Los implantes de cuentas magnéticas permiten a las prótesis robóticas seguir los músculos en tiempo real

Más allá de cuatro décadas de electrodos cutáneos

Durante cuarenta años, los sistemas de control neuroprotésico se han basado en la electromiografía, una técnica que emplea electrodos superficiales sobre la piel para detectar señales eléctricas en el tejido muscular. Ese enfoque presenta límites mecánicos: los datos eléctricos no transmiten directamente la posición, el par ni la resistencia. Los electrodos cutáneos también sufren deriva de la señal cuando un músculo permanece contraído, captan interferencias de músculos adyacentes y pierden contacto cuando aparece sudor.

Para superar estos problemas, un equipo dirigido por el autor principal e inventor Hugh Herr, profesor de artes y ciencias de los medios y codirector del K. Lisa Yang Center for Bionics del MIT, recurrió a un método de seguimiento mecánico conocido como magnetomicrometría, según informó MedicalXpress. La técnica evita los indicadores eléctricos al medir directamente la longitud y la velocidad físicas de las fibras musculares, lo que supone una innovación destacada en las prótesis biónicas.

«Esta interfaz es mínimamente invasiva, por lo que podría ser accesible para más personas. Colocas dos cuentas en el músculo y tienes acceso a toda esta rica información sobre la dinámica muscular».

— Christopher Shallal, MIT

Dos cuentas magnéticas para seguir la dinámica muscular

El invento funciona colocando pares de cuentas magnéticas en miniatura dentro del tejido muscular objetivo. Cuando el músculo circundante se contrae o se estira, los sensores externos montados en la superficie de la piel siguen los cambios del campo magnético para calcular la distancia exacta entre las dos cuentas.

El coautor principal Christopher Shallal, investigador graduado del Programa Harvard-MIT en Ciencias de la Salud y Tecnología, describió el enfoque como una alternativa mínimamente invasiva a los métodos anteriores. Como los campos magnéticos atraviesan el tejido biológico sin cables, el sensor lee la mecánica muscular directamente a través de la piel. El coautor principal Cameron Taylor, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, había verificado previamente la técnica en modelos animales en 2021 antes de pasar a los ensayos en humanos, según MedicalXpress.

Pruebas con cursor en pacientes con cirugía de miembros biónicos

El ensayo clínico evaluó el sistema en tres participantes con amputaciones por debajo de la rodilla que se habían sometido previamente a un procedimiento de interfaz mioneural agonista-antagonista, conocido como AMI. Durante esta cirugía, se reconectan quirúrgicamente pares de músculos opuestos para que, cuando un músculo se contrae, su compañero se estire de forma dinámica.

Durante las pruebas del estudio reportadas por MedicalXpress, los participantes no llevaban una extremidad prototipo física. En su lugar, movían sus músculos residuales para guiar un cursor en pantalla hacia objetivos. El seguimiento inalámbrico permitió al sistema registrar la dinámica muscular continua, proporcionando el tipo de datos de salida mecánica que necesitan los controladores robóticos para construir una marcha más natural.

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