motrices de diferente origen.

Se trata de un traje liviano, flexible y de cuerpo completo, confeccionado en tela de jean elastizada para lograr una compresión adecuada del tronco y las extremidades. La clave reside en un esqueleto neumático, compuesto por tubos de aire que parten de los tobillos, recorren los costados externos de las piernas, suben por la espalda y se prolongan por detrás del cuello y los brazos.

Al ser inflados con un compresor –lo que demanda apenas un par de minutos–, estas mangueras tensan la tela y, de esa forma, ejercen una presión extra sobre ciertos músculos posteriores y puntos específicos del sistema articular. El resultado es una mejora en la curvatura de la columna, el sostén de la cabeza, así como de la posición y estiramiento de las piernas. Todo ello genera una postura más erguida y relajada, junto a un incremento de la estabilidad.

Por otra parte, la flexibilidad y bajo peso del prototipo posibilitan el desplazamiento del usuario. Cuando se mueve, la compresión del traje corrige su marcha porque ajusta los movimientos voluntarios y controla los involuntarios. De esa manera, permite que la persona camine de manera más correcta, disminuyendo su gasto energético y reduciendo el riesgo de aparición de lesiones musculares u óseas.

El proceso de investigación, diseño y construcción demandó más de un año de trabajo. El funcionamiento del traje fue probado en profesionales kinesiólogos, quienes al usarlo pudieron realizar una serie de sugerencias que fueron tenidas en cuenta en la propuesta final. También fue testeado en dos adultos que presentan secuelas de EMOC, con devoluciones muy positivas.

En este punto, y con el objetivo de no generar ciertas expectativas, tanto Lucas Ghirimoldi como Diego Beltramone y Marcela Rivarola, los profesores que lo asesoraron, aclaran que se trata de un prototipo no apto para su comercialización. En este sentido, habría que profundizar la investigación sobre el diseño y realizar validaciones sobre los materiales que podrían utilizarse en su producción. Y más importante, incluso, sería necesario programar estudios clínicos a largo plazo para evaluar su efectividad terapéutica en la rehabilitación de estos pacientes.

ADN del prototipo

Ghirimoldi se abocó a pensar un dispositivo que estimulara sensorialmente al paciente y le ayudara a mejorar su alineación corporal. Más aun, el objetivo del joven era promover la plasticidad neuronal o aprehensión de movimientos, generar una huella neurofisiológica en el cerebro sobre cuál es, por ejemplo, la postura adecuada y la correcta coordinación de los miembros.

Los seres humanos poseen dos mecanismos que trabajan juntos. La sensopercepción es lo que permite discriminar sensaciones, discernir entre dos estímulos simultáneos, como el ruido del televisor y de heladera, por caso. La propiocepción, en cambio, es el mecanismo que utiliza el cuerpo para detectar información sobre su posición y la de sus miembros en relación al medio. Por ejemplo saber, en la oscuridad, si uno está acostado de espalda o de frente.

El prototipo realiza un aporte significativo en este último campo, al proporcionarle a los pacientes con problemas motrices datos sobre cuál debería ser la postura más funcional de su propio cuerpo, de manera que pueda aprenderla para modular su equilibrio y la ejecución de sus movimientos.

Por otra parte, el traje respeta una serie de requerimientos en cuanto al diseño: es fácil de colocar; adaptable al crecimiento del paciente; se puede quitar fácilmente para ir al baño o cambiar el pañal; está construido con materiales suaves, hipoalergénicos y lavables. Los tubos del sistema de inflado, si bien son expansibles y soportan la presión del aire, adquieren al mismo tiempo la rigidez suficiente para facilitar el movimiento de las articulaciones.

Puesta a punto

Una vez desarrollado el primer prototipo, y con el propósito de ajustar hasta el máximo detalle posible, Ghirimoldi lo puso a consideración de kinesiólogos que lo probaron y realizaron recomendaciones puntuales. Con estas devoluciones lo mejoró y realizó pruebas clínicas en dos pacientes con EMOC.

Durante su utilización, uno de ellos manifestó sentir más seguridad, así como un incremento en la contención en la zona lumbar. El estudiante pudo observar una mejora en su alineación corporal y comprobó que la colocación del traje no supuso grandes esfuerzos ni demandó mucho tiempo. En el segundo paciente pudo observarse una mejora similar en la alineación postural, sumado a un andar o marcha más relajado y con menor necesidad de asistencia de otras personas.

Sobre sus pasos futuros, Ghirimoldi adelanta su intención de continuar investigando y realizar el Doctorado en Neurociencias.

Un control remoto telefónico

Para simplificar la interacción entre el prototipo y la persona a cargo de manejarlo, el investigador creó la aplicación “Ortesis”, para teléfonos inteligentes con sistema operativo Android. Una vez instalado en el móvil, el software se conecta por Bluetooth al compresor y permite controlar la presión de aire inyectada al sistema neumático, que varía según las necesidades de cada paciente.

Una interfaz muy simple e intuitiva permite incrementar y disminuir gradualmente el nivel de presión hasta alcanzar el punto óptimo para quien use el traje. Ese valor puede ser guardado en las configuraciones y luego recuperado para inflar rápidamente los tubos de aire.

Para la creación del software, el joven utilizó App Inventor 2, una herramienta desarrollada por el Massachusetts Institute of Technology (MIT), y la plataforma de Google Labs, dedicada a la producción de este tipo de aplicaciones.

Datos del trabajo

Proyecto Integrador | Prototipo de Ortesis Inflable para la Rehabilitación de Personas con EMOC

Autor | Lucas Ghirimoldi

Asesores académicos | Diego Beltramone y Marcela Rivarola

Carrera | Ingeniería Biomédica

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Unidades académicas de pertenencia | Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales / Facultad de Ciencias Médicas – Universidad Nacional de Córdoba