Tecnologías médicas: Biomécanica

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El Laboratorio de Ingeniería Biomecánica (BIOMEC) es un grupo de investigación de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y una de las siete áreas del Centro de Investigación de Ingeniería Biomédica (CREB). La misión del laboratorio es doble, por un lado desarrollamos modelos biomecánicos multicuerpo para analizar y simular la dinámica del movimiento humano, para aplicaciones clínicas y deportivas; y por el otro, diseñamos dispositivos robóticos personalizados para la asistencia y la rehabilitación del movimiento.

El laboratorio tiene un laboratorio de análisis de movimiento totalmente equipado que incluye un sistema de captura de movimiento de 18 cámaras, 2 placas de fuerza, un sistema de electromiografía de 16 canales (EMG) y un sistema de medición de presión en el zapato. El laboratorio también tiene un taller completo donde investigadores y estudiantes diseñan y construyen internamente todos los prototipos mecatrónicos desarrollados.

Los proyectos de investigación actuales se centran en el desarrollo de exoesqueletos robóticos personalizados para ayudar a la marcha de los sujetos lesionados de la médula espinal, así como en el análisis del movimiento humano para evaluar los resultados de las intervenciones clínicas y los tratamientos. El grupo también investiga otros temas fundamentales de ingeniería mecánica y robótica. Los miembros del laboratorio son ingenieros mecánicos y biomédicos que trabajan en estrecha colaboración con socios clínicos e industriales para traducir las tecnologías desarrolladas en productos que satisfagan las necesidades del mundo real.

El Laboratorio BIOMEC colabora activamente con instituciones internacionales como McGill University, Rice University y TU Darmstadt. Además, recientemente hemos fundado nuestro primer spin-off ABLE Human Motion, que se centra en transferir al mercado el primer exoesqueleto ligero, fácil de usar y asequible para personas con lesiones de la médula espinal que restaura la capacidad de caminar de forma natural e intuitiva.

Líneas de investigación

  1. Simulación de la dinámica del movimiento humano.
  2. Diseño de dispositivos robóticos de asistencia para la neurorehabilitación.

Objetivos científicos

  1. Diseño de nuevos sistemas robóticos de asistencia y neuroprótesis para mejorar la marcha de pacientes con lesión medular e ictus.
  2. Desarrollo de algoritmos predictivos del movimiento humano mediante modelos biomecánicos y algoritmos matemáticos de control óptimo.
  3. Diseño de tecnología de asistencia innovadora para la rehabilitación de la extremidad superior.
  4. Validación clínica de la tecnología para rehabilitación desarrollada en el grupo en centros hospitalarios como el Hospital Sant Joan de Déu Barcelona.
  5. Estudio clínico de la eficiencia de terapias de rehabilitación en pacientes mediante el análisis del movimiento humano en el laboratorio.

Àmbit/Camp d'especialització

La investigación que desarrollamos se enmarca en el estudio y simulación del movimiento humano y, a partir de su conocimiento, en el desarrollo de tecnología para rehabilitación.

El grupo cuenta con un laboratorio de biomecánica totalmente equipado (sistema de captura del movimiento, placas de fuerza, EMG, plantillas de presión plantar) para el análisis del movimiento humano. También disponemos de una cinta de correr ajustable en velocidad e inclinación. A partir de esta información, utilizamos software de biomecánica para calcular parámetros cinemáticos (ángulos articulares), dinámicos (pares y fuerzas musculares) y energéticos (consumo metabólico, potencias articulares). Estos parámetros permiten la caracterización objetiva del movimiento.

En cuanto a dispositivos robóticos, contamos con expertos en diseño mecánico, con una impresora 3D y con acceso total al laboratorio de fabricación de la UPC. Diseñamos sistemas de asistencia a caballo entre la ortopedia y la robótica. Por ejemplo, es destacable el exoesqueleto ABLE que permite volver a caminar a personas con lesiones medulares bajas.

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