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El trabajo de una alumna permite controlar mediante sensores el crecimiento diario de los huesos

El departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática está colaborando con la Unidad de Ortopedia Infantil de La Arrixaca
Publicada el 17.sep.2018

El pormenorizado Trabajo Fin de Grado (TFG) en Ingeniería en Tecnologías Industriales de Laura Valdez Vidal, cuyas 428 páginas se pueden consultar en el Repositorio Académico de la UPCT, ha iniciado la colaboración entre el departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática y la Unidad de Ortopedia Infantil y la Unidad de Patología Séptica y Reconstrucción del hospital La Arrixaca para mejorar la precisión de los sistemas que se utilizan para corregir deformidades óseas.

El objetivo del trabajo, dirigido por Miguel Almonacid Kroeger y codirigido por José Manuel Cano Izquierdo, era la sensorización con mínimo impacto mecánico del robot paralelo TrueLock Hexapod (TL-Hex), desarrollado en Estados Unidos y usado en operaciones de Traumatología y Ortopedia Infantil. Otro estudiante de la UPCT hará este año otro TFG sobre esta línea de investigación y Almonacid y Cano ya están en contacto con empresas que puedan estar interesadas en integrar este desarrollo.

La alumna ha desarrollado una interfaz que mediante comunicación inalámbrica con el robot permite conocer en cada momento y con una precisión milimétrica la posición de los actuadores utilizados en tibia, fémur y húmero.

Para simplificar la corrección de la deformidad, el sistema actual consta de dos partes perfectamente diferenciadas, una hardware y una software. El hardware está formado por dos soportes externos circulares o semicirculares fijados a los huesos por medio de cables y clavos. Estos soportes están interconectados por medio de seis actuadores mecánicos, los cuales permiten un ajuste multiplanar.

“Las posiciones de los soportes externos pueden ajustarse de forma rápida o gradual en incrementos precisos para realizar reposicionamientos del segmento óseo sobre las tres dimensiones del espacio”, explica la estudiante en su TFG. El software sirve de soporte para los cirujanos durante los procesos preoperatorios, durante la operación y luego post-operación a los efectos de control de la plataforma.

“Se ha demostrado que un sensor de tipo mecánico, como los potenciómetros,son los más adecuados para conocer con precisión y mediante una electrónica de prototipado no industrial las posiciones de los actuadores”, concluye el TFG. Lo que permite “visualizar en pantalla de manera precisa, la posición de los actuadores mecánicos en cada momento, sin necesidad de mirar las escalas de los mismos, facilitando no sólo la labor de los médicos sino fundamentalmente a los pacientes. Estos pacientes en el futuro y mediante una interfaz apropiada podrán con seguridad interactuar con el sistema siguiendo la prescripción médica”, detalla la alumna, que ha contado con el asesoramiento del jefe de la unidad de Ortopedia Infantil de La Arrixaca, César Salcedo.

El sistema TL-Hex se utiliza tanto en la Unidad de Reconstrucción Ósea de adultos como la de Ortopedia Infantil, ambas dependientes del servicio de Traumatología, del Hospital de La Arrixaca.

“La electrónica en el sector médico ofrece mayor precisión, mejora la productividad, permite actuar en entornos complejos y facilita el trabajo diario de los médicos”, recuerda la autora del trabajo. “La cirugía ortopédica es ideal para la aplicación de sistemas robóticos, ya que entre otras mejoras permite: resultados más fiables y reproducibles, mayor exactitud en los trabajos de superficies óseas y mayor precisión espacial”, concluye.

Laura Valdez estuvo todo el curso desarrollándo la investigación para su TFG, mientras concluía una asignatura y realizaba prácticas en una empresa de robótica submarina. “Supuso un gran esfuerzo pero me gustó, me pareció muy interesante poder aplicar la ingeniería en la medicina y confío en que el prototipo pueda mejorarse, para ser más pequeño, y se pueda aplicar en pacientes que lo necesiten”, asegura la estudiante, que ha disfrutado este verano de una beca de estudios idiomáticos en Alemania, cuya lengua comenzó a aprender en la UPCT.

“Tienen mucho valor los estudiantes que inician investigaciones en nuevos campos, sin saber si se van a enfrentar a callejones sin salida, porque el 70% de lo que se ensaya en investigación no da frutos”, señala su codirector, José Manuel Cano.

“Este TFG, de aplicación en el ámbito biosanitario, esperamos que sirva para acercar a más chicas al mundo de la ingeniería”, señala por su parte el director del trabajo, Miguel Almonacid, que lo ha presentado en congresos médicos de actuadores fijos, para los que la Unidad de Reconstrucción Ósea de La Arrixaca es una referencia nacional. “Estamos muy agradecidos al doctor Salcedo”, concluye.