Tipo de Proyecto: Territorial CITMA.

Según riesgo: Innovación / Tecnológico Salida: Servicio   Contacto: Jefe del Proyecto: DrC. Alberto López Delis Correo(s) electrónico(s) : cbm@uo.edu.cu, alberto.lopezd@uo.edu.cu, lopezdelis69@gmail.com Teléfono(s ) (+53) 22632545, 22631424- 22631425  ext 103, (+53) 22632787

Este proyecto es la continuidad de una primera propuesta de investigación en la cual se obtuvieron como resultados fundamentales:

• Desarrollo de un exoesqueleto biomecánico para miembro inferior mono-articulado que permitirá el movimiento de la articulación de la rodilla, tanto en fase de apoyo como en oscilación,
• Desarrollo de variantes de métodos que permitieron a partir de la información de las señales mioelétricas de superficie y de encefalografía detectar la posible intención del movimiento e imaginación motora, respectivamente. Los métodos fueron soportados en el desarrollo de técnicas avanzadas de reconocimiento de patrones mioeléctricos y herramientas de procesamiento digital de señales,

Realización de protocolos experimentales que permitieron la conformación de bases de datos para señales mioeléctricas de superficie y electroencefalografía.

La investigación recurrirá al empleo de las técnicas modernas para la detección de la intencionalidad y la imaginación motora, a través del uso de la electromiografía superficial y electroencefalografía, respectivamente. El proyecto propuesto se enmarca en las líneas de la Ingeniería de Rehabilitación, y abarca diversos campos científicos, para concebir, diseñar y desarrollar dispositivos robóticos experimentales para la asistencia y rehabilitación, controlados mediante bioseñales. Como resultados globales del proyecto, se proveerán herramientas que podrán ser incorporadas en nuevos sistemas robóticos asociados al desarrollo de un pedal motorizado, en el ámbito de la Ingeniería de la Rehabilitación, de tal forma que se supere parte de los inconvenientes que presentan actualmente los sistemas de este tipo. De otro lado, se creará un marco de trabajo de cooperación interdisciplinaria, entre grupos de investigación internacional.

Esta propuesta de proyecto, que permitirá el desarrollo de las tecnologías de rehabilitación y potencializar los lazos de colaboración institucional y académica, demostrados con los altos resultados científicos ya alcanzados.

OBJETIVO GENERAL

Construir y desarrollar un sistema robótico de bajo costo para su inserción y explotación en salas de Rehabilitación Muscular de Hospitales y Clínicas de la Provincia Santiago de Cuba. El sistema estará basado en un pedal motorizado controlado por impedancia, comandado por señales de electroencefalografía y/o electromiografía de superficie, que permita la neuro-rehabilitación   motora de sujetos con déficit motor severo a partir de la asistencia de movimientos de miembros superiores o inferiores.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Los objetivos específicos son delineados atendiendo dos etapas de desarrollo. La primera etapa está orientada a la obtención de un sistema de rehabilitación basado en un pedal motorizado comercial controlado por medio de un módulo electrónico para proveer un lazo cerrado entre el paciente y el pedal motorizado y la inclusión de un Sistema de Biofeedback a partir de EMG. En una segunda etapa, se propone el desarrollo constructivo de un pedal motorizado que integre ICC y sensores propioceptivos para medir variables de interés (ángulo, velocidad y fuerza), útiles para el desarrollo de controladores que permitan movimientos más naturales, adaptados a la evolución de los pacientes durante la terapia. En ambas etapas está concebida la instalación del prototipo en las salas de rehabilitación. Para ambas etapas, se plantean los siguientes objetivos específicos:

1. Conceptualización de la maqueta de pedal motorizado en su primera etapa.
2. Diseño, construcción y puesta a punto de todos los bloques que conforman la maqueta.
3. Elaboración y Ejecución de un protocolo experimental con sujetos saludables y post ACV para el estudio de movimientos reales relacionados a la acción pedalear, para la evaluación de la primera etapa del proyecto. Dicho protocolo será enviado para su aprobación a los Comité de Ética del Centro de Biofísica Médica, el Hospital General Docente “Dr. Juan Bruno Zayas” y el Hospital General “Ambrosio Grillo”.
4. Desarrollo de un sistema multicanal para la captura de señales de electroencefalografía y electromiografía superficial, con el fin de obtener un sistema de rehabilitación comandado por el paciente.
5. Conceptualización, diseño y construcción de un pedal motorizado acoplado a un controlador de impedancia que permita cuantificar variables útiles como ángulo, velocidad y fuerza, además de permitir al paciente la ejecución de movimientos libre de carga y con carga.
6. Elaboración y Ejecución de un protocolo experimental con sujetos saludables y post ACV para el estudio de movimientos reales e imaginarios relacionados a la acción pedalear, por medio de señales de EEG y EMG. Dicho protocolo será enviado para su aprobación a los Comité del Centro de Biofísica Médica, el Hospital General Docente “Dr. Juan Bruno Zayas” y el Hospital General “Ambrosio Grillo). La base de datos obtenida será utilizada para el desarrollo de ICCs orientadas a comandar el pedal motorizado.
7. Desarrollo de interfaces cerebro-computador basadas en métodos de bajo costo computacional, para el reconocimiento de la intención motora producida por movimientos imaginarios de pedaleo.
8.  Ejecución de protocolo experimental piloto en sujetos saludables y post ACV con déficit motor  severo para evaluar en tiempo “real” el desempeño de la ICC propuesta comandando el pedal motorizado a partir de la imaginación motora.
9. Integración de la ICC con el pedal motorizado propuesto controlado por impedancia. Luego de obtener dicho sistema, el objetivo 8 será aplicado nuevamente para validar la efectividad del sistema propuesto.
10.  Análisis, discusión y evaluación de los resultados experimentales obtenidos en ambas etapas para comenzar el proceso de factibilidad de la generalización del prototipo.