Proyectos nacionales

E2REBOT: dispositivo robotizado para neurorehabilitación de miembros superiores

Dispositivo robotizado de agarre terminal para neurorehabilitación de miembros superiores, con terapias activas, auto-adaptadas a las necesidades de cada paciente

El proyecto E2REBOT se encuadra dentro del campo científico denominado “neurorehabilitación robótica” y se basa en la aplicación integrada de un amplio espectro de tecnologías para el control del movimiento y control de fuerzas: robótica avanzada, mecatrónica, realidad virtual, control háptico, interfaces hombre-máquina y bio-feedback.

Consiste en el diseño y desarrollo de un robot cartesiano (trabaja en un plano) para rehabilitar los miembros superiores de personas con algún tipo de discapacidad neuromotora; por ejemplo, una persona que ha sufrido un ACV (Accidente Cerebro Vascular). Este tipo de herramientas de rehabilitación funcional mejoran y aceleran el proceso rehabilitador.

E2REBOT da un enfoque novedoso a las terapias de rehabilitación con robots, porque se adapta a las necesidades del paciente mientras éste realiza la terapia, utilizando para ello el paradigma de control conocido con el nombre de “asistencia a medida” (“assistance as needed”). El robot está enfocado a conseguir potenciar el control de los movimientos del paciente, lo que puede mejorar significativamente los beneficios de dicha terapia.

El E2REBOT será pionero porque podrá reaccionar a la fuerza externa del paciente, dándole asistencia online (en forma de fuerza) en función de sus necesidades en cada instante. Es decir; si el robot detecta que el paciente no es capaz de realizar un movimiento marcado por la terapia, le irá ayudando a realizar la acción requerida. Pero, si por el contrario, el paciente es capaz de realizar el movimiento propuesto por la terapia, el robot se mantendrá pasivo sin ayudar al paciente. Con este paradigma se intenta estimular la plasticidad neuronal del paciente que es el mecanismo biológico que produce el reaprendizaje del control de los movimientos.

Otro aporte novedoso de este proyecto es la incorporación del bio-feedback en las terapias de rehabilitación, que se basa en la realimentación de las señales fisiológicas del paciente, dentro del lazo de control biocooperativo. Este feedback tiene como objetivo garantizar que el paciente no está sometido a estrés o está físicamente cansado, durante la realización de las tareas de rehabilitación.

La neurorehabilitación con robots tiene la peculiaridad de que el terapeuta tiene la posibilidad de realizar una actividad analítica de la evolución del paciente, basada en parámetros biomecánicos cuantitativos que se recogen durante cada una de las sesiones, sin tener que invertir un gran esfuerzo de tiempo en la valoración de la evolución.

Un dispositivo con control háptico permite el contacto físico entre el robot y el paciente. En este proyecto, mediante un sensor de fuerza situado en la parte donde el paciente interactúa con el robot, se puede saber la intención del movimiento del paciente y ayudar a su desplazamiento en función de la necesidad del mismo

El bio-feedback es una tecnología que consiste en medir las señales fisiológicas (en el caso de E2Rebot se está investigando con la señal de ECG y la respuesta galvánica de la piel). El objetivo es determinar la posibilidad de monitorizar online el estado emocional y físico del paciente cuando éste realiza la tarea de rehabilitación.

En caso de que el paciente se frustre por la excesiva dificultad de la terapia que se plantea, el sistema ajustará el grado de dificultad (mediante el controlador biocooperativo) hasta lograr que el paciente alcance una zona de confort. Igualmente, si el paciente no está motivado, le estimulará haciendo la tarea de rehabilitación progresivamente más atractiva y a la vez más compleja. Con esto se pretende mantener la atención del paciente sobre la terapia en todo momento y evitar su distracción o apatía, logrando así una mayor efectividad en la terapia.

Actualmente, la oferta de dispositivos robotizados de rehabilitación es escasa. En general se trata de dispositivos muy costosos y todavía poco accesibles. Una vez desarrollado el prototipo del E2REBOT, comenzó una etapa de valoración desde el punto de vista clínico. Con las conclusiones que se obtengan será posible trabajar en un desarrollo optimizado que llegue al mercado de rehabilitación, como una solución de alta tecnología versátil y económica, que permitirá una mayor penetración de estas nuevas tecnologías en hospitales y centros de rehabilitación.

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