Rehabilitación robótica que interactúa con el usuario

Los dispositivos robóticos se han utilizado durante los últimos años para la rehabilitación y la asistencia a pacientes con distintos tipos de patologías, pero ninguno de ellos se adaptaba dinámicamente a los progresos del afectado durante la realización de la terapia.

Nicolás García Aracil y José María Sabater, profesores del grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, han desarrollado un nuevo sistema de rehabilitación robótica que se adapta al paciente, y no al revés, durante la realización de la terapia con máquinas.

• A través de sensores fisiológicos y otros parámetros, se analiza si el paciente se encuentra relajado porque la terapia no le supone desafío, y se incrementa la dificultad

Según ha explicado a Diario Médico García Aracil, el proyecto desarrollado "consta de un sistema experto para el análisis de las respuestas fisiológicas de los pacientes durante la terapia y otro auto-adaptativo que modifica el nivel de dificultad de la terapia en función del estado fisiológico del paciente y de su destreza al llevar a cabo las actividades terapéuticas".

El nivel de dificultad de la terapia se modifica variando el nivel de asistencia proporcionado por el robot y la dificultad del juego terapéutico que esté realizando el paciente en cada instante. "La misión del sistema es que el paciente esté motivado durante la realización de la terapia y al límite de sus capacidades físicas y cognitivas residuales con el objetivo de maximizar los resultados de la terapia", señala.

Análisis
En la práctica, a través de sensores fisiológicos y otros parámetros del robot, se analiza si el paciente se encuentra relajado porque la terapia no le supone ningún desafío. En ese caso, se incrementa la dificultad de la terapia o se disminuye la asistencia que proporciona el robot.

Si, por el contrario, el paciente manifiesta un nivel alto de estrés durante la terapia, el sistema lo detecta y disminuye el nivel de dificultad. En cada sesión de rehabilitación robótica, los algoritmos de inteligencia artificial del sistema aprenden nuevos parámetros del usuario, que utilizan posteriormente para mejorar el sistema de adaptación de la terapia. Es decir, el sistema de rehabilitación robótica va conociendo mejor al paciente en cada sesión de rehabilitación.

Según sus impulsores, esa modificación de los parámetros en tiempo real maximiza la motivación del paciente durante la realización de la terapia y, por ello, se obtienen mejores resultados desde el punto de vista de la recuperación funcional de las capacidades motoras perdidas debido a diversas patologías.

Pruebas
Los avances que se han realizado dentro del proyecto se están terminando de adaptar para llevar a cabo distintas pruebas con pacientes que sufren daño cerebral adquirido en varios hospitales públicos de la provincia de Alicante.

• La modificación de los parámetros en tiempo real maximiza la motivación del paciente durante la realización de la terapia y, por ello, se obtienen mejores resultados

"Para las pruebas con pacientes, se han adaptado sistemas de adquisición de señales fisiológicas inalámbricos para reducir los problemas de preparación del paciente y que se sienta más cómodo durante la terapia", según García Aracil.

Las pruebas se realizarán con el robot de rehabilitaciónRobotherapist 2D, de la empresa Instead Technologies, y con los sistemas desarrollados dentro del marco del proyecto europeo. "La idea es hacer tres grupos de diez pacientes en fase crónica tras un ictus y administrarles una hora de terapia al día: el grupo 1 recibiría terapia de rehabilitación clásica en la extremidad superior afectada; el 2, rehabilitación asistida por el dispositivo robótico en la extremidad superior afectada, y el 3, rehabilitación asistida por el dispositivo robótico con el nuevo sistema de auto-adaptativo".

Después de 36 sesiones se quiere comprobar los resultados de la terapia entre los distintos grupos y "ver si el grupo 3, como sería de esperar, consigue una mayor recuperación que los pacientes de los grupos 1 y 2".

En caso de que los resultados del ensayo sean positivos, Aracil explica que "el sistema se puede incorporar a cualquier robot de rehabilitación comercial existente".

Los límites del sistema de auto-adaptación de la terapia los fijará un profesional

 

Publicación

Los resultados del proyecto han sido publicados en el último número de 'Robotics and Automation Magazine' y cuenta con la colaboración de investigadores de la UMH y de la Universidad Campus Biomédico de Roma (Italia), dirigidos por el profesor Eugenio Guglielmelli.

Proyecto europeo

El trabajo presenta algunos de los resultados obtenidos en el proyecto europeo 'Interfaces multimodales para mejorar los resultados terapéuticos en la rehabilitación asistida por robot' (MAAT, por sus siglas en inglés), financiado por el 7º Programa Marco de de Investigación la Unión Europea.