Entre 2-3 niños por cada 1 000 nacidos vivos en el mundo padecen parálisis cerebral, la primera causa de discapacidad en la infancia.

Miguel, de 15 años, es uno de los afectados. Nació prematuro, a las 27 semanas de gestación. Y esa prematuridad fue la causa de la parálisis cerebral que padece desde entonces y que le ha hecho pasar en varias ocasiones por el quirófano porque “tengo marcha agachada”.

Acaba de llegar, esta madrugada, de Italia, país al que le ha llevado su instituto como viaje de fin de curso. Ha terminado la ESO y, aunque no sabe qué quiere ser de mayor, los tiros apuntan “a médico”. Está cansado, pero sonríe continuamente; es la primera vez que va a probar un nuevo exoesqueleto, el primero diseñado para niños con parálisis cerebral que sufren alteraciones de la postura y del movimiento al caminar, y en el que su madre Ana Belén, tiene puestas muchas expectativas. “Aunque ha habido un antes y después tras la cirugía, su cerebro sigue el patrón de marcha que tenía antes. Esperamos que con la ayuda de este sistema pueda corregir la postura y que su cerebro aprenda el nuevo patrón de marcha adecuado”.

El nuevo robot será también la primera neurofisioterapia ‘a la medida’, ya que su principal novedad radica en que va provisto de un novedoso sistema interfaz de la marcha (para lo cual utiliza un gorro similar a los que se emplean para realizar los electroencefalogramas) que detecta la actividad eléctrica del cerebro y que actúa como señal de activación de los motores del robot. “El exoesqueleto obedece las órdenes del cerebro; funciona a través del cerebro”, señala el equipo que realiza las investigaciones, formado por profesionales del Hospital Niño Jesús de Madrid y del Centro de Automática y Robótica del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Su desarrollo ha sido financiado por la Sociedad Estatal de Loterías y Apuestas del Estado, a través de la Fundación de Investigación Biomédica del Hospital Niño Jesús.

De diseño 100% español, el objetivo del exoesqueleto, el CP-Walker 2.0, es rehabilitar la marcha de los niños con parálisis cerebral, convertirse en una herramienta complementaria de la fisioterapia que se adapta sobre el cuerpo del niño con motores propios en rodillas, cadera y tronco. “Su principal ventaja es que los niños pueden estar de pie y que permite aplicar estrategias de rehabilitación para cada articulación, de forma individual, y para cada niño, lo que constituye una rehabilitación robótica personalizada”, según Eduardo Rocón, que junto a José Ignacio Serrano Moreno, ambos ingenieros del Centro de Automática y Robótica del CSIC, han diseñado y fabricado este dispositivo. “Existen otros robots en el mercado, como el Locomat, pero lo único que hacen es mover las piernas de los niños, repitiendo siempre la misma terapia. Es muy estático”, indica Rocón.

El cerebro, una ‘torre de control’

La neurorrehabilitación, por tanto, se produce de forma integral porque permite individualizar la fisioterapia en cada una de las articulaciones afectadas, pilotado todo por una ‘torre de control’, el cerebro, que interactúa gracias a la interfaz y que obliga a “reaprender a caminar de una manera normalizada, aprovechando las ventajas de la neuroplasticidad cerebral de los niños”, señala Serrano Moreno. En este sentido, el bioingeniero ha adelantado que el mismo equipo del CSIS ya ha empezado los estudios para el próximo desarrollo de una versión de este exoesqueleto para bebés de 6 meses, edad en la que la plasticidad cerebral es aún mayor.

Ignacio Martínez Caballero, consultor senior de la Unidad de Neuro-ortopedia del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología (COT) del Hospital Niño Jesús, y responsable clínico de la puesta en marcha de este nuevo tratamiento, explica que en estudios previos realizados por el Laboratorio de Análisis del Movimiento del citado hospital, se vio que la pelvis y la cadera, que son las conexiones de los  miembros inferiores con el tronco, mejoraron con el tratamiento de fisioterapia robotizada diseñada y planificada ‘a medida’ para cada paciente.

La cirugía corrige las anomalías biomecánicas, pero el control del movimiento y la debilidad articular se consigue con rehabilitación. Si es robotizada, es más precisa

El resultado: los niños caminan más erguidos, tienen menor sensación de cansancio y realizan movimientos más fluidos. Los datos previos obtenidos de la rehabilitación con 8 niños en los que se ha probado este dispositivo indican que este entrenamiento también se traduce en una disminución de la espasticidad. “La marcha es más ligera y la postura es mejor. La espasticidad que acompaña a la parálisis cerebral mejora. Un símil sería la rigidez del Hombre de Hojalata del Mago de Oz. Esta terapia es como el aceite que necesita el Hombre de Hojalata. Reforzando la calidad de la postura y del movimiento pretendemos reproducir las actividades de la vida diaria para el que el niño interactúe con un entorno habitual”.

Indicaciones precisas

Este dispositivo está indicado para niños con parálisis cerebral, fundamentalmente espástica, y con grados II y III –que pueden andar-, y algunos IV –que están en silla de ruedas, aunque algunos de ellos son capaces de realizar distancias muy cortas-. La edad más adecuada se situaría en torno a los 6-7 años de edad, “aunque cuanto antes se inicie la fisioterapia, mejores pueden ser los resultados”, señala Martínez Caballero. “Los niños con parálisis cerebral II y III pueden caminar, pero no lo hacen de una manera normal. Aquí, la biomecánica juega en contra porque las articulaciones no pueden resistir durante mucho tiempo esa situación anómala. La cirugía corrige la biomecánica, pero el control del movimiento y de la debilidad de las articulaciones es lo que el robot pretende mejorar y atacar”, explica Martínez Caballero. No obstante, Rocón subraya que “aunque el niño no camine, el robot le va a mover las piernas y el andador le va a proporcionar equilibrio, con lo cual le mantiene de pie y las articulaciones se van moviendo”. La idea es que la marcha “se aproxime lo máximo posible a la normalidad”, matiza Serrano Moreno.

Con respecto a otros robots, el exoesqueleto del Hospital Niño Jesús se desplaza de una manera más fácil y automática y, además, está entrenado para controlar mejor el tronco, que es uno de los problemas que aún no está resuelto en este tipo de parálisis. “El sistema monitoriza continuamente la postura del tronco para que gane fuerza y la utilice para mantener la postura adecuada”, asegura Carlos Martín Gómez, fisioterapeuta técnico encargado del Proyecto de Investigación del Hospital Niño Jesús.

Se calcula que un 70% de niños afectados por parálisis cerebral puede beneficiarse de esta herramienta de fisioterapia individualizada

El nuevo ensayo clínico en el que participarán cinco niños con parálisis cerebral a partir del próximo mes de septiembre en el Hospital Niño Jesús (en el que se compararán los resultados de niños que usarán interfaz de la marcha frente a los que no usarán esta herramienta) comprobará si existen o no diferencias cuando se emplean dispositivos de estas características. El exoesqueleto podría ser una realidad asistencial en 2021”, considera Martínez, quien no obstante insiste en que “seleccionar bien a los niños que pueden obtener beneficios es fundamental para no crear falsas expectativas. Pensamos que en un 70% por ciento de casos se podrían beneficiar, pero en el 30% restante es una tarea casi imposible. La fisioterapia robotizada con este exoesqueleto es una herramienta muy útil pero, desde luego, no es la solución mágica para todos los niños con parálisis cerebral”.

julio 06/ 2019 (Diario Médico)

Un equipo de científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) ha desarrollado el prototipo de un exoesqueleto que detecta la pérdida de equilibrio y ayuda a prevenir las caídas en los mayores. Además, podría emplearse para favorecer la recuperación tras una de estas caídas. Se trata del primer dispositivo ponible, habitualmente empleados para asistir al movimiento, que contribuye en la prevención de accidentes y lesiones. Los resultados se publican en Scientific Reports.

El exoesqueleto está diseñado expresamente para los ancianos; se sabe que en Europa, este grupo poblacional está implicado en un 40 por ciento de las lesiones graves producidas por caída accidental. No obstante, esta tecnología también puede utilizarse para ayudar en la vida diaria a personas con determinada incapacidad física, amputaciones o con trastorno neuronal.

Silvestro Micera, profesor en la EPFL y en la Escuela de Santa Ana, en Italia, comenta que «nuestro exoesqueleto inteligente es ligero y muy fácil de personalizar». Con este prototipo apenas necesitaron unos minutos para adaptarlo al tamaño y la forma de andar de un paciente. Para ello, el dispositivo se basa en un algoritmo capaz de detectar desviaciones de la forma normal de marcha de un individuo concreto, por ejemplo, la que precede a una caída; en ese caso, el exoesqueleto impulsa un restablecimiento la marcha.

El exoesqueleto, denominado APO (del inglés, ortesis de pelvis activa), se ha probado en ocho participantes, con una media de edad de 68,9 y otras dos personas con amputación transfemoral. Los individuos se sometieron a pruebas en las que se producían movimientos diseñados para provocar caídas. La estabilidad frente a esos movimientos mejoró en los sujetos que llevaban APO. Ahora tienen que confirmar esos resultados con más individuos en nuevas pruebas.

Para estos investigadores, el prototipo es una muestra del potencial que la tecnología ofrece como asistencia a los mayores y discapacitados, y de cómo puede mejorar su calidad de vida.
mayo 14/2017 (diariomedico.com)

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha presentado el primer exoesqueleto del mundo dirigido a niños con atrofia muscular espinal. El dispositivo, de 12 kilos de peso y fabricado con aluminio y titanio, está diseñado para ayudar al paciente a caminar, en algunos casos por primera vez.

La idea es que también se utilice en hospitales como terapia de entrenamiento muscular para evitar los efectos colaterales asociados a la pérdida de movilidad propia de esta enfermedad. La tecnología, que ya ha sido patentada y licenciada conjuntamente por el CSIC y su empresa de base tecnológica Marsi Bionics, se encuentra en fase preclínica.

La estructura consiste en unos largos soportes, llamados ortesis, que se ajustan y adaptan a las piernas y tronco del niño. En las articulaciones una serie de motores imitan el funcionamiento del músculo humano y aportan al niño la fuerza que le falta para mantenerse en pie y caminar. El sistema lo completan una serie de sensores, un controlador de movimiento y una batería con cinco horas de autonomía.

«La principal dificultad para desarrollar este tipo de exoesqueletos pediátricos consiste en que los síntomas de las enfermedades neuromusculares, como la atrofia muscular espinal, varían con el tiempo tanto en las articulaciones como en el conjunto del cuerpo. Por eso es necesario un exoesqueleto capaz de adaptarse a estas variaciones de forma autónoma. Nuestro modelo incluye articulaciones inteligentes que modifican la rigidez de forma automática y se adaptan a la sintomatología de cada niño en cada momento», explica la investigadora del CSIC Elena García, del Centro de Automática y Robótica, centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Madrid.

El equipo de García ya marcó un hito al desarrollar el primer exoesqueleto pediátrico, destinado a niños con paraplejia. La iniciativa recibió numerosos premios, pero la científica recalca que «no había hecho más que empezar». El gran reto es diseñar exoesqueletos que se adapten al mayor número posible de pacientes. «Cada enfermedad tiene una sintomatología y características distintas. Es necesaria una inyección en I+D para cada una».

Aportar músculo
Lo realmente novedoso de este segundo prototipo no es que esté destinado a la población pediátrica, sino específicamente a enfermedades neuromusculares. La hipotonía es lo que predomina, por lo que lo que «se trata de aportar ese músculo que falta».

La tarea no es sencilla, ya que, dentro de una misma enfermedad, el grado de afectación de cada niño es distinto y también hay que tener en cuenta las condiciones concretas, lo que obliga a «sintonizar continuamente, tratar de imitar el comportamiento normal del músculo», aclara la investigadora, que añade «que no es sólo el músculo, sino todas las estructuras que lo acompañan».

Con ese fin, se ha diseñado «un sistema inteligente de cambio de la rigidez estructural porque, por ejemplo, no es lo mismo caminar en arena que en un terreno rígido». El exoesqueleto puede adaptarse «gracias a esos músculos artificiales que son capaces de modificar automáticamente la rigidez que presenta la articulación».

En el futuro, la disponibilidad de dos tipos de exoesqueletos podría cubrir las necesidades de los pacientes de un amplio abanico de enfermedades. Uno de ellos serviría para las enfermedades que se caracterizan por la hipotonía y el otro modelo se destinaría a las que son «más espásticas, más complejas y con deformidades que hay que tener en cuenta», apunta la científica.

Ensayos clínicos
El prototipo se va a probar en dos ensayos clínicos, en el primero de los cuales, que se desarrollará en el Hospital San Juan de Dios, de Barcelona, se va a evaluar su usabilidad. Participarán ocho niños de entre tres y nueve años.

A continuación, un equipo del Hospital Ramón y Cajal, de Madrid, encabezado por el neurólogo infantil Gustavo Lorenzo evaluará el impacto psicológico en la vida diaria del niño. Cuatro niños con atrofia muscular espinal probarán el exoesqueleto y, finalmente, será uno (porque sólo hay un dispositivo) el que lo usará durante un año en su domicilio.

El exoesqueleto está dirigido a niños de entre tres y 14 años. La existencia de cinco motores en cada pierna, cuya colocación implica una longitud mínima, y la dificultad para controlar el comportamiento y la colaboración de los niños más pequeños ha llevado a los investigadores a tener que poner un límite de edad mínima.

Financiación
Uno de los principales escollos a los que se enfrenta este proyecto es la financiación. Por un lado, el coste para las familias, y por otro, el de la fabricación industrial. Respecto al primer punto, García comenta que lo que se pretende es instaurar un esquema de alquiler, que sería de unos 800 euros mensuales. «Se trata de conseguir cobertura para ayudar a las familias», aclara, y añade que el precio de compra sería de unos 50.000 euros.

En cuanto a la fabricación en serie, la investigadora ha señalado que el año pasado se puso en marcha una campaña de crowdfunding que «sigue abierta porque no hemos conseguido suficientes fondos». En este sentido, resalta que no han conseguido otro tipo de financiación porque «el capital riesgo busca otro tipo de proyectos, con un retorno económico inmediato».
junio 15/2016 (Diario Médico)