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La robótica y la realidad virtual para combatir accidentes cerebrovasculares

Un Accidente Cerebro Vascular es una de los padecimientos más comunes en la cotidianidad. Según estadísticas de la Organización Mundial de la Salud, 15 millones de personas sufren un ACV por año. De estos, mueren 5 millones y otros 5 millones quedan con una discapacidad permanente. Además, el ACV es la tercera causa de muerte a nivel mundial y la primera en discapacidad.

Los accidentes cerebrovasculares

Antes de entrar en detalles, recordemos que nuestro cerebro tiene un metabolismo aerobio, es decir, que requiere de la presencia de oxigeno para el desarrollo de sus complejas funciones. El oxigeno requerido es irrigado por las arterias cerebrales, las cuales llenan el espacio cerebral de sangre. Sin la apropiada y continua irrigación, el cerebro no podría desarrollar sus procesos. La sangre viene a ser la gasolina que necesita nuestro cerebro para prenderse y mantenerse activo.

Si entendemos el papel fundamental de las arterias cerebrales ¿qué pasaría si una arteria o varias no cumplen con su rol?

El ACV se presenta cuando alguna zona del cerebro deja de recibir sangre por un tiempo. Lo que ocurre, es la muerte inminente del tejido del sector afectado con la consiguiente muerte de neuronas . Cuando esto sucede y depende que zona es la afectada, se perciben las consecuencias corporales como la hemiparesia, la dificultad en el habla y en la comprensión, visión reducida, cierta dificultad para caminar, desequilibrio y falta de coordinación.

Irrigación del cerebro (Fuente: https://www.msdmanuals.com)

Tipos y causas del Accidente Cerebrovascular

Sabiendo que el ACV se genera cuando hay una interrupción de la irrigación sanguínea, los tipos de ACV se deben a la forma en que se interrumpe o se dificulta el flujo natural de la sangre en los conductos. Existen 2 tipos de ictus o ACV: el ACV de tipo isquémico y el ACV hemorrágico.

Accidente cerebrovascular isquémico. (Fuente: www.msdmanuals.com)

Cuando en alguna arteria del cerebro se produce una obstrucción (trombo) o cuando un coagulo lejos del cerebro es transportado por el torrente sanguíneo a una arteria cerebral e impide el riego de sangre, se genera el ACV isquémico. Este tipo de trombos y/o coágulos se pueden generar por diferentes trastornos como la fibrilación arterial, un infarto del miocardio o por formación de placas ateroscleróticas en las paredes sanguíneas.

Accidente cerebrovascular hemorragico. Fuente https://www.recavar.org

Por otro lado,el ACV de tipo hemorrágico sucede cuando una arteria se debilita y empieza a ensancharse. Llegado el momento, la presión sanguínea rompe las paredes de la arteria(aneurisma) y la sangre fluye hacia el espacio cerebral. También se provoca el ACV hemorrágico cuando existen malformaciones arteriovenosas.

En este tipo de ataque se presentan 2 situaciones simultaneas: la zona destino de irrigación no recibe sangre por lo cual se produce la muerte del tejido y las neuronas y en segundo lugar, la cámara craneal se llena de sangre lo que provoca la muerte de neuronas también en esta zona.

Después del ACV: consecuencias y tratamiento del trastorno

Como se mencionó, cuando una persona sufre un ACV sus capacidades motoras, sensitivas y cognitivas se ven afectadas. Ahora bien, las discapacidades que tendrá el paciente, permanentes y/o temporales, van a depender de factores como la criticidad del ictus, la cantidad de tejido cerebral afectado, la rápidez de la atención médica una vez se produce el ACV y el tratamiento médico en los días posteriores.

Sin lugar a dudas, el accidente cerebrovascular condiciona de una u otra forma las actividades en la vida diaria del paciente. Secuelas como la paresia representan un cambio radical en el comportamiento sicológico y el bienestar del paciente.

Aunque no todos los casos son desalentadores, existen aquellos en que las consecuencias son irreversibles o parcialmente reversibles. Dependiendo de la capacidad motriz cuando ya el paciente se encuentre estable después del ACV, se puede tener un dictamen preliminar de la posible recuperación.

De hecho, estudios afirman que con test de abducción del hombro y extensión de los dedos se puede determinar la futura funcionalidad motora de las extremidades superiores. Demuestran que si el paciente conserva las funciones después del segundo día del ictus , tendrá un 98% de probabilidad de recuperar la destreza a los 6 meses. Sin embargo, no mostrar ningún movimiento voluntario reduce esta probabilidad a tan solo el 25%.

La neurorehabilitación trás el ACV

La pronta evaluación es necesaria para determinar los objetivos de rehabilitación del paciente. Una vez establecidos los objetivos, el plan de rehabilitación debe enfocarse en la reestructuración del tejido cerebral y cuanto antes se inicie el tratamiento resultará más beneficioso.

Actualmente, los tratamientos se basan en la plasticidad cerebral. En regenerar las neuronas funcionalmente y crear nuevas conexiones sinápticas. Por tanto, el tratamiento requiere numerosas repeticiones y el desarrollo tareas específicas que permitan la generación de nuevas vías neurológicas para, por ejemplo, volver agarrar un vaso en el caso de una hemiparesia de extremidad superior.

Un factor crucial a tener en cuenta, es que cada paciente tiene un nivel de afectación tras el ACV y caminos neuronales diferentes. Entonces, la terapia debe ser tanto personalizada como adaptada a la recuperación progresiva del paciente.

La robótica y la realidad virtual

Además de la terapia convencional, la robótica y la realidad virtual se presentan como complementos o incluso sustitutos del proceso de rehabilitación.

Aunque estudios demuestran que no hay mejoras trascendentales en cuanto a terapias con robótica o realidad virtual respecto a la terapia convencional, sí se ha comprobado que el tratamiento unificado y por sesiones, brinda resultados bastante favorables.

En efecto, combinar la robótica, la realidad virtual y la terapia convencional hacen que se trabaje la neurorehabilitación con un enfoque multisensorial. Es decir, la activación completa de los hemisferios craneales al tener una retroalimentación sensitiva, auditiva, visual e incluso olfativa.

Robótica y modelos actuales

La inclusión de la robótica como complemento en la rehabilitación ha tenido una lenta aceptación en el campo médico. Esto se debe a la relación costo/beneficio para ambas partes: entidades de servicio de salud y pacientes.

No obstante, la robótica presenta una serie de ventajas que deben explotarse. La robótica permite el estudio cinético y cinemático de las extremidades a rehabilitar. En otras palabras, permite tomar datos como la cantidad de fuerza que puede aplicar un paciente en sus dedos al agarrar un objeto o la velocidad y desplazamiento de una articulación al caminar. Todos estos datos son usados para evaluar la progresión del paciente en cada terapia, también sirven para realizar diferente tareas enfocadas en mejorar algún movimiento en específico.

Una de las propuestas robóticas para la rehabilitación de extremidades inferiores es el exoesqueleto Israelí ReStore Exo-Suit de ReWalk Robotics. Este traje es controlado mediante una aplicación en el celular que permite al terapeuta obtener en tiempo real métricas sobre la marcha del paciente. Dependiendo de las métricas, el terapeuta optimizará cada sesión para perfeccionar el movimiento articular durante la marcha.

Exoesqueleto de rehabilitación ReStore Exo Suit de ReWalk

El brazo InMotion Arm desarrollado por Bionik, es un dispositivo robótico para la rehabilitación de brazo. Este dispositivo trabaja en tiempo real y cuenta con una plataforma para el entrenamiento de tareas especificas con repeticiones. Además, es de tipo asistido, lo que indica que en el caso de pacientes con movilidad reducida, el exoesqueleto dará ese empujoncito extra para realizar el movimiento.

Brazo robótico InMotion Arm para la rehabilitación motriz

La realidad virtual y los modelos actuales

La realidad virtual se ha convertido en una potente herramienta en la neurorehabilitación trás un ACV. En estos estos casos, la RV permite la simulación de entornos reales o virtuales con experiencias visuales.

El paciente tratado con ayuda de realidad virtual puede lograr una experiencia de inmersión total en un ambiente creado específicamente para realizar ejercicios y actividades de rehabilitación. Con estas simulaciones de entornos se ha evidenciado que los pacientes sienten curiosidad por el funcionamiento y una motivación extra, lo que produce mejorías en el tratamiento. Recordemos que en los procesos de aprendizaje, la curiosidad facilita la creación de conexiones sinápticas.

Uno de los dispositivos más interesantes es el Armeo Spring desarrollado por Hocoma. El Armeo es un exoesqueleto para rehabilitación de la extremidad superior enfocado en el efector final: la mano.

El exoesqueleto con realidad virtual Armeo Spring

Este cuenta con una plataforma con juegos de realidad virtual que permiten la rehabilitación de la extremidad mientras juegas. Los juegos están basados en una serie de ejercicios terapéuticos y específicos que permiten la mejoría en movimientos que se realizan en las actividades diarias. A medida que el paciente va progresando, el juego aumenta su dificultad y el exoesqueleto aumenta la fuerza requerida por el paciente así como la precisión en el movimiento.

A pesar de que se ha encontrado que este tipo de tecnología aporta muy buenos resultados tiene un pequeño problema: genera vértigo. En algunos de los pacientes se ha omitido el uso de esta herramienta debido a mareos prolongados que perjudican el avance de la recuperación.

La robótica y la realidad virtual: aun queda camino por delante

Aunque estas tecnologías junto con la terapia tradicional presentan resultados beneficiosos aun existen impedimentos para que sean incluidas totalmente en los planes de rehabilitación. Uno de los inconvenientes más significativos es el coste de estos dispositivos y la resistencia de los fisioterapeutas para incluirlos en los tratamientos.

Y no solo los profesionales se resisten sino también pacientes que prefieren la terapia convencional como única opción. No obstante, es de esperar que esta resistencia se quede a un lado a medida que más estudios y tratamientos demuestren el potencial de rehabilitación de estas tecnologías.

Sin lugar a dudas, aun queda camino por recorrer en la integración de la robótica y la realidad virtual en los tratamientos de accidentes cerebrovasculares. Queda por descubrir las repercusiones a largo plazo en los pacientes y resultados objetivos que midan el éxito de recuperación a pacientes con diferentes niveles de afectación tras el ACV.

Fuentes:

  • Nijland RH, van Wegen EE, Harmeling-van der Wel BC, Kwakkel G, EPOS Investigators. Presence of finger extension and shoulder abduction within 72 hours after stroke predicts functional recovery: early prediction of functional outcome after stroke: the EPOS cohort study.
  • Pilar Alviar. Uso de tecnología en rehabilitación. 2018. https://www.redclinica.cl/Portals/0/Users/014/14/14/1383.pdf
  • Cooper SJ. Donald O. Hebb’s synapse and learning rule: a history and commentary. Neuroscience & Biobehavioral Reviews

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