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Robótica de rehabilitación

La robótica de rehabilitación es un campo de investigación dedicado a comprender y aumentar la rehabilitación mediante la aplicación de dispositivos robóticos . La robótica de rehabilitación incluye el desarrollo de dispositivos robóticos diseñados para ayudar a diferentes funciones sensoriomotoras [1] (por ejemplo, brazo, mano, [2] [3] pierna, tobillo [4] ), el desarrollo de diferentes esquemas de entrenamiento terapéutico de asistencia [5] y la evaluación del rendimiento sensoriomotor (capacidad de movimiento) [6] del paciente; aquí, los robots se utilizan principalmente como ayudas terapéuticas en lugar de dispositivos de asistencia. [7] [8] La rehabilitación mediante robótica generalmente es bien tolerada por los pacientes y se ha descubierto que es un complemento eficaz a la terapia en personas con discapacidades motoras, especialmente debido a un accidente cerebrovascular .

Descripción general

La robótica de rehabilitación puede considerarse un enfoque específico de la ingeniería biomédica y una parte de la interacción entre humanos y robots . En este campo, médicos, terapeutas e ingenieros colaboran para ayudar a rehabilitar a los pacientes. [ cita requerida ]

Los objetivos principales en este campo incluyen: desarrollar tecnologías implementables que puedan ser utilizadas fácilmente por pacientes, terapeutas y médicos; mejorar la eficacia de las terapias de los médicos; y aumentar la facilidad de las actividades en la vida diaria de los pacientes. [ cita requerida ]

Historia

La Conferencia Internacional sobre Robótica de Rehabilitación se lleva a cabo cada dos años, y la primera conferencia se celebró en 1989. La conferencia más reciente se celebró en junio de 2019 en Toronto, como parte de la RehabWeek. [ cita requerida ] La robótica de rehabilitación se introdujo hace dos décadas para pacientes con trastornos neurológicos . [ 9 ] Las personas que más comúnmente utilizarán robots de rehabilitación son personas discapacitadas o terapeutas . [ 10 ] Cuando se crearon los robots de rehabilitación, no estaban destinados a ser robots de recuperación, sino a ayudar a las personas a reconocer objetos a través del tacto y para personas con trastornos del sistema nervioso . Los robots de rehabilitación se utilizan en el proceso de recuperación de pacientes discapacitados para ponerse de pie, mantener el equilibrio y caminar . [ 10 ] Estos robots deben seguir el ritmo de un humano y su movimiento, por lo tanto, en la fabricación de la máquina, los fabricantes deben estar seguros de que será coherente con el progreso del paciente. Se dedica mucho trabajo riguroso al diseño porque el robot trabajará con personas con discapacidades y no podrá reaccionar rápidamente en caso de que algo salga mal. [ 11 ]

Función

Los robots de rehabilitación están diseñados con aplicaciones de técnicas que determinan el nivel de adaptabilidad del paciente. Las técnicas incluyen, entre otras, ejercicios activos asistidos, ejercicios activos restringidos, ejercicios activos de resistencia, ejercicios pasivos y ejercicios adaptativos. En el ejercicio activo asistido, el paciente mueve su mano en una trayectoria predeterminada sin ninguna fuerza que la empuje. El ejercicio activo restringido es el movimiento del brazo del paciente con una fuerza opuesta; si intenta moverse fuera de lo que se supone que debe hacerlo. El ejercicio activo de resistencia es el movimiento con fuerzas opuestas. [ cita requerida ]

Con el paso de los años, el número de robótica de rehabilitación ha crecido, pero son muy limitadas debido a los ensayos clínicos. Muchas clínicas tienen ensayos, pero no aceptan los robots porque desean que se controlen de forma remota. Tener robots involucrados en la rehabilitación de un paciente tiene algunos aspectos positivos. Uno de los aspectos positivos es el hecho de que puede repetir el proceso o ejercicio tantas veces como desee. Otro aspecto positivo es el hecho de que puede obtener mediciones exactas de su mejora o deterioro. Puede obtener las mediciones exactas a través de los sensores del dispositivo. Mientras el dispositivo está tomando una medición, debe tener cuidado porque el dispositivo puede interrumpirse una vez que haya terminado debido a los diferentes movimientos que hace el paciente para salir. [11] El robot de rehabilitación puede aplicar una terapia constante durante largos períodos. En el proceso de recuperación, el robot de rehabilitación no puede comprender las necesidades del paciente como lo haría un terapeuta con mucha experiencia. [10] El robot no puede comprender ahora, pero en el futuro el dispositivo podrá comprender. Otra ventaja de tener un robot de rehabilitación es que el terapeuta no realiza ningún esfuerzo físico.

Últimamente, la robótica de rehabilitación se ha utilizado en la formación médica, la cirugía, la cirugía a distancia y otras cosas, pero ha habido demasiadas quejas sobre el hecho de que el robot no se controla mediante un mando a distancia. Mucha gente pensaría que utilizar un robot industrial como robot de rehabilitación sería lo mismo, pero esto no es cierto. Los robots de rehabilitación deben ser ajustables y programables, porque el robot puede utilizarse para múltiples razones. Mientras tanto, un robot industrial siempre es el mismo; no hay necesidad de cambiar el robot a menos que el producto con el que está trabajando sea más grande o más pequeño. Para que un robot industrial funcione, tendría que ser más adaptable a su nueva tarea. [11]

Razones para utilizar este dispositivo

El número de personas discapacitadas en España ha aumentado debido al envejecimiento. Esto significa que el número de asistencia ha aumentado. El robot de rehabilitación es muy popular en España porque tiene un coste aceptable y hay muchas personas en España que han sufrido un ictus y necesitan asistencia después. Los robots de rehabilitación son muy populares entre las personas que han sufrido un ictus porque se aplica el método de facilitación neuromuscular propioceptiva. Cuando se sufre un ictus, el sistema nervioso se daña en la mayoría de los casos, lo que provoca que las personas tengan discapacidad durante seis meses después del ictus. El robot podría realizar ejercicios que realizaría un terapeuta, pero el robot hará algunos ejercicios que no son tan fáciles de realizar por un ser humano. [10] El robot neumático ayuda a las personas que han sufrido un ictus o cualquier otra enfermedad que haya causado un trastorno en la extremidad superior [12]

Una revisión de 2018 sobre la efectividad de la terapia de espejo mediante realidad virtual y robótica para cualquier tipo de patología concluyó que: 1) Gran parte de la investigación sobre la terapia de espejo de segunda generación es de muy baja calidad; 2) Falta una justificación basada en evidencia para realizar tales estudios; 3) No es relevante recomendar la inversión por parte de los profesionales e instituciones de rehabilitación en dichos dispositivos. [13]

Tipos de robots

Existen principalmente dos tipos de robots que se pueden utilizar para la rehabilitación: robots basados ​​en efectores terminales y exoesqueletos motorizados. Cada sistema tiene sus propias ventajas y limitaciones. Los sistemas con efectores terminales son más rápidos de configurar y son más adaptables. Por otro lado, los exoesqueletos ofrecen un aislamiento articular más preciso y mejoran la transparencia de la marcha.

Áreas de investigación actuales

Los dispositivos robóticos actuales incluyen exoesqueletos para ayudar al movimiento de las extremidades o de la mano, cintas de correr mejoradas, brazos robóticos para reentrenar el movimiento motor de las extremidades y dispositivos de rehabilitación de los dedos. Algunos dispositivos están destinados a ayudar al desarrollo de la fuerza de movimientos motores específicos, mientras que otros buscan ayudar a estos movimientos directamente. A menudo, las tecnologías robóticas intentan aprovechar los principios de la neuroplasticidad mejorando la calidad del movimiento y aumentando la intensidad y la repetición de la tarea. En las últimas dos décadas, la investigación sobre la terapia mediada por robots para la rehabilitación de pacientes con accidente cerebrovascular ha crecido significativamente a medida que se ha identificado el potencial de una terapia más barata y efectiva. [14] Aunque el accidente cerebrovascular ha sido el foco de la mayoría de los estudios debido a su prevalencia en América del Norte, [7] la robótica de rehabilitación también se puede aplicar a personas (incluidos los niños) con parálisis cerebral , [4] o aquellos que se recuperan de una cirugía ortopédica . [14]

Un beneficio adicional de este tipo de terapia robótica adaptativa es una marcada disminución de la espasticidad y el tono muscular en el brazo afectado. Las diferentes orientaciones espaciales del robot permiten el movimiento horizontal o vertical, o una combinación de ambos en una variedad de planos. [7] La ​​configuración vertical antigravedad es particularmente útil para mejorar la función del hombro y el codo. [ cita requerida ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Brewer, Bambi R.; McDowell, Sharon K.; Worthen-Chaudhari, Lise C. (2007). "Rehabilitación de las extremidades superiores después de un accidente cerebrovascular: una revisión de los sistemas robóticos y los resultados clínicos". Temas de rehabilitación de accidentes cerebrovasculares . 14 (6): 22–44. doi :10.1310/tsr1406-22. PMID  18174114. S2CID  207260716.
  2. ^ Balasubramanian, Sivakumar; Klein, Julius; Burdet, Etienne (2010). "Rehabilitación asistida por robot de la función de la mano". Current Opinion in Neurology . 23 (6): 661–70. doi :10.1097/WCO.0b013e32833e99a4. PMID  20852421.
  3. ^ Yongsuk Kang; Doyoung Jeon (2012). "Control de robots de rehabilitación mediante el método VSD". Simposio internacional IEEE/SICE de 2012 sobre integración de sistemas (SII) . págs. 192-197. doi :10.1109/SII.2012.6427313. ISBN . 978-1-4673-1497-8.S2CID21181553  .​
  4. ^ ab Michmizos, Konstantinos P.; Rossi, Stefano; Castelli, Enrico; Cappa, Paolo; Krebs, Hermano Igo (2015). "Neurorrehabilitación asistida por robot: un robot pediátrico para la rehabilitación del tobillo". IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering . 23 (6): 1056–67. doi :10.1109/TNSRE.2015.2410773. PMC 4692803 . PMID  25769168. 
  5. ^ Marchal-Crespo, Laura; Reinkensmeyer, David J (2009). "Revisión de estrategias de control para el entrenamiento del movimiento robótico después de una lesión neurológica". Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation . 6 : 20. doi : 10.1186/1743-0003-6-20 . PMC 2710333 . PMID  19531254. 
  6. ^ Balasubramanian, Sivakumar; Colombo, Roberto; Sterpi, Irma; Sanguineti, Vittorio; Burdet, Etienne (2012). "Evaluación robótica de la función motora de las extremidades superiores después de un accidente cerebrovascular". Revista estadounidense de medicina física y rehabilitación . 91 (11 Suppl 3): S255–69. doi :10.1097/PHM.0b013e31826bcdc1. PMID  23080041. S2CID  34630716.
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  8. ^ Haghshenas-Jaryani, Mahdi; Patterson, Rita M.; Bugnariu, Nicoleta; Wijesundara, Muthu BJ (2020). "Un estudio piloto sobre el diseño y validación de un dispositivo robótico de exoesqueleto híbrido para la rehabilitación de la mano". Revista de terapia de la mano . 33 (2): 198–208. doi : 10.1016/j.jht.2020.03.024 . PMID  32423846. S2CID  218688698.
  9. ^ Gimigliano, Francesca; Palomba, Ángela; Arienti, Chiara; Morone, Giovanni; Perrero, Luca; Agostini, Michela; Aprile, Irene; Paci, Mateo; Casanova, Emanuela; Marino, Darío; LA Rosa, Giuseppe (15 de junio de 2021). "Terapia de brazo asistida por robot en condiciones de salud neurológica: justificación y metodología para la síntesis de evidencia en la Conferencia de Consenso Italiano CICERONE". Revista europea de medicina física y rehabilitación . 57 (5): 824–830. doi :10.23736/S1973-9087.21.07011-8. hdl : 11392/2474755 . ISSN  1973-9095. PMID  34128606. S2CID  235439893.
  10. ^ abcd Carrera, Isela; Moreno, Héctor A.; Saltarén, Roque; Pérez, Carlos; Puglisi, Lisandro; García, Cecilia (2011). "ROAD: asistente doméstico y robot de rehabilitación". Ingeniería e informática médica y biológica . 49 (10): 1201–11. doi :10.1007/s11517-011-0805-4. PMID  21789672. S2CID  1171144.
  11. ^ abc Munih, Marko; Bajd, Tadej (2011). "Robótica de rehabilitación". Tecnología y atención de la salud . 19 (6): 483–95. doi :10.3233/THC-2011-0646. PMID  22129949.
  12. ^ Tefertiller, Candace; Pharo, Beth; Evans, Nicholas; Winchester, Patricia (2011). "Eficacia de la robótica de rehabilitación para el entrenamiento de la marcha en trastornos neurológicos: una revisión". Revista de investigación y desarrollo de la rehabilitación . 48 (4): 387–416. doi : 10.1682/JRRD.2010.04.0055 . PMID  21674390.
  13. ^ Darbois, Nelly; Guillaud, Albin; Pinsault, Nicolas (2018). "¿La robótica y la realidad virtual aportan un progreso real a la rehabilitación con terapia de espejo? Una revisión del alcance". Investigación y práctica de rehabilitación . 2018 : 6412318. doi : 10.1155/2018/6412318 . PMC 6120256. PMID  30210873 . 
  14. ^ ab Hillman, Michael (2004). "2 Robótica de rehabilitación del pasado al presente: una perspectiva histórica". En Bien, Z. Zenn; Stefanov, Dimitar (eds.). Avances en robótica de rehabilitación . Apuntes de clase en ciencias de la información y el control. Vol. 306. págs. 25–44. doi :10.1007/10946978_2. ISBN 978-3-540-44396-4.

Lectura adicional

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