Els exoesquelets són una solució de l’enginyeria per a la millora de la rehabilitació de persones amb lesions medul·lars
L’empresa catalana ABLE Human Motion treballa en un dispositiu més lleuger i assequible que els actuals
Esquelet exterior al cos d’un animal que li servei de protecció. Així defineix la Gran Enciclopèdia Catalana un exoesquelet, un concepte que en l’àmbit natural s’associa principalment als artròpodes. Gràcies a la contribució de l’enginyeria però, l’exoesquelet també és una màquina mòbil formada per una estructura externa que es posa sobre el cos d’una persona perquè, amb la força d’uns motors, li proporcioni energia per moure alguna de les seves extremitats. Són dispositius que s’utilitzen en medicina i recuperació funcional per tal de millorar la recuperació de les persones que, per lesions de diversa índole, majoritàriament neurològica com pot ser la lesió medul·lar, l’ictus o els traumatisme cranials, tenen afectada la mobilitat d’alguna de les seves extremitats. Tornar o no a caminar o moure els braços depèn, en part, de l’èxit d’aquesta rehabilitació i ja està demostrat que els exoesquelets la faciliten.
L’enginyer rus Nicholas Yagn va crear el dispositiu més semblant als exoesquelets actuals el 1890, utilitzant energia emmagatzemada en bosses de gas comprimit per ajudar al moviment. Era però, passiva i necessitava energia humana. Més endavant, el 1917, el nordamericà Leslie C. Kelley va desenvolupar un podòmetre amb lligaments artificials que actuaven en paral·lel als moviments de l’usuari, gràcies a l’energia generada pel vapor. No va ser fins el 1960 que van començar a aparèixer les primeres màquines mòbils integrades als moviments humans que, fins ara, han anat evolucionant de prestacions i lleugeresa.
Exoesquelets i rehabilitació
Segons l’Exoskeleton Report, actualment hi ha 53 models diferents d’exoesquelets desenvolupats o en desenvolupament. Els hospitals i centres de rehabilitació fa temps que n’utilitzen com és el cas de l’Institut Guttmann que, en diferents formats, en tenen una desena, d’estàtics i de dinàmics. Segons ha explicat a Fulls d’Enginyeria el Dr. Josep Medina, cap de Rehabilitació Funcional de l’Institut Guttmann.
L’ús d’uns o altres permet que durant el període de rehabilitació s’aconsegueixin els objectius més ràpidament, els músculs afectats per la lesió es rehabilitin amb més rapidesa i el pacient adquireixi més habilitats en la seva millora funcional. Tot i que recalca que cada pacient és diferent, el període de recuperació pot veure’s escurçat notablement degut a les millores objectives que els aparells electromecànics aporten. El que podia ser una rehabilitació llarga i monòtona, actualment és més curta i dinàmica. Els exoesquelets ajuden, explica Medina, a repetir moviments sense cansar-se i “com que els aparells no tenen ni sentiments ni fatiga, la musculatura s’activa molt abans”, a part de que els aparells monitoritzen les variables que implica el moviment, fet important per valorar de forma objectiva les millores de cada cas. A més, destaca Medina, aquesta situació és un “estimulant” per als pacients que mostren més adherència als tractaments.
A banda d’accelerar doncs, el procés de rehabilitació, l’ús dels exoesquelets també té per objectiu millorar la funcionalitat i l’autonomia dels pacients per normalitzar el seu dia a dia. Medina situa en un punt “entremig”, l’exoesquelet que han desenvolupat els catalans ABLE Human Motion, una start-up fundada per l’enginyer industrial Alfons Carnicero fa poc més de dos anys.
En una entrevista a Fulls d’Enginyeria, Carnicero explica que la idea de crear aquest exoesquelet va sorgir arran de l’ictus que va patir el seu pare quan ell encara estudiava i va decidir dedicar-se a “buscar solucions” per a millorar la qualitat de vida de les persones. Així, va completar els estudis amb un màster de bioenginyeria i va iniciar-se al món laboral a l’Institut Guttmann, treballant a Implantcast, una empresa alemanya d’implants de genolls. Gràcies al contacte del seu tutor al treball Final de Màster, Josep Maria Font, va entrar en un projecte d’ortesis robotitzades que, al cap dels anys, s’ha convertit en la seva empresa. Per fer-ho, van realitzar més de 100 entrevistes amb professionals clínics i i per entendre millor el problema i veure que “no existien tecnologies que permetessin recuperar la marxa si no era a preu de Ferrari”, explica Carnicero. I és que la majoria d’exoesquelets del mercat valen al voltant dels 100.000 euros i pesen 25 quilos.
Per Carnicero, són aparells que les persones amb lesions medul·lars no poden fer servir al seu “dia a dia” i per això, ABLE Human Motion s’ha centrat en poder oferir una solució “més lleugera i més assequible”. Des que van fundar la companyia, a finals del 2018, fins ara, han aconseguit aixecar 2,3 MEUR d’inversió, entre subvencions públiques i capital privat, i crear un equip de 14 persones que treballa al costat de professionals clínics i pacients per fer evolucionar el producte. Actualment estan fent diversos assajos clínics a Alemanya, a l’Hospital Asepeyo i a l’Institut Guttmann i esperen poder aconseguir la certificació CE abans que acabi el 2022.
L'emoció de tornar a caminar
La proposta de ALBE Human Motion és una versió d’exoesquelet hospitalari amb prestacions millorades, ja que és el més lleuger del mercat, un preu al voltant dels 40.000 euros, una xifra que pot facilitar el seu accés a centres més petits i, per tant, arribar a més pacients. el sistema incorpora les tècniques més avançades de control de moviment i robòtica, que ofereixen una sinergia única entre l’ésser humà i la màquina. Això permet detectar de manera automàtica la intenció de l’usuari de fer certes accions, i personalitzar el moviment segons convingui. Així s’empodera el pacient en la seva pròpia rehabilitació, oferint una teràpia intensiva, progressiva i repetitiva, que afavoreix l’aprenentatge motor i la neuroplasticitat.
Actualment, ABLE Human Motion treballa amb un dispositiu que s’ha d’adaptar a qualsevol tipus de pacient però que cal personalitzar-ne els algoritmes en funció de les necessitats d’aquest pacient. Els estudis clínics que s’estan fent han demostrat que els pacients responen bé, sobretot si la lesió és per sota de la vèrtebra T8, i que si és una lesió superior, cal afegir motors als malucs per donar major estabilitat a l’usuari.
L’objectiu de l’empresa és poder acostar aquesta tecnologia d’exoesquelet al dia dia de les persones amb discapacitat. Carnicero espera que d’aquí uns anys els exoesquelets passin a ser una solució molt més estesa, i es puguin veure a persones caminant amb el dispositiu fora de l’hospital, travessant un carrer, passejant per un jardí o desplaçant-se dins de casa.
Carnicero diu que poder dedicar-se a aquest tipus d’enginyeria és “molt gratificant”, ja que els usuaris “s’emocionen” quan proven els dispositius, es posen drets i es “poden tornar a posar “a la mateixa alçadamirar als ulls als seus familiars”, deixant la cadira de rodes. Veure aquests resultats anima l’equip de Carnicerod’ABLE, que ja ha començat a treballar per desenvolupar un segon dispositiu per a persones amb paràlisi cerebralhemiplègia a causa d’un ictus.
Les innovacions tecnològiques, progrés per a la humanitat
Arran del propòsit d'Enginyers Industrials de Catalunya, ‘Liderem la innovació tecnològica per al progrés del món i de les persones’, volem divulgar sobre la transcendència i la rellevància de la tecnologia en el progrés de la humanitat.
