Exoesqueleto, un «traje» a medida que rehabilita al paciente

Hyper, el primer exoesqueleto español, se centra en la recuperación de la función motora de las personas con paraplejia.

Es el primer y único exoesqueleto o robot vestible que se ha concebido en el mundo específicamente para que las personas con discapacidad motora puedan rehabilitarse. El proyecto Hyper lleva apellidos españoles y ha sido diseñado por el grupo de neurorrehabilitación del Instituto Cajal, coordinado por José Luis Pons, científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

En la actualidad, se están desarrollando otros dispositivos que pretenden sustituir la silla de ruedas de personas que no pueden caminar, pero el objetivo de este exoesqueleto español se centra en la recuperación de la movilidad de estos pacientes con paraplejia así como en su asistencia. Este innovador dispositivo está pensado para intensificarla en personas con trastornos neurológicos, como lesiones medulares, ictus o parálisis cerebrales. Estas alteraciones motoras afectan a un gran número de la población: el 5,5 por ciento de la población sufre un accidente cerebrovascular, una de cada 1.000 personas padece lesión medular cada año y se dan entre tres y cinco casos de parálisis cerebral por millón de habitantes cada año.

Por el momento el uso de Hyper es exclusivamente clínico, pero el objetivo a largo plazo es desarrollar prótesis robóticas para ayudar a moverse a los pacientes, así como incluir sistemas para estimular su musculatura y explorar formas de que sean ellos mismos los que muevan los dispositivos usando su propio cerebro. Antes se deben dar los pasos para homologarlo y certificarlo como dispositivo de uso médico.

Tecnología y salud

En el desarrollo de esta tecnología, el diseño y su aplicación juegan un papel vital, ya que aumentan su funcionalidad y facilitan la interactuación con las personas. El diseño de los robots de rehabilitación debe estar centrado en el usuario, por eso Hyper interactúa con las personas. A través del propio exoesqueleto se puede ver cualquier cambio a nivel medular, cerebral y muscular, lo que supone un paso más en una terapia tradicional en la que «no se sabe realmente el impacto que la rehabilitación está teniendo», en palabras de Pons.

Además de interactuar, Hyper es híbrido. Al contrario que los robots que hay en el mercado, su movimiento no proviene sólo de motores. La prótesis incluye unos parches que aplican corrientes eléctricas a los miembros del paciente, que activan los músculos y permiten aprovechar la fuerza para generar movimiento. De esta forma, este miembro robótico se mueve de una forma más natural que los dispositivos basados únicamente en máquinas. Los pacientes se sienten más involucrados en el proceso, más cercanos a la sensación de caminar por sí mismos que a la de ser llevados por una máquina.

Resultado de un trabajo de más de 12 años, el robot tiene una mayor sensación de caminar por sí mismo frente a otras técnicas que pueden ser más invasivas. Miguel Ángel, un paciente con parálisis en las extremidades inferiores y en silla de ruedas desde hace meses, describe esta impresión como «bonita: es un milagro el poder estar otra vez de pie».

Los posibles usos del exoesqueleto español van incluso más allá de las aplicaciones en personas con discapacidad motora. Se ha planteado introducirse en el ámbito de la rehabilitación para deportistas de élite, para lesiones que necesitan un entrenamiento, como la rotura de ligamentos cruzados. Y también se está trabajando en neuroprótesis para el párkinson y la esclerosis múltiple, no como rehabilitación sino como compensación funcional.

Robot autónomo

Este exoesqueleto español está pensado para ser utilizado en un entorno hoéuticos. Unas baterías recargables le ofrecen una autonomía de unas cuatro o cinco horas, por lo que, como cada persona está como máximo 45 minutos, con una carga se pueden entrenar entre seis y ocho pacientes. «Lo hemos hecho autónomo, para que el paciente pueda salir de la sala de rehabilitación», explica Jose Luis Pons.

El robot está compuesto por dos piernas con articulaciones en los tobillos, las rodillas y las caderas que se colocan en las piernas del paciente. Unos seis motores que lleva el equipo se programan y aportan la fuerza necesaria para caminar, distinta en cada persona y que también varía en función de la gravedad de la lesión. Además, el traje contiene unos sensores que evalúan la capacidad de la persona para ver si tiene efecto sobre ella.

En un futuro no muy lejano, los robots no sólo devolverán la movilidad a personas paralizadas, sino que además les ayudarán a curarse. Ésa es la idea que dispone este proyecto Hyper.

El paciente debe involucrarse

Con el objetivo de recuperar la función motora, estos pacientes reciben un tratamiento a base de fisioterapia y terapia ocupacional, mediante un entrenamiento para que aprendan de nuevo a utilizar sus miembros inferiores o superiores a través de la repetición de movimientos. Pero los resultados dependen del nivel de cada lesión, así como la zona dañada así como por la intensidad del ejercicio que la persona afectada realice. Cuanto mayor es la involucración y más repeticiones hace el paciente paralizado, más probabilidades de recuperación habrá.

La intención de moverse del paciente es fundamental para el buen funcionamiento del exoesqueleto, tanto que un agente no funciona sin el otro. Hace falta que «la persona se esfuerce y se involucre», según Pons, para que se detecte el intento de movimiento por parte del paciente y el robot pueda asistir con la energía necesaria para realizar las diversas repeticiones necesarias. Para el científico español esta es «la base», puesto que se debe buscar con los distintos sensores que tiene el robot como pueden estar seguros de que la persona está intentando hacer el movimiento, puesto que si no, no sirve para nada la energía que se le proporciona al paciente.

Los médicos también aprovechan esta tecnología que se le asiste para obtener información sobre la evolución del paciente. En base a los resultados obtenidos, pueden modificar aquellos ejercicios que no estén siendo efectivos en esa persona.

El dispositivo en cifras

► 12 años de trabajo del equipo en los avances del aparato

► 6 motores puede llegar a contener el robot para su funcionamiento

► 4 horas de autonomía tienen las baterías de la máquina

► 45 minutos es la duración de la sesión de rehabilitación de los pacientes