Robótica y realidad virtual
El crecimiento de terapias basadas en robótica y realidad virtual se debe al desarrollo tecnológico y al aumento de conocimientos en neuroplasticidad.
facultad de fisioterapia · neurología
jue. 03 de jun. 2021
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En las últimas décadas se ha podido experimentar un fuerte crecimiento de las terapias basadas en robótica y realidad virtual. La causa de este crecimiento se debe, sobre todo, al exponencial desarrollo tecnológico, junto con el aumento de los conocimientos en neuro-plasticidad y aprendizaje motor. Esto ha permitido el desarrollo de una serie de herramientas terapéuticas tras adquirir algún daño cerebral que, hasta hace unos años, eran totalmente inviables.

Robótica

Se puede definir un robot como un sistema hecho de motores eléctricos o actuadores hidráulicos controlado a través de cables o señales electromagnéticas por un ordenador. Además, está diseñado para ayudar en las tareas o actividades para las que ha sido programado. La inclusión de dispositivos robóticos en los programas de rehabilitación permite la repetición de movimientos funcionales, orientados a tareas específicas con una intensidad alta y eficiente. De esta forma se puede proporcionar “mayor cantidad de terapia”, además de mantener una alta motivación en el paciente. Son factores que han demostrado ser determinantes para el éxito terapéutico en diversas patologías neurológicas.

Aunque existen diferentes clasificaciones para la robótica, desde un enfoque clínico los robots pueden clasificarse en aquellos que son utilizados para realizar la compensación funcional o los que son utilizados para rehabilitación. Los robots para compensación son aquellos que suplen una función perdida, con el objetivo de asistir. Por otra parte, los robots para rehabilitación son aquellos que se usan con el fin de rehabilitar o entrenar funciones limitadas o perdidas. Tienen un objetivo terapéutico en el que el paciente recupere dicha función.

Miembro superior

La rehabilitación del miembro superior tras una lesión neurológica es uno de los mayores retos a los que se enfrentan los profesionales de ciencias de salud. Una cantidad sustancial de actividades de la vida diaria (AVD) implican el uso de las extremidades superiores. Por ello, el reentrenamiento de habilidades de agarre y alcance son fundamentales para obtener mayor calidad de vida.

Los sistemas robóticos de rehabilitación para el miembro superior tienen el potencial de realizar grandes dosis de entrenamiento motor de una tarea y de una manera rentable. En la mayoría de los sistemas robóticos, el robot ayuda al paciente a realizar los movimientos. Aunque se han desarrollado robots de asistencia para la rehabilitación del brazo, muñeca y mano y pueden ser usados por pacientes con poca o ninguna capacidad de movimiento residual, la asistencia completa puede que no sea del todo beneficiosa cuando el objetivo es la recuperación de la función. Desarrollos posteriores incluye un sistema de asistencia más equilibrado, con movimientos activos y robots activados mediante detección de señal electromiográfica del paciente.

Desde el punto de vista de sus características mecánicas, se puede decir que existen dos tipos de robots que se utilizan para la rehabilitación de miembro superior:

  • Exoesqueletos: son ortesis que se adaptan al miembro superior del paciente y disponen de un sensor de presión para la mano y ejercicios de realidad virtual (RV). El ejemplo más utilizado de este tipo de exoesqueletos es el T-WREX/Armeo, que dispone de diferentes versiones en función de la asistencia que ofrece al paciente. Otros ejemplos de este tipo de exoesqueletos son Pnew-Wrex, ArmIn o L-Exos.
  • Robots operacionales: donde el paciente necesita tener un cierto control sobre el miembro superior, ya que estos dispositivos suelen tener un soporte para el antebrazo y un sensor para la mano. De nuevo, el paciente debe realizar ejercicios sencillos de RV. El InMotion 2 es el más conocido en este tipo de dispositivos, existen otros como Amadeo que es exclusivo de dedos, MIT-MANUS, MIME, etc.

Miembro inferior

Mejorar la función de marcha, a menudo, se convierte en un objetivo principal para el programa de rehabilitación. También en una preocupación principal con respecto a la reintegración social y vocacional del paciente con un trastorno neurológico. Por lo tanto, las intervenciones que abordan la recuperación de la función de marcha son un objetivo principal en los programas de rehabilitación para pacientes con una amplia gama de trastornos neurológicos.

En comparación de la complejidad de los movimientos que caracterizan la robótica diseñada para miembro superior, la reeducación de la marcha alterna movimientos cíclicos más repetibles y con conceptos de control más simples. Sin embargo, deben soportar fuerzas más elevadas. Por ello, muchos robots requieren de un sistema de suspensión del peso corporal del paciente.

En general, la robótica para rehabilitación de miembro inferior se puede dividir en dos categorías:

  • Exoesqueletos robóticos: a su vez, esta categoría se puede dividir en los sistemas que utilizan un tapiz rodante y las ortesis de miembro inferior, como los dispositivos Lokomat, ALEX y LOPES. Estos sistemas generalmente se componen de un sistema de soporte de peso. El paciente se desplaza sobre una cinta rodante a través de un exoesqueleto de miembro inferior. Por otro lado, existen dispositivos similares a los anteriores, pero que no necesitan un tapiz rodante ni un sistema de suspensión del peso corporal, puesto que se utilizan para trabajar la marcha directamente sobre el suelo. Los más populares son BLEEX, HAL, H2, ReWalk, Exo Bionics® (EXSO).
  • Aparatos electromecánicos con un efector distal: en este tipo de tecnología el pie del paciente está en contacto con una plataforma que dirige el movimiento a nivel distal, dejando la rodilla libre para la facilitación por parte del terapeuta. Ejemplos de estos dispositivos son Gait Trainer, GT1, Haptic Walker y el sistema G-EO. Algunos de estos aparatos también disponen de un sistema de suspensión del peso corporal y/o barras paralelas para mejorar la estabilidad del paciente.

Ventajas y desventajas

Entre las ventajas de la robótica en rehabilitación se puede destacar principalmente tres:

  1. Permiten la repetición de una tarea. La robótica permite realizar mayor número de repeticiones de la tarea, con mayor fiabilidad, precisión y resistencia. Por lo tanto, va a favorecer la intensidad del tratamiento y las repeticiones de una tarea, que ya se ha visto que son elementos clave para el desarrollo de neuro plasticidad del sistema nervioso.
  2. Proporcionan medidas objetivas. Se puede obtener, de manera simultánea a la intervención, medidas objetivas y cuantitativas de los pacientes. Por lo tanto, se pueden almacenar datos y realizar comparaciones entre diferentes sesiones y disponer de una evolución más estandarizada.
  3. Aumento del número de pacientes que se pueden tratar. Disminuyen el esfuerzo de los profesionales, ya que no tienen que realizar tareas repetitivas y de esfuerzo, lo que aumenta el número de pacientes tratados y previene lesiones del personal.

Realidad virtual

Aunque la primera vez que se empleó el término “realidad virtual” (RV) fue en 1986 por J. Lamier, se han utilizado diferentes definiciones de este concepto a medida que ha ido creciendo el desarrollo tecnológico. En la actualidad, una de las definiciones más aceptadas de la RV es “la simulación de un entorno real generado por un ordenador, en la que a través de un interfaz hombre-máquina se va a permitir al usuario interactuar con ciertos elementos dentro del escenario simulado”.

Es decir, la RV consiste en una interfaz que permite interactuar con un escenario simulado. Habitualmente, cuando se piensa en RV, se imagina sistemas complejos y muy desarrollados que sumergen completamente en un mundo diferente. Sin embargo, atendiendo a la definición propuesta, sistemas más sencillos como los videojuegos también se consideran RV. Se debe a que permiten la interacción (normalmente a través de un mando o “joystick”) dentro de un escenario simulado que habitualmente aparece en una pantalla.

Neurorrehabilitación

La utilización de la RV con objetivos terapéuticos que se lleva utilizando en los últimos años llegó incluso a generar en los inicios un debate sobre si puede ser la RV entendida como una terapia con entidad propia, con sus correspondientes características y variantes. Sin embargo, hoy en día parece haber un consenso claro en que la utilización de la RV en rehabilitación es una herramienta más del abanico terapéutico disponible. Además requiere la programación, supervisión, modificación e interpretación del terapeuta que persigue con la utilización de ésta unos objetivos terapéuticos previamente definidos. De esta forma, los sistemas de RV permiten una serie de ventajas que, bien utilizadas, pueden ayudar al éxito terapéutico.

A continuación, se exponen las posibilidades y ventajas más destacadas que se le han atribuido a la RV en el ámbito terapéutico:

  • Ambientes funcionales, ecológicos y seguros: se permite la realización de actividades dentro de un entorno virtual similar al real pero seguro. Aunque los ejemplos más conocidos están en el ámbito de la docencia (aprendizaje virtual de cirugías, simuladores de vuelo, etc), se puede entrenar a pacientes con heminegligencia a cruzar la calle de forma segura, o evaluar las capacidades de conducción de un paciente con traumatismo cerebral.
  • Control de estímulos para adaptar o graduar la complejidad de la tarea: determinadas actividades o ejercicios pueden resultar frustrantes si son demasiado complejos o des motivantes si son demasiado fáciles. La posibilidad de ajustar el nivel de dificultad de cada tarea permite optimizar el rendimiento y mantener la motivación del usuario.
  • Permite estandarizar tanto evaluaciones objetivas como protocolos de tratamiento: La posibilidad de obtener mediciones objetivas de los movimientos del paciente durante la realización de una determinada tarea hace que se pueda realizar una evaluación cuantitativa de forma simultánea al tratamiento.
  • Fuente de motivación y feedback: La posibilidad de dar retroalimentación al sujeto sobre el nivel alcanzado o el éxito de la tarea ejecutada, junto con la posibilidad de utilizarlo como herramienta de ocio, hacen que aumente la adherencia del tratamiento.

Efectos terapéuticos

A pesar de que cada vez hay más literatura científica sobre el uso de la RV y los videojuegos en rehabilitación, aún hay un cuerpo de conocimiento escaso sobre la eficacia terapéutica real de estos nuevos sistemas. Aunque la mayor parte de los estudios realizados se centran en la patología neurológica, hay gran variedad de problemas tratados. Se han utilizado con buenos resultados situaciones en la que los pacientes tienen que parar un balón que viene hacia la portería como tratamiento para la heminegligencia. O bien la utilización de aulas virtuales con diferentes distractores para el tratamiento de niños con déficit de atención. En el campo del dolor se han utilizado juegos con gafas de RV inmersiva para “distraer” a pacientes quemados mientras le cambiaban el vendaje.

En el aspecto motor, se ha evidenciado una gran adherencia a los programas terapéuticos en geriatría, con cierta mejoría en equilibrio, movilidad y caídas, pero sin alcanzar un alto grado de evidencia. En pacientes con enfermedad de Parkinson, una revisión Cochrane determinó efectos similares a la fisioterapia convencional para la mejora de la marcha, equilibrio y la calidad de vida.

Efectos secundarios

Aunque el uso terapéutico de RV y videojuegos es seguro, se han llegado a describir en algunos casos una serie de efectos adversos que deben ser tenidos en cuenta a la hora de utilizar estas herramientas. Fenómenos como desorientación, flashbacks o alteraciones de la coordinación oculomanual podrían llegar a producirse hasta 12 horas después de usar la RV. Se debe, sobre todo, a incongruencias entre las diferentes informaciones recibidas por parte del entorno virtual y el real. Además, se ha descrito también un síndrome llamado “cyberenfermedad” (cybersickness), que se da (con una prevalencia muy baja) cuando se utilizan entornos inmersivos. El usuario puede experimentar nauseas, mareos, molestia de ojos, inestabilidad postural, dolor de cabeza o somnolencia. Con la intención de cuantificar la magnitud de todos estos efectos secundarios se ha desarrollado el “simulator sickness questaionnaire”.

Software y plataformas comerciales

En la actualidad, la mayor parte de los sistemas de RV que se pueden encontrar en el mercado provienen del ámbito del ocio y del tiempo libre. Son ajenos al contexto de la rehabilitación. De esta forma, las opciones terapéuticas existentes quedan relegadas a la posibilidad de “adaptar lo disponible” para poder perseguir algún objetivo terapéutico o encontrar alguna opción en el pequeño mercado de la RV específica de rehabilitación.

Una de las opciones más empleadas son las consolas tradicionales. La consola “Nintendo Wii” es probablemente la más empleada en rehabilitación, debido sobre todo a su bajo coste, la variedad de juegos disponibles y su fácil adaptabilidad. El mando de la Wii integra un acelerómetro para detectar movimientos linéales, un giróscopo para captar rotaciones y un sensor óptico infrarrojo que permite detectar el lugar al que el mando está apuntando.

Tecnología en fisioterapia

La conciencia de la población acerca de la búsqueda de profesionales especializados en la fusión entre tecnología y salud ha dado ideas a TECH Universidad Tecnológica. Este aumento en la demanda de fisioterapeutas que sean capaces de comprender el funcionamiento del sistema nervioso tras un daño físico puede comprenderse, entre otras opciones, con la Maestría en Neuroeducación y Educación Física para Fisioterapeutas y la Maestría en Electroterapia en Fisioterapia.

Y, con el fin de sacarle un mayor proyecto para minimizar las secuelas de las lesiones, también existe la Maestría en Fisioterapia en el Abordaje del Daño Cerebral Adquirido. Se trata de un elemento indispensable, ya que ofrece herramientas de aprendizaje por medio de tecnología enfocada en la educación. Y a través de dichas ventajas académicas los estudiantes logran una capacitación completa que los destaca como profesionales en este campo.

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