Investigadores de la Singapore University of Technology and Design han desarrollado un dispositivo de rodilla que detecta el movimiento real de la articulación. De esta manera, permite obtener información para detectar los primeros signos de disminución de la movilidad y favorecer así el cuidado de la salud.
Dicho dispositivo de tela, como se aprecia en un vídeo informativo, se adapta perfectamente a la rodilla y está integrado en un circuito para la detección inalámbrica del movimiento de las articulaciones en tiempo real. Además, informa la SUTD, en comparación con otros dispositivos electrónicos tejidos,este modelo tiene menos componentes integrados externamente y un sensor más sensible, lo que lo hace menos propenso a errores.
Para fabricar el aparato ortopédico en el que se encuentra el dispositivo, utilizaron una impresora 3D de múltiples materiales e integraron sensores, interconexiones y resistencias dentro de cada tejido. El equipo de investigación que ha desarrollado el proyecto está liderado por Low Hong Yee, profesor asociado de la universidad, en colaboración con el Dr. Tan Ngiap Chuan de SingHealth Polyclinics.
Menos propenso a errores que otros dispositivos
Según señala el estudio, el monitoreo continuo y a largo plazo puede potencialmente prevenir o retrasar el deterioro al permitir el diagnóstico temprano, el pronóstico y el manejo de las condiciones relacionadas con la movilidad. Dicho monitoreo se puede realizar a través de sistemas de análisis portátiles o no portátiles, requiriendo estos últimos de un entorno de laboratorio e individuos capacitados para su manejo.
Son, por ello, menos prácticos. Los portátiles, en cambio, son más baratos y fáciles de usar. Sin embargo, subraya la SUTD, la gran mayoría de los sistemas de análisis portátiles tienden a ser “inflexibles y voluminosos”, razón por la cual se están implementando en los últimos tiempos los dispositivos portátiles hechos de tela conductora.
“Son suaves, livianos, maleables, cómodos y adecuados para el seguimiento a largo plazo”, destacan. Pero tampoco son perfectos, ya que “se vuelven propensos a errores si se desplazan de su ubicación prevista y dependen de componentes externos que restringen la sensibilidad y el rango de trabajo de los sensores”.
Alto grado de libertad funcional y de diseño
De esta manera, el equipo de investigación asiático ha creado un dispositivo portátil “con un alto grado de libertad funcional y de diseño”. Su rodillera inteligente, que está completamente tejida con esa tela conductora, “integra a la perfección múltiples componentes eléctricos flexibles en un circuito estirable”.
Así, cuando se usa, “la rodillera convierte los cambios en la articulación de la rodilla en señales eléctricas, lo que permite la detección inalámbrica y continua en tiempo real de su movimiento”. Según explica el mencionado profesor Low Hong Yee, las claves de este dispositivo portátil son “la precisión y confiabilidad de los datos del sensor” y que el sensor, a su vez, dependa de la menor cantidad posible de componentes externos.
Para lograr esta obtención de datos en tiempo real, el equipo acopló mecánicamente un hilo eléctricamente conductor con un hilo dieléctrico de alta elasticidad, algo que, en palabras de Low, “fue un desafío, ya que las propiedades deseadas para cada componente eran muy diferentes”. Además, explica, los sensores necesitan producir un gran cambio en la resistencia para mejorar la sensibilidad, mientras que las interconexiones y las resistencias necesitan los valores más alto y más bajo, respectivamente.
Buscamos explorar el potencial de comercialización del dispositivo
Finalmente, el dispositivo fue probado a través de actividades de extensión-flexión, caminar, trotar y subir escaleras, comparando los datos del sensor con los de la captura del movimiento articular real del sujeto. “El tiempo de respuesta del sensor fue inferior a 90 milisegundos, lo suficientemente rápido como para monitorear los movimientos humanos incluidos en el estudio”, señala el estudio.
“Los datos del sensor mostraron una fuerte correlación con los datos de movimiento de las articulaciones adquiridos del sistema de captura de movimiento, lo que demuestra la confiabilidad de los datos del sensor. Finalmente, reivindican, “impacto potencial de dicho dispositivo en el campo médico es enorme”.
“A menudo, las personas ignoran los primeros signos de disminución de la movilidad, ya que no se consideran lo suficientemente graves como para buscar ayuda. La tecnología portátil resuelve este problema al evaluar la movilidad de un usuario directamente en tiempo real”, sentencian, añadiendo que el dispositivo, que es fácil de incorporar en una tela suave y cómoda, puede llegar a ser especialmente útil entre los atletas y los ancianos.
“Hemos comenzado a trabajar para extender el dispositivo portátil a grupos de usuarios especiales y para monitorear otras articulaciones del cuerpo, como el hombro”, menciona Low, quien finaliza comentando que están “buscando explorar el potencial de comercialización del dispositivo”. “El equipo tiene la intención de estudiar el efecto del sudor y de la humedad en las señales de los sensores y ampliar la investigación para incluir a sujetos de poblaciones sanas y no sanas”, concluye el estudio de la la Singapore University of Technology and Design.