Smart Hand – robotic hand gives amputees a sense of touch

10 02 2014

 Developed by EU researchers, the Smart Hand is a complex prosthesis with four motors and forty sensors designed to provide realistic motion and sense to the user. Te sensors enabled it to become the first device of its kind to send signals back to the wearer, allowing them to feel what they touch. Phantom limb syndrome is the sensation amputees have that their missing body part is still there. The brain has remained open to receiving input from those nerves although they were cut off long ago. Likewise, impulses from the brain to control the missing limb still travel down the neurons towards the sight of amputation.

Scientists can use electronic sensors to pick up the control signals and relay them to a mechanical device. We’ve seen this technology used in the HAL exoskeleton from Cyberdyne, and in the i-Limb prostheses. Smart Hand is unique because it also takes advantage of those phantom limb pathways still being open. Doctors connect the sensors in the hand to the nerves in the stump of the arm, hence the patients can feel as well as in control of an artificial limb.

 

Imagen de previsualización de YouTube

 

The goal of the Smart Hand project is to create a replacement limb that is almost identical to the lost one. In both objectives, the Smart Hand is far from ultimate success. Four motors, although providing an impressive range of motion, do not have the full degrees of freedom, nor the variation in applied strength that a human hand has. It is amazing that the forty sensors can communicate with the human brain at all, but they do not provide nearly as much sensation as the millions of nerves in your biological hand. Yet, as mentioned in the video, the current Smart Hand prototype represents more than ten years of dedicated work.

 

Imagen de previsualización de YouTube

 

Robin af Ekenstam, the first amputee who tried their robotic hand, said it was just like using his real hand. He lost his hand after it was amputated in order to prevent a tumor spreading. He said: “It’s a feeling I have not had in a long time. When I grab something tightly I can feel it in the fingertips. It’s strange since I don’t have them any more! It’s amazing.”

He is able to use it in order to pick up objects, with a feedback manifested as a sense of touch on the fingertips of the prosthesis even at this stage of development. It is clear from his involvement in this project that this level of capability is well worth the time and effort involved. In other words, an imperfect Smart Hand is still a very desirable hand, and can perform remarkable tasks.

Beside limb replacement, it is thought the hand could also help eliminate ‘phantom pains’ that amputees and as a result improve their quality of life. Beyond that, if artificial limbs will one day match the human ones, there’s no reason they couldn’t be further improved. We would then see bionic limbs, or perhaps entirely bionic bodies, which exceed human limitations. Could these mechanical bodies be accepted as authentically human? The Olympic Committee already decided that some athletes with prostheses have an unfair advantage and are ineligible to compete. In the years to come we will see how society reacts when “good enough” becomes “good as new” and finally “better than ever”.

 

 

Robaid.com [en línea] Novi Sad (SRB): robaid.com, 10 de febrero de 2014 [ref. 11 de noviembre de 2009] Disponible en Internet: http://www.robaid.com/bionics/smart-hand-robotic-hand-gives-amputees-a-sense-of-touch.htm



Impresoras 3D: aplicaciones en salud

4 04 2013

La entrada de ayer la terminamos con una serie de preguntas relacionadas con la relación entre el mundo sanitario y la impresión en 3D que realmente se trata de hacer un objeto real a partir de una serie de sustancias y un modelo tridimensional virtual que contiene el código del modelo.

Hablamos de la posibilidad de crear modelos en 3D de piezas de anatomía (algo sencillo ya que estas piezas se realizan a partir de resinas y polímeros) pero podemos hacer cosas más complejas que ya hoy son una realidad.

Hace unos meses estuvimos pendientes de Liam, un niño nacido en sudáfrica que nació con el Síndrome de la bridas amnióticas o ADAM complex. Se trata de un síndrome congénito donde aparecen graves malformaciones en la extremidades.

Liam es noticia ya que han realizado para él una prótesis funcional de su mano diseñada a través de software libre y fabricada con un sistema de impresión en 3D.

Todo se inició en el año 2011. Richard Van As tras un accidente había perdido algunos dedos de su mano y la cobertura de su seguro no cubría una prótesis. Ivan Owen creó un modelo de una mano robótica para una convección de aficionados a la ciencia ficción.

Owen publicó un vídeo en YouTube mostrando este modelo (un viral con más de un millón de visitas acumuladas)

La madre de Liam vio el proyecto y se puso en contacto con Van As y, entre ambos, desarrollaron la mano de Liam.

El desarrollo de prótesis es algo sencillo y que podría abaratar los costes de las mismas si se realizaran por esta técnica de impresión, pero en el fondo se tratan de modelos mecánicos.

¿Que pasaría si pudiéramos imprimir tejidos? ¿podría ser una solución para crear piel artificial? ¿podríamos imprimir células? ¿y código genético?… dejo que vuestra imaginación vuele.

 

Posted on 7 marzo, 2013 by Jose F. Avila

Nuevastecsomamfyc.wordpress.com [en línea] Madrid (ESP): nuevastecsomamfyc.wordpress.com, 04 de abril de 2013 [ref. 08 de marzo de 2013] Disponible en Internet: http://nuevastecsomamfyc.wordpress.com/2013/03/08/impresoras-3d-aplicaciones-en-salud/



La innovación médica que ha dejado una década de guerras estadounidenses

18 10 2012

Los injertos de piel en aerosol y los implantes cerebrales para controlar prótesis son algunos desarrollos de guerras recientes.

 

Actualmente regresan a la guerra, con prótesis, soldados que en conflictos anteriores no habrían sobrevivido (Getty Images).

Actualmente regresan a la guerra, con prótesis, soldados que en conflictos anteriores no habrían sobrevivido (Getty Images).

(CNN) — Tras los ataques terroristas del 11 de septiembre de 2001, Estados Unidos inició la “guerra contra el terror”, una campaña de combate que ha durado más de una década. Hace 11 años, el 7 de octubre de 2001, Estados Unidos lanzó la operación Libertad Duradera, que se convirtió en la guerra en Afganistán, y en marzo de 2003 atacó Iraq. Miles de estadounidenses han muerto y casi 50,000 soldados han sido heridos en esas guerras.

Algunas de las armas más letales utilizadas por los insurgentes son los dispositivos explosivos improvisados. Las heridas por explosión de estas bombas, incluyendo la pérdida de extremidades, traumatismos cerebrales y quemaduras graves, abundan entre los soldados.

Ahora los militares sobreviven a estas heridas extremas que décadas atrás habrían sido fatales. Un combatiente herido en batalla ahora tiene un 50% más de probabilidad de sobrevivir que en cualquier guerra previa, según el Departamento de Defensa de Estados Unidos.

Parte de este avance es atribuido al avance a mejores equipos de protección corporal, mejor entrenamiento médico, y un sistema de evacuación eficiente. Según la Fuerza Aérea de Estados Unidos, un soldado puede volver a Estados Unidos en tres días o menos si es necesario, comparado con los 10 días que tomaba durante la Guerra del Golfo (1990-1991) y los 45 días que tardaban en la Guerra de Vietnam.

Como en guerras anteriores, la investigación médica ha logrado avances para curar mejor a los heridos y prevenir que más personas mueran en el campo de batalla.

Aquí un vistazo a algunos de los avances:

Traumatismo cerebral

En EU se han registrado casi 250,000 casos de traumatismos cerebrales (TBI, por sus siglas en inglés) desde el año 2000, de acuerdo con la vocera del Departamento de Defensa, Cynthia Smith. Más de 60 programas de TBI han sido creados en instalaciones de tratamiento médico para la milicia en bases de Estados Unidos, y 11 nuevos centros de cuidado y recuperación de contusiones han sido establecidos en zonas de despliegue.

Antes de las guerras en Iraq y Afganistán, se le prestaba más atención a traumatismos cerebrales graves, pero la investigación ha cambiado su enfoque, ya que el 95% de los TBI no son de naturaleza grave, de acuerdo con el comandante John Hughes, neurólogo de investigación naval.

“Si leías un libro de texto sobre traumatismos cerebrales hace cinco o 10 años, se enfocaba en problemas más graves”, dijo Hughes. “Nos percatamos de que las heridas leves en realidad son problemas serios que necesitamos evaluar”.

Para entender mejor el impacto de estas lesiones, se han desarrollado técnicas más sofisticadas utilizando resonancias magnéticas para mostrar los cambios estructurales que ocurren en el cerebro.

También se ha hecho un progreso en el diagnóstico temprano de TBI. “Realmente el reto es cómo diagnosticamos a estos individuos (…) lo más pronto posible”, dijo Hughes.

La milicia ha tomado medidas para modificar instrumentos de alta tecnología utilizados en hospitales y laboratorios, adaptándolos como unidades portátiles que pueden ser utilizadas por personal médico en el campo de combate. Por ejemplo: un dispositivo portátil llamado DANA (Valoración Neuroconductual Automatizada de Defensa) que puede ser utilizado para identificar una conmoción cerebral en la zona de combate a través de una serie de pruebas neurocognitivas.

Prótesis

Aproximadamente 1,400 militares estadounidenses han perdido una o más extremidades, según las cifras más recientes publicadas por el Pentágono.

Algunas lesiones que derivan en pérdida de extremidades y que antes eran fatales ahora no solo se sobreviven, sino que algunos soldados pueden regresar a la zona de combate.

“Caminar en senderos de las montañas de Afganistán es muy diferente a caminar en la calle”, dijo el coronel Paul Pasquina, jefe del Departamento de Ortopedia y Rehabilitación en el Centro Médico Militar Walter Reed, en Estados Unidos. “Nos dimos cuenta de que algunas de estas extremidades prostéticas se rompían”.

Pasquina dijo las prótesis no solo se han hecho más resistentes, sino que ahora son motorizadas. Las rodillas y los tobillos motorizados facilitan el cambio de velocidad para caminar y correr, y ayudan a los heridos a caminar más naturalmente.

También están desarrollando dispositivos que se pueden implantar en el cerebro para tener un mejor control de los brazos prostéticos. Por ejemplo, si piensas en abrir tu mano, el dispositivo implantado convierte esa intención en una señal eléctrica para el brazo prostético y hace que se abra tu mano.

Medicina regenerativa

La medicina regenerativa utiliza estrategias para reemplazar deficiencias en nervios, vasos sanguíneos, para la cobertura de heridas complejas y para la regeneración de hueso para salvar extremidades. Desde procesos tan comunes como los injertos de piel, hasta tan complejos como la regeneración de una oreja, son ejemplos de medicina regenerativa.

El Departamento de Defensa estableció el Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos (AFIRM, por sus siglas en inglés) en 2008 para financiar proyectos para restaurar la función de tejidos y órganos dañados. En 2011 más de 80 proyectos ya habían sido financiados por el AFIRM.

Uno de estos es el aerosol de piel. Los investigadores exploran formas de reemplazar el viejo método de injertos de piel con este proceso: tomar una pequeña biopsia de piel, romper las células, ponerlas en un contenedor de aerosol y luego rociarlo sobre el sitio de quemadura, de acuerdo con el capitán Eric Elster, trasplantógo de órganos en el Centro Médico Militar Walter Reed.

Los trasplantes de rostro y manos son menos riesgosos ahora que la medicación antirechazo es más segura.

“En muchos aspectos tratamos con víctimas que no hubieran sobrevivido en conflictos previos”, dijo Elster, jefe de cirugía en el hospital Kandahar Airfield, en Afganistán. “Debido a todos estos avances tenemos un gran reto, que es curar a estos pacientes, y allí es donde la medicina regenerativa entra en juego”.

La innovación médico-militar en la historia*:

Guerra de Independencia en Estados Unidos: El General George Washington ordena la primera inoculación contra la viruela en soldados. La Escuela de Medicina de Harvard es fundada por John Warren, un cirujano del Ejército Continental.

Guerra Civil de Estados Unidos: La milicia desarrolla un sistema de ambulancias para transportar a los heridos.

Primera Guerra Mundial: Las transfusiones de sangre se utilizan más ampliamente. La neurocirugía se hace más común en la guerra.

Segunda Guerra Mundial: se usa la penicilina para curar infecciones. El químico DDT es utilizado por primera vez para el control de los mosquitos. Hay avances en medicamentos contra la malaria.

Guerra de Corea: avances en cirugía vascular. El entendimiento de las vacunas virales avanza. Se desarrollan vacunas contra el sarampión, las paperas y la rubéola después de la guerra de Corea.

Guerra de Vietnam: surgen las ambulancias en helicóptero. Inician los cuidados intensivos para la rabia. Un infante de marina que servía en Vietnam es la primera persona en sobrevivir a un caso de rabia.

*Esta lista fue compilada con información del profesor Dale Smith, presidente del Departamento de Historia Médica en los Servicios Uniformados de la Universidad de Ciencias de la Salud Bethesda.

 

Mexico.cnn.com [en línea] México (MEX): mexico.cnn.com, 18 de octubre de 2012 [ref. 13 de octubre de 2012] Disponible en Internet: http://mexico.cnn.com/salud/2012/10/13/la-innovacion-medica-que-ha-dejado-una-decada-de-guerras-estadounidenses