Exotraje robótico blando para pacientes con parálisis

El derrame cerebral es la principal causa de discapacidad grave a largo plazo en los EE.UU. con aproximadamente 17 millones de personas que lo experimentan cada año. Alrededor de 8 de cada 10 supervivientes de un derrame cerebral sufren de "hemiparesia", una parálisis que suele afectar a las extremidades y los músculos faciales de un lado del cuerpo, y que a menudo provoca graves dificultades para caminar, una pérdida de equilibrio con un mayor riesgo de caídas, así como una fatiga muscular que se instala rápidamente durante los esfuerzos. A menudo, estos impedimentos también les impiden realizar las actividades básicas de la vida diaria.

Para permitir que los pacientes con apoplejía se recuperen, muchos centros de rehabilitación han recurrido a exoesqueletos robóticos. Pero aunque ahora existe una gama de dispositivos interesantes que permiten caminar de nuevo a personas que inicialmente eran totalmente incapaces de ello, sigue habiendo una importante investigación activa que trata de entender cómo aplicar mejor la robótica vestible para la rehabilitación después de una apoplejía. A pesar de eso, las recientes directrices de práctica clínica incluso recomiendan ahora no utilizar terapias robóticas cuando el objetivo es mejorar la velocidad o la distancia al caminar.

En 2017, un equipo multidisciplinario de ingenieros mecánicos y eléctricos, diseñadores de ropa y expertos en neurorrehabilitación del Instituto Wyss de Harvard para la Ingeniería de Inspiración Biológica y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS), y el Colegio de Ciencias de la Salud y Rehabilitación de la Universidad de Boston (BU), demostró que un exotraje robótico blando que ayude a los tobillos, unido a una batería y motor externos, era capaz de mejorar significativamente las funciones biomecánicas de la marcha en pacientes con derrame cerebral cuando se usaba al caminar en una cinta de correr. El esfuerzo de equipo interinstitucional y multidisciplinario fue dirigido por los miembros de la facultad de Wyss Conor Walsh y Lou Awad, junto con Terry Ellis, de la BU.

Ahora, el mismo equipo dio un paso crítico en la traducción de su tecnología hacia una estrategia de rehabilitación. Utilizando una versión sin ataduras del exotraje que lleva su propia batería y motor, demostraron en un grupo de seis supervivientes de accidentes cerebrovasculares con hemiparesia que su dispositivo podía aumentar significativamente la velocidad de marcha de los individuos en un promedio de 0,14 metros por segundo, permitiendo alcanzar para una persona hasta 0,28 metros por segundo más rápido. Estos mismos individuos, cuando se les pidió que caminaran lo más lejos posible en 6 minutos, fueron capaces de ir 32 metros más lejos, en promedio, con una persona viajando más de 100 metros más lejos. Este trabajo se publicó en el Open Journal of Engineering in Medicine and Biology (OJEMB).

(Foto: Pixabay)

"La gran mayoría de las personas que han tenido un derrame cerebral caminan lentamente y no pueden hacerlo muy lejos. Caminar más rápido y más lejos después de la fisioterapia es uno de los resultados más importantes que desean tanto los pacientes como los médicos. Si una terapia no cambia ni la velocidad ni la distancia, sería difícil considerar que esa terapia es eficaz", dijo el miembro asociado de la facultad del Instituto Wyss, Lou Award, primer autor del estudio. "Los niveles de mejora en velocidad y distancia que encontramos en nuestro estudio exploratorio superaron nuestras expectativas de un efecto inmediato sin ningún tipo de entrenamiento".

El exotraje desplegado en este estudio pesa menos de cinco kilogramos y se emplea en las extremidades de los supervivientes de accidentes cerebrovasculares durante las distintas fases del ciclo de marcha. Totalmente móvil, se alimenta de una batería y se inicia con una unidad de accionamiento que se lleva en las caderas. Suministra energía mecánica a los tobillos mediante un mecanismo basado en cables, por el cual tanto ellos como otras partes del exotraje se anclan al cuerpo mediante tejidos funcionales ligeros. A su bajo peso y a su potencial para reducir las asimetrías en la marcha se añade el hecho de que los pacientes lo llevan solo en el lado parético dañado, a diferencia de los sistemas de exoesqueleto rígido, muchos de los cuales deben llevarse en ambos lados.

El equipo de Walsh diseñó el exotraje para ayudar con la flexión plantar, el movimiento del tobillo que empuja el pie hacia abajo en el suelo durante la fase de apoyo del ciclo de la marcha, y con la dorsiflexión, en la que el pie se levanta y los dedos se mueven hacia la espinilla durante la fase de impulsión. Ambos movimientos se ven afectados de forma variable en la marcha hemiparética posterior al accidente cerebrovascular, y los supervivientes suelen presentar un "pie caído", es decir, la incapacidad de levantar el pie de los tobillos.

Para demostrar la amplia aplicabilidad de su enfoque en los supervivientes de accidentes cerebrovasculares con hemiparesia, el equipo se centró en seis individuos con hemiparesia de diversa gravedad y tipos de deficiencias que entraron en una fase crónica. Después de una evaluación clínica inicial de los pacientes, y ajustes del exotraje a los individuos, los investigadores realizaron una serie de pruebas en una pasarela de 30 metros. El uso del exotraje sin energía no causó ninguna desventaja en cuanto a la velocidad de marcha, las distancias o los costos de energía de los participantes en comparación con cuando no llevaban el exotraje. Cuando se encendió el exotraje, "vimos mejoras importantes e inmediatas en la velocidad y la distancia de la caminata, que son resultados significativos que marcan una verdadera diferencia en la vida cotidiana de los individuos que han sufrido un derrame cerebral" dijo Ellis. (Fuente: NCYT Amazings)