Exoesqueleto robótico para niños con Distrofia Muscular de Duchenne

Un equipo internacional de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y de la colombiana Universidad de San Buenaventura (USB) ha diseñado un exoesqueleto robótico para la asistencia en la terapia física de la marcha de niños con distrofia muscular de Duchenne. El trabajo, publicado en la revista Applied Sciences, se ha centrado en el desarrollo de la ingeniería del exoesqueleto, es decir, en el diseño mecánico, electrónico y de sistemas de control. Las simulaciones numéricas han validado el rendimiento y la robustez del sistema diseñado lo que, de confirmarse en la futura evaluación clínica del exoesqueleto, tendría un impacto muy positivo en la calidad de vida de los pacientes.

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es una enfermedad que afecta a casi cinco de cada 100.000 niños varones. Al ser una enfermedad ligada al cromosoma X la padecen en su mayoría niños. Esta enfermedad se caracteriza por causar debilidad y fatiga muscular, falta de estabilidad al caminar, complicaciones cardíacas y respiratorias, especialmente en edades adultas. Estas características conducen al confinamiento de los niños a sillas de ruedas desde edades muy tempranas. Al ser considerada una enfermedad sin cura, los esfuerzos se enfocan en preservar la autonomía del paciente el mayor tiempo posible. En este sentido, la terapia física es la mejor herramienta para ralentizar la distrofia muscular.

Ante la falta de herramientas tecnológicas adecuadas para llevar a cabo la fisioterapia con pacientes de DMD, investigadores de la Universidad de San Buenaventura y de la Universidad Politécnica de Madrid han ideado el diseño mecánico, electrónico y de sistemas de control de un exoesqueleto robótico que permitiría automatizar los procesos de terapia física de estos pacientes. Esta tecnología tiene el objetivo de servir de apoyo al personal médico a la hora de ejecutar procesos de terapia con menor fatiga física, mayor repetibilidad y con una mejor valoración del progreso del paciente.

Para el diseño de la ingeniería del exoesqueleto robótico y el estudio de su rendimiento, los investigadores han utilizado un modelo híbrido dinámico-matemático del exoesqueleto y el cuerpo de un niño según la antropometría de una población de niños de seis años. Las simulaciones numéricas han validado el rendimiento y la robustez del sistema. Según Álvaro Gutiérrez y Jaime Arcos-Legarda, investigadores de la ETSI de Telecomunicación de la UPM participantes en el estudio: “este exosqueleto está concebido como una herramienta de asistencia para el personal médico, quienes al final son los encargados de supervisar y ajustar las rutinas de movimiento para cumplir con los objetivos de rehabilitación.“

Futuras investigaciones se enfocarán en la evaluación clínica del exosqueleto, lo cual dará evidencias del impacto positivo que puede tener el uso de esta tecnología sobre la calidad de vida de los niños con DMD.

Imagen: Exoesqueleto para terapia de niños con Distrofia Muscular de Duchenne. Fuente: UPM

Jaime Arcos-Legarda, David Torres, Fredy Velez, Hernan Rodríguez, Alexander Parra and Álvaro Gutiérrez. Mechatronics Design of a Gait-Assistance Exoskeleton for Therapy of Children with Duchenne Muscular Dystrophy . Appl. Sci. 2023, 13(2), 839; https://doi.org/10.3390/app13020839