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Robótica de rehabilitación

La robótica de rehabilitación es un campo de investigación dedicado a comprender y mejorar 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] ), desarrollo de diferentes esquemas de asistencia al entrenamiento terapéutico, [5] y evaluación. del rendimiento sensoriomotor (capacidad de moverse) [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 de la terapia en personas con deficiencias 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 humano-robot . En este campo, médicos, terapeutas e ingenieros colaboran para ayudar a rehabilitar a los pacientes. [ cita necesaria ]

Los objetivos destacados 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 necesaria ]

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 RehabWeek. [ cita requerida ] La robótica de rehabilitación se introdujo hace dos décadas para pacientes con trastornos neurológicos . [9] Las personas que más comúnmente encontrarás usando 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 a 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, al fabricar la máquina, los fabricantes deben estar seguros de que será coherente con el progreso del paciente. Se ha puesto mucho trabajo riguroso en el 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, ejercicio activo asistido, ejercicio activo restringido, ejercicio activo de resistencia, ejercicio pasivo y ejercicio adaptativo. En el ejercicio activo asistido, el paciente mueve su mano en una trayectoria predeterminada sin que ninguna fuerza 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 hacer. El ejercicio de resistencia activo es el movimiento con fuerzas opuestas. [ cita necesaria ]

Con el paso de los años, el número de robóticos de rehabilitación ha aumentado, pero son muy limitados debido a los ensayos clínicos. Muchas clínicas realizan pruebas pero no aceptan los robots porque desearían que fueran controlados 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 puedes repetir el proceso o ejercitar tantas veces como desees. Otro aspecto positivo es el hecho de que se pueden obtener mediciones exactas de su mejora o disminución. Puede obtener las medidas exactas a través de los sensores del dispositivo. Mientras el dispositivo toma una medición hay que tener cuidado porque el dispositivo puede interrumpirse una vez realizado debido a los diferentes movimientos que hace el paciente para salir. [11] El robot de rehabilitación puede aplicar una terapia constante durante largos períodos. Durante el proceso de recuperación, el robot de rehabilitación no puede comprender las necesidades del paciente como lo haría un terapeuta experimentado. [10] El robot no puede comprenderlo ahora, pero en el futuro el dispositivo podrá comprenderlo. Otra ventaja de tener un robot de rehabilitación es que no hay que realizar ningún esfuerzo físico por parte del terapeuta.

Últimamente, la robótica de rehabilitación se ha utilizado en la formación de medicina, cirugía, cirugía remota y otras cosas, pero ha habido demasiadas quejas de que el robot no está controlado por un control remoto. Mucha gente pensaría que utilizar un robot industrial como un 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 por múltiples motivos. Mientras tanto, un robot industrial es siempre el mismo; No es necesario 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 usar este dispositivo

El número de personas discapacitadas en España había 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 mucha gente en España que sufre un ictus y necesita ayuda después. La robótica de rehabilitación es muy popular entre las personas que han sufrido un derrame cerebral porque se aplica el método de facilitación neuromuscular propioceptiva. Cuando sufre un derrame cerebral, su sistema nervioso se daña en la mayoría de los casos, lo que provoca que las personas tengan discapacidad durante seis meses después del derrame cerebral. El robot podría realizar ejercicios que haría un terapeuta, pero realizará algunos ejercicios que no son tan fáciles de realizar por un ser humano. [10] El robot neumático ayuda a personas que han sufrido accidentes cerebrovasculares o cualquier otra enfermedad que les haya provocado un trastorno en el miembro superior [12]

Una revisión de 2018 sobre la efectividad de la terapia con espejos mediante realidad virtual y robótica para cualquier tipo de patología concluyó que: 1) Gran parte de la investigación sobre la terapia con espejos de segunda generación es de muy baja calidad; 2) Falta una justificación basada en evidencia para realizar tales estudios; 3) No es relevante recomendar inversiones por parte de 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 finales y exoesqueletos motorizados. Cada sistema tiene sus propias ventajas y limitaciones. Los sistemas efectores finales son más rápidos de configurar y 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 las manos, cintas de correr mejoradas, brazos robóticos para volver a entrenar el movimiento motor de las extremidades y dispositivos de rehabilitación de 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. Durante 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 eficaz. [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 niños) con parálisis cerebral , [4] o a 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 un movimiento horizontal o vertical, o una combinación en una variedad de planos. [7] La ​​configuración vertical antigravedad es particularmente útil para mejorar la función del hombro y el codo. [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ Cervecero, 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, Julio; Burdet, Etienne (2010). "Rehabilitación de la función de la mano asistida por robot". Opinión Actual en Neurología . 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". 2012 Simposio Internacional IEEE/SICE sobre Integración de Sistemas (SII) . págs. 192-197. doi :10.1109/SII.2012.6427313. ISBN 978-1-4673-1497-8. S2CID  21181553.
  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". Transacciones IEEE sobre sistemas neuronales e ingeniería de rehabilitación . 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 de movimientos robóticos después de una lesión neurológica". Revista de NeuroIngeniería y Rehabilitación . 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 Suplemento 3): S255–69. doi :10.1097/PHM.0b013e31826bcdc1. PMID  23080041. S2CID  34630716.
  7. ^ abc Krebs, hermano; Ferraro, Marcos; Buerger, Stephen P; Newbery, Miranda J; Makiyama, Antonio; Sandman, Michael; Lynch, Daniel; Volpe, Bruce T; Hogan, Neville (2004). "Robótica de rehabilitación: prueba piloto de una extensión espacial para MIT-Manus". Revista de NeuroIngeniería y Rehabilitación . 1 (1): 5. doi : 10.1186/1743-0003-1-5 . PMC 544952 . PMID  15679916. 
  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 exoesqueleto híbrido para rehabilitación de manos". Revista de terapia de manos . 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. ^ abcMunih , Marko; Bajd, Tadej (2011). "Robótica de rehabilitación". Tecnología y Atención Sanitaria . 19 (6): 483–95. doi :10.3233/THC-2011-0646. PMID  22129949.
  12. ^ Tefertiller, Candace; Faro, Beth; Evans, Nicolás; Winchester, Patricia (2011). "Eficacia de la robótica de rehabilitación para el entrenamiento de la marcha en trastornos neurológicos: una revisión". La Revista de Investigación y Desarrollo en Rehabilitación . 48 (4): 387–416. doi : 10.1682/JRRD.2010.04.0055 . PMID  21674390.
  13. ^ Darbois, Nelly; Guillaud, Albin; Pinsault, Nicolás (2018). "¿La robótica y la realidad virtual aportan un progreso real a la rehabilitación de la terapia del espejo? Una revisión del alcance". Investigación y práctica de la 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 conferencias sobre control y ciencias de la información. vol. 306, págs. 25–44. doi :10.1007/10946978_2. ISBN 978-3-540-44396-4.

Otras lecturas

enlaces externos