Robótica de rehabilitación para patologías neurológicas

Ayudar con dispositivos robóticos a la rehabilitación sensoriomotora de pacientes y a la compensación funcional y asistencia de ancianos o personas con discapacidad. Es el principal reto que Eduardo Rocon persigue en el Centro de Automática y Robótica (CAR), integrado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La Real Academia de Ingeniería (RAI) le ha distinguido este año con el Premio Joven Investigador Juan López de Peñalver por su contribución en el terreno de las neuroprótesis robóticas. En especial, el jurado ha valorado el desarrollo de un exoesqueleto para paliar las deficiencias de personas que sufren temblores y parálisis cerebral.

Las grandes líneas de investigación de Rocon, doctor en Ingeniería Industrial por la UPM, son la neurofisiología, la biomecánica y la interacción física y cognitiva hombre-máquina. Su labor en el CAR se centra en la robótica de rehabilitación para patologías como ictus, apoplejía, temblores producidos por el párkinson, lesión de médula o parálisis cerebral. El grupo de investigadores al que pertenece trabaja también en el desarrollo de neuroprótesis y sensores integrables en textiles, que ayuden a la estimulación motora de quienes los lleven.

En 2011, Rocon desarrolló, junto a colegas de Bélgica, Italia, Dinamarca y España, una neuroprótesis que reduce las convulsiones causadas por el párkinson u otras enfermedades neurológicas. Su gran ventaja radica en que es capaz de distinguir si una persona quiere ejecutar movimientos voluntarios, de modo que si, por ejemplo, alza un vaso con intención de beber, estabiliza  el brazo para facilitar la acción.

El dispositivo realiza una monitorización de la actividad motora de los pacientes mediante la adquisición síncrona de la actividad muscular (electromiografía) y del movimiento real caracterizado con sensores de movimiento en la extremidad del cuerpo que sufre los temblores. Un sistema de estimulación eléctrica funcional (Functional Electrical Stimulation, FES) se encarga de generar corrientes eléctricas en el miembro afectado para reducir las convulsiones. Todo ello sin afectar a la funcionalidad de los movimientos voluntarios, pues el sistema estimula de manera selectiva los músculos involucrados en la realización de una tarea motora afectados por el temblor.

El dispositivo final integra todos los componentes en un textil adaptado a la forma del brazo, con una matriz de electrodos cosida en su interior, que  busca atender las demandas de los potenciales usuarios en términos estéticos y de usabilidad. Y es que la posibilidad de una estimulación selectiva mediante una matriz de electrodos permite resultados más satisfactorios, al reducir la fatiga y el posible malestar generados por la estimulación eléctrica.

En esencia, el  sistema consiste en un conjunto de sensores capaces de medir toda la cadena de generación de movimiento, desde el origen de la orden en el cerebro hasta su ejecución y, a través de esta información, generar las acciones para suprimir el temblor del paciente. La línea de investigación definida por este trabajo contribuye al desarrollo de la próxima generación de los robots vestibles para la rehabilitación y asistencia de personas mayores y discapacitadas, una población creciente con unas necesidades especiales dentro de la sociedad europea

El temblor patológico constituye el desorden neuromotor más extendido: afecta a un 1%–2% de la población, el 6% de las personas con más de 60 años. Además, su incidencia está en aumento por el envejecimiento progresivo de la sociedad. Aunque el temblor no afecta a la esperanza de vida, sí que causa discapacidad funcional y es motivo de exclusión social. De hecho, en torno al 65% de la gente con convulsiones en las extremidades superiores padece grandes dificultades para realizar sus actividades cotidianas. Estas deficiencias tienen un impacto importante en la vida del paciente y acarrean costos considerables para el sistema de salud y los servicios sociales.

Actualmente, este tipo de temblores se trata mediante medicación o estimulación cerebral profunda, pero un 25% de los pacientes no responde a ninguna de las terapias, por lo que el dispositivo ideado por Rocon y sus compañeros proporciona una alternativa para un gran número de enfermos. Es un buen ejemplo del proceso de transición de los robots clásicos a los neurorrobots que está produciéndose en el ámbito de la robótica de rehabilitación. Una evolución hacia dispositivos robustos, eficaces y aceptables por el ser humano en la que participan activamente los investigadores del CAR.