Rehabilitación de la función de la mano por medio de robótica

El desarrollo de la medicina de rehabilitación ha avanzado a pasos agigantados en los últimos 30 años. La teoría de la rehabilitación moderna se mejora constantemente, y las tecnologías de prevención, evaluación y tratamiento de la rehabilitación también mejoran constantemente. Los conceptos relacionados penetran gradualmente en diversas disciplinas clínicas e incluso en la vida cotidiana de las personas. La tendencia al envejecimiento de la población en todo el mundo, en particular, está aumentando aún más la demanda de rehabilitación. Como una función importante de la participación y realización de una persona en la vida social y diaria, la función de la mano también ha recibido mucha atención para su disfunción y rehabilitación relacionada.

El número de casos de disfunción de la mano causados por diversas razones está aumentando, y la recuperación efectiva de la función de la mano es la base para que los pacientes regresen a la sociedad. Las principales enfermedades clínicamente relevantes para la disfunción de la mano se dividen en tres categorías principales . El primero son las enfermedades causadas por traumatismos, como fracturas comunes, lesiones de tendones, quemaduras y otras enfermedades; el segundo es la inflamación de las articulaciones, la inflamación de la vaina del tendón, el síndrome de dolor miofascial y otras enfermedades causadas por la inflamación; también existen algunas enfermedades especiales como los defectos congénitos de las extremidades superiores, los trastornos del control neuromuscular, el daño nervioso causado por la diabetes, la miopatía primaria o la atrofia muscular. Por lo tanto, la rehabilitación de la función de la mano es una parte importante de la rehabilitación general del cuerpo.

El principio de la rehabilitación de la función de la mano es restaurar la disfunción motora de la mano o de la extremidad superior causada por enfermedades o lesiones tanto como sea posible. La rehabilitación de la mano requiere la cooperación de un equipo de tratamiento profesional compuesto por médicos ortopédicos, terapeutas PT, terapeutas OT, psicoterapeutas e ingenieros de dispositivos ortopédicos. Un equipo de tratamiento profesional puede brindar a los pacientes una variedad de apoyos espirituales, sociales y ocupacionales, que son la base para una recuperación y reintegración social efectivas.

Las estadísticas muestran que a través del tratamiento tradicional, solo alrededor del 15 % de los pacientes pueden recuperar el 50 % de la función de la mano después de un accidente cerebrovascular, y solo el 3 % de los pacientes pueden recuperar más del 70 % de la función original de la mano. La exploración de métodos de tratamiento de rehabilitación más efectivos para mejorar la rehabilitación de la función de la mano del paciente se ha convertido en un tema candente en el campo de la rehabilitación. En la actualidad, los robots de rehabilitación de la función de la mano que se centran principalmente en el entrenamiento orientado a tareas, se han convertido gradualmente en una tecnología de tratamiento de rehabilitación indispensable para la rehabilitación de la función de la mano, aportando nuevas ideas para la rehabilitación de la función de la mano después de un accidente cerebrovascular.

El robot de rehabilitación de la función de la mano es un sistema de accionamiento mecánico controlado y fijado en la mano humana. Consta de 5 componentes para los dedos y una plataforma de apoyo para la palma de la mano. Los componentes de los dedos adoptan un mecanismo de articulación de 4 barras, y cada componente de los dedos es impulsado por un motor lineal independiente en miniatura, que puede impulsar la flexión y extensión de cada dedo. La mano mecánica se asegura a la mano con un guante. Puede impulsar los dedos para que se muevan sincrónicamente, y los dedos y el exoesqueleto robótico se perciben mutuamente y se controlan de forma interactiva en el proceso de evaluación y entrenamiento de rehabilitación. En primer lugar, puede ayudar a los pacientes con un entrenamiento repetitivo de rehabilitación de dedos. Durante este proceso, el exoesqueleto de la mano puede impulsar los dedos para completar movimientos de diferentes grados de libertad a través de diferentes modos de control para lograr el propósito del entrenamiento de rehabilitación. Además, también puede recoger las señales eléctricas de la mano sana cuando está en movimiento. A través del reconocimiento de patrones de movimiento del sistema de control eléctrico, puede analizar los gestos de la mano sana y conducir el exoesqueleto para ayudar a la mano afectada a completar el mismo movimiento, para realizar el entrenamiento de sincronización y simetría de las manos.

En términos de métodos y efectos del tratamiento, el entrenamiento con robots de rehabilitación de manos es significativamente diferente del entrenamiento de rehabilitación tradicional. La terapia de rehabilitación tradicional se centra principalmente en actividades pasivas para las extremidades afectadas en el período de parálisis flácida, que tiene deficiencias como la baja participación activa de los pacientes y el modo de entrenamiento monótono. El robot de exoesqueleto de mano ayuda en el entrenamiento de simetría bilateral y el entrenamiento de rehabilitación de terapia de espejo. Al integrar la retroalimentación positiva de la visión, el tacto y la propiocepción, la capacidad de control motor activo del paciente puede fortalecerse durante el proceso de entrenamiento. Llevando la participación activa del paciente en la rehabilitación de la función de la mano al período flácido, la sincronización de la intención motora, la ejecución motora y la sensación motora se pueden realizar en el tratamiento, y el centro se puede activar completamente a través de la estimulación repetida y la retroalimentación positiva. Es un método eficiente de entrenamiento de rehabilitación de la función de la mano para la hemiplejia. Este método de tratamiento de rehabilitación compuesto puede acelerar significativamente el proceso de recuperación de la función de la mano en pacientes con accidente cerebrovascular y tiene ventajas destacadas en la rehabilitación de la función de la mano después del accidente cerebrovascular.

El sistema de robot de rehabilitación de función manual se desarrolla con base en la teoría de la medicina de rehabilitación y tiene muchas características en sus prescripciones de tratamiento de rehabilitación. Durante el proceso de tratamiento, el sistema simula las leyes del movimiento de la mano en tiempo real. A través del sensor de accionamiento independiente de cada dedo, puede efectuar una variedad de entrenamientos para diferentes propósitos, como un solo dedo, varios dedos, dedos completos, muñeca, dedo y muñeca, etc., y así el control preciso de las funciones de la mano puede ser realizado. Además, se lleva a cabo una evaluación precisa de la señal EMG para pacientes con diferente fuerza muscular para seleccionar el método de entrenamiento específico para el paciente. Los datos de evaluación y los datos de entrenamiento se pueden registrar para su almacenamiento y análisis, y el sistema se puede conectar a Internet para una interconexión médica 5G en tiempo real. El sistema también está equipado con una variedad de modos de entrenamiento, como entrenamiento pasivo, entrenamiento activo-pasivo, entrenamiento activo, y el entrenamiento correspondiente se puede seleccionar de acuerdo con la fuerza muscular diferente de los pacientes.

La evaluación EMG original del pulgar y la evaluación EMG de cuatro dedos son una forma de obtener la señal física biológica del paciente, analizar la intención de movimiento representada por la señal física y luego completar el control de la mano de rehabilitación del exoesqueleto para realizar el entrenamiento de rehabilitación.

Los cambios potenciales generados por las contracciones musculares se detectan desde la superficie del cuerpo y, después de amplificar y filtrar la señal para eliminar la señal de ruido, las señales digitales se convierten, presentan y registran en la computadora.

La señal EMG de superficie tiene las características de buen rendimiento en tiempo real, naturaleza biónica fuerte, operación conveniente y fácil control, lo que significa que puede juzgar el modo de movimiento de las extremidades de acuerdo con la EMG de superficie del cuerpo humano.

Según muchos experimentos clínicos, este producto se aplica principalmente al tratamiento de rehabilitación de la disfunción de la mano causada por daños en el sistema nervioso, como un accidente cerebrovascular (infarto cerebral, hemorragia cerebral). Cuanto antes empiece el paciente a entrenar con el sistema A5, mejor será el efecto de recuperación funcional que se puede obtener. Algunos de los resultados de la investigación se muestran en la siguiente figura.

(imagen 1: estudio clínico titulado Efecto de la rehabilitación de la función mano a mano robótica desencadenada por EMG en pacientes con accidente cerebrovascular temprano )

(imagen 2: se utilizó el sistema de rehabilitación de manos Yeecon A5 para el estudio clínico)

Los resultados de estos estudios muestran que la mano robótica de rehabilitación activada por electromiografía puede mejorar la función motora de la mano de los pacientes con accidente cerebrovascular. Tiene cierto significado de referencia para la rehabilitación de la función de la mano en pacientes con accidente cerebrovascular temprano.

Acerca de Guangzhou Yikang Medical Equipment Industry Co., Ltd. 4 Articles
Guangzhou Yikang Medical Equipment Industry Co., Ltd. se estableció en 2000. Es una empresa de alta tecnología y un proveedor de servicios médicos de rehabilitación inteligente de alta calidad que integra I+D, producción, ventas y servicio posventa. Con la misión de 'ayudar a los pacientes a lograr una vida feliz' y la visión de 'la inteligencia facilita la rehabilitación', Yikang Medical está decidido a convertirse en líder en rehabilitación inteligente en China y contribuir a la industria de rehabilitación de la patria. Desde su establecimiento en 2000, Yikang Medical ha pasado por 20 años de altibajos. En 2006, estableció un centro de I+D centrado en la investigación y el desarrollo de productos de rehabilitación de alta calidad. En 2008, Yikang Medical fue la primera empresa en proponer el concepto de rehabilitación inteligente en China. Es una nueva era para el desarrollo de productos de rehabilitación inteligentes domésticos y, en el mismo año, lanzó el primer robot de rehabilitación inteligente A1 en China. Desde entonces, ha lanzado una serie de productos de rehabilitación inteligente de la serie A. En 2013, Yikang Medical fue calificada como una empresa nacional de alta tecnología y una unidad de construcción de una base de demostración nacional para la producción de equipos de tratamiento y diagnóstico de medicina tradicional china. En 2018, fue calificado como miembro principal de la Sociedad China de Medicina de Rehabilitación y patrocinador de CARM Rehabilitation Robot Alliance. En 2019, Yikang ganó el segundo premio del Premio Nacional al Progreso de la Ciencia y la Tecnología, participó en tres proyectos de investigación científica clave a nivel nacional y participó en la compilación del plan de estudios obligatorio del XIII Plan Quinquenal. El 10 de enero de 2020, el presidente de la República Popular China, el Sr. Xi Jinping entregó premios a Yikang Medical, la Universidad de Medicina Tradicional China de Fujian, la Universidad Politécnica de Hong Kong y otras unidades en el proyecto de tecnología clave y aplicación clínica de integró la rehabilitación de la medicina tradicional china y occidental para la disfunción posterior al accidente cerebrovascular en el Gran Salón del Pueblo. Yikang Medical se mantiene fiel a la aspiración original, siempre tiene en cuenta su responsabilidad como empresa líder en rehabilitación inteligente y lleva a cabo tres proyectos de I+D clave a nivel nacional en Proyecto especial "Respuesta tecnológica proactiva para la salud y el envejecimiento" , que incluye un sistema de entrenamiento para la rehabilitación de la disfunción del habla y la vocalización, un sistema de entrenamiento para la rehabilitación de la disfunción motora de las extremidades y un robot para lesiones de la médula espinal humana.

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