Un nuevo exoesqueleto rehabilita ‘a la carta’ la parálisis cerebral infantil

La tecnología robótica ha abierto, desde hace casi una década, inimaginables perspectivas de mejora para personas con importantes restricciones de la movilidad. Los cada vez más conocidos exoesqueletos, con variantes técnicas en función de la lesión o patología en la que centren su funcionamiento y actividad principal, constituyen herramientas innovadoras para incrementar la calidad y cantidad del movimiento. Con este objetivo, un equipo multidisciplinar de investigación del Hospital Niño Jesús, de Madrid, y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) acaba de presentar un innovador sistema robotizado, especialmente pensado para parálisis cerebral infantil, primera causa de discapacidad en niños, y que afecta a entre 2-3 por cada 1.000 nacidos vivos en el mundo. Entre 2-3 niños por cada 1.000 nacidos vivos en el mundo padecen parálisis cerebral, la primera causa de discapacidad en la infancia.

Uno de ellos, Miguel de 15 años, sufre parálisis cerebral por parto prematuro. Ahora, está preparado para probar el nuevo exoesqueleto a través del que él y su madre, Ana Belén, esperan que su marcha agachada mejore y sus musculatura y articulaciones sean lo suficientemente fuertes como para que su postura al caminar sea la adecuada. Miguel, de 15 años, prueba el exoesqueleto diseñado por el CSIC y el Niño Jesús.

Miguel, de 15 años, prueba el exoesqueleto diseñado por el CSIC y el Niño Jesús.El nuevo robot será también la primera neurofisioterapia ‘a la medida’, ya que su principal novedad radica en que va provisto de un novedoso sistema interfaz de la marcha (para lo cual utiliza un gorro similar a los que se emplean para realizar los electroencefalogramas) que detecta la actividad eléctrica del cerebro y que actúa como señal de activación de los motores del robot. “El exoesqueleto obedece las órdenes del cerebro; funciona a través del cerebro”, señala el equipo que realiza las investigaciones, formado por profesionales del Hospital Niño Jesús de Madrid y del Centro de Automática y Robótica del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Robótica personalizada 

El exoesqueleto obedece las órdenes del cerebro y permite aplicar las estrategias de neurorrehabilitación que se programan, según la afectación y necesidad del niño, de manera individual”, señalan José Ignacio Serrano Moreno y Eduardo Rocón, ingenieros del Centro de Automática y Robótica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, que han diseñado y fabricado el exoesqueleto. Su desarrollo está financiado por la Sociedad Estatal de Loterías y Apuestas del Estado a través de la Fundación de Investigación Biomédica del Hospital Niño Jesús.

El objetivo del exoesqueleto, el CP-Walker 2.0, segundo prototipo de otro también ideado por estos ingenieros, es rehabilitar la marcha de los niños con parálisis cerebral y convertirse en una herramienta complementaria de la fisioterapia, ya que se adapta sobre el cuerpo del niño con motores propios en rodillas, cadera y tronco. “Su principal ventaja es que los niños pueden estar de pie y que aplica estrategias para cada articulación, de forma individual, y para cada niño, lo que constituye una rehabilitación robótica personalizada”, según Rocón.
Miguel, de 15 años, paciente con parálisis cerebral, prueba el exoesqueleto diseñado por el CSIC y el Niño Jesús.

El cerebro, una ‘torre de control’

La neurorrehabilitación, por tanto, se produce de forma integral porque permite individualizar la fisioterapia en cada una de las articulaciones afectadas, “pilotado todo por una ‘torre de control’, el cerebro, que interactúa gracias a la interfaz y que obliga a ‘reaprender’ a caminar de una manera normalizada, aprovechando las ventajas de la neuroplasticidad cerebral de los niños”, señala Serrano Moreno. En este sentido, el bioingeniero ha adelantado que el mismo equipo del CSIC ya ha empezado a valorar el próximo desarrollo de una versión similar de este exoesqueleto para la rehabilitación de bebés de seis meses, edad en la que la plasticidad neuronal es aún mayor.

Ignacio Martínez Caballero, consultor senior de la Unidad de Neuro-ortopedia del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología (COT) del Hospital Niño Jesús, y responsable clínico de la puesta en marcha de este nuevo tratamiento, explica que en estudios previos realizados sobre 8 niños por el Laboratorio de Análisis del Movimiento del citado hospital, se vio que la pelvis y la cadera, que son las conexiones de los  miembros inferiores con el tronco, mejoraron con el tratamiento de fisioterapia robotizada diseñada y planificada ‘a medida’ para cada paciente.

La cirugía corrige las anomalías biomecánicas, pero el control del movimiento y la debilidad articular se consigue con rehabilitación. Si es robotizada, es más precisa

El resultado: los niños caminan más erguidos, tienen menor sensación de cansancio y realizan movimientos más fluidos. Los datos previos obtenidos de la rehabilitación con 8 niños en los que se ha probado este dispositivo indican que este entrenamiento también se traduce en una disminución de la espasticidad.” La marcha es más ligera y la postura es mejor. La espasticidad que acompaña a la parálisis cerebral también disminuye. Al reforzar la calidad de la postura y del movimiento se pretende reproducir las actividades de la vida diaria para que el niño interactúe con un entorno habitual”, indica el neuro-ortopeda. 

La interfaz detecta la actividad eléctrica del cerebro y actúa como señal de activación de los motores del robot.

Indicaciones precisas 

Este dispositivo está indicado para niños con parálisis cerebral, fundamentalmente espástica, y con grados II y III y algunos IV. La edad más adecuada se situaría en torno a los 6-7 años, “aunque cuanto antes se inicie la fisioterapia, mejores pueden ser los resultados”, subraya Martínez Caballero. “Los niños con parálisis cerebral II y III pueden caminar, pero no lo hacen de una manera normalizada. La biomecánica juega en contra porque las articulaciones no pueden resistir durante mucho tiempo esa situación anómala. La cirugía corrige la biomecánica, pero el control del movimiento y de la debilidad de las articulaciones es lo que el robot pretende mejorar y atacar”, explica. 

No obstante, Rocón subraya que, “aunque el niño no camine, el sistema va a hacer que mueva las piernas, y el andador le va a proporcionar equilibrio, con lo cual le mantiene de pie y las articulaciones se van moviendo”.  La idea es que la marcha “se aproxime lo máximo posible a la normalidad”, matiza Serrano Moreno.

Con respecto a otros exoesqueletos, el del Hospital Niño Jesús se desplaza de una manera más fácil y automática y, además, está entrenado para controlar mejor el tronco, que es uno de los problemas que aún no está resuelto en este tipo de parálisis. “El sistema es muy certero porque monitoriza continuamente la postura del tronco para que gane fuerza y la utilice para mantener la postura adecuada y para que la marcha se aproxime lo máximo posible a la normalidad”, asegura Carlos Martín Gómez, fisioterapeuta técnico encargado del Proyecto de Investigación del Niño Jesús.

Se calcula que un 70% de niños afectados por parálisis cerebral puede beneficiarse de esta herramienta de fisioterapia individualizada 

En el nuevo ensayo clínico participarán otros cinco niños con parálisis cerebral a partir del próximo mes de septiembre en el Hospital Niño Jesús. En él, se compararán los resultados de niños que usarán interfaz de la marcha frente a los que no las emplean. Si las diferencias se demuestran, la terapia podría consolidarse dando lugar a un Programa de Rehabilitación Posquirúrgica.

El exoesqueleto podría ser una realidad asistencial en 2021, considera Martínez, quien no obstante insiste en “seleccionar bien a los niños que pueden obtener beneficios para no crear falsas expectativas. Pensamos que un 70% de casos pueden beneficiarse, pero en el 30% restante es una tarea casi imposible. La fisioterapia robotizada es una herramienta muy útil, pero no la solución mágica para todas las parálisis cerebrales”.

Los bioingenieros del CSIC diseñaron y fabricaron en 2015 el primer prototipo de este exoesqueleto que actualmente se encuentra en el Instituto de Rehabilitación de Chicago, Estados Unidos -hay otro dispositivo igual en Brasil-, y con cuyos especialistas iniciarán un ensayo conjunto con los datos de 120 niños.

 

El salto de la patología infantil a la de adultos 

Los niños seleccionados para participar en el próximo ensayo han sido intervenidos y tienen resuelto el problema mecánico, aunque también se contempla en otros con este obstáculo, pero que se pueden beneficiar de la fisioterapia. A largo plazo, y en principio, “aquellas patologías que presenten debilidad muscular podrían incluirse dentro de este tipo de terapias”, indica Ignacio Martínez Caballero.

El actual dispositivo -catalogado como modelo de utilidad registrado, lo que otorga protección legal a la autoría intelectual- está validado clínicamente para su uso en pediatría, pero su modo de actuación precisa e individualizada le sitúan como un buen apoyo terapéutico en adultos, para lesiones cerebrales tipo ictus y daño cerebral adquirido, entre otros.
“La ventaja es que estos pacientes ya tienen aprendido el engranaje de la secuencia de movimientos adecuada para la marcha, porque antes de la lesión ya estaba. Sospechamos que el beneficio puede ser aún mayor porque se trata de rescatarlo; que el cerebro lo recuerde, lo desempolve y lo vuelva a poner otra vez en marcha”.

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