Toyra: sistema de realidad virtual para ayudar a recuperar la movilidad funcional.

Informática

Informes Biomed: Mejor calidad de vida gracias a la realidad virtual

Los avances en esta área, en combinación con otras tecnologías, muestran su potencial para lograr la autonomía de personas con movilidad reducida y minimizar daños colaterales.

  • Viernes, 30 de marzo de 2012
  • Por Esther Paniagua

Recuperar la autonomía y no tener que depender de los demás es una prioridad para las personas afectadas por una lesión medular. Su escasa independencia no solo afecta a su calidad de vida sino también a su autoestima. Por ello, los investigadores buscan nuevas tecnologías que ayuden a estos pacientes tanto a recuperar movimientos funcionales básicos como a controlar el entorno. Entre ellas, destaca la realidad virtual, tanto por su potencial utilidad terapéutica como de control domótico.

La realidad virtual ya se aplica con éxito en diferentes terapias dirigidas a personas con parálisis y se está probando de manera experimental también como herramienta para facitar su manejo en interiores y exteriores. Su uso en este ámbito sanitario es todavía emergente pero científicos como el español Ángel Gil-Agudo, jefe de la Unidad de Biomecánica del Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo (España), aseguran que se trata de “una de las novedades más relevantes”.

Este interés ha motivado que España destaque a nivel internacional en el estudio y desarrollo de sistemas que combinan la realidad virtual con otras tecnologías como sistemas de electroestimulación o sensores. No en vano, gran parte de la escasa literatura científica al respecto corresponde a autores españoles, tal y como puede comprobarse tras una sencilla búsqueda en la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos.

Los frutos de estas investigaciones han comenzado a materializarse en los últimos dos años en diferentes herramientas, ya incorporadas a la práctica clínica o en fase de ensayos con pacientes. Como utilidad terapéutica destaca el sistema Toyra, nacido de una colaboración entre el Hospital Nacional de Parapléjicos, la empresa Indra y la Fundación Rafael del Pino. Se trata de un dispositivo para la rehabilitación del miembro superior que captura el movimiento del paciente mediante sensores inerciales inalámbricos y los reproduce en un monitor a través de un avatar.

De este modo, tal y como señalan Gil-Agudo y el ingeniero de Indra Alberto Bernal Sahún -responsables del proyecto- en un estudio publicado en la revista médica Rehabilitación, el usuario puede interactuar con ciertos elementos dentro de un escenario simulado. En este escenario, que puede ser una habitación de una casa, el paciente puede practicar actividades típicas de la vida diaria, como peinarse o lavarse los dientes. El objetivo final es mejorar la realización de actividades en el mundo real y adquirir una mayor independencia gracias a la transferencia de habilidades ejercitadas en un entorno virtual.

Según Gil-Agudo, el uso de este sistema tiene dos grandes ventajas. La primera es psicológica: por un lado, aumenta la motivación del paciente, que experimenta la rehabilitación como un juego, más que como una costosa obligación. Por otro, “alivia la tensión e induce calma”, como muestra un estudio realizado por investigadores de la Universidad Nacional Central de Chung-Li (en Taiwán, China) publicado en la revista científica Journal of Sports Rehabilitation. También permite al afectado entrenarse en tareas complejas, como manejar una silla de ruedas eléctrica, para facilitar su uso en el mundo real.

La segunda ventaja afecta a la evaluación del proceso y supone, en opinión de Gil-Agudo, un avance de gran importancia, ya que el sistema permite medir de forma objetiva la actuación y la situación del paciente en cada momento y si mejora o no a lo largo de las sesiones terapéuticas.

Otra de las posibilidades de la realidad virtual que los desarrolladores de Toyra han sabido aprovechar es la de crear plataformas de telerrehabilitación. Los investigadores ultiman ya los detalles para lanzar al mercado este mismo año una versión de Toyra para el tratamiento a distancia que, en lugar de sensores inerciales, emplea los de la consola Kinect de Microsoft. De esta forma se reducen drásticamente los costes, lo que permitirá que los pacientes puedan llevarse a su casa el aparato por un precio similar al de la consola, según avanza Gil-Agudo. Así, médicos y terapeutas podrán realizar un seguimiento remoto de la evolución del paciente, a partir de los datos registrados durante cada sesión de terapia en el propio domicilio.

A la lista de aplicaciones terapéuticas de la imaginería virtual se suma también el dolor neuropático. Según María Dolors Soler, psicóloga del área de Neuropsicología del Institut Guttmann, un 40 por ciento de personas con lesión medular desarrollan este tipo de dolor, que se caracteriza por una variedad de síntomas, como la quemazón, y puede llegar a ser intenso.

La aparición de este tipo de dolor está relacionada con los cambios cerebrales producidos tras una lesión de un segmento de la médula, debido a problemas en la reorganización de los circuitos funcionales del sistema nervioso. Su principal inconveniente es la ausencia de un tratamiento que lo elimine por completo, ya que los fármacos disponibles se limitan a reducir su intensidad, según explica Soler.

Por ello, basándose en estudios que sugieren que “las estrategias dirigidas a revertir el proceso de reorganización cerebral pueden tener un potencial terapéutico en el abordaje de este dolor”, Soler y su equipo decidieron evaluar los efectos analgésicos de terapias no farmacológicas, que han abierto la puerta a un nuevo abordaje terapéutico de este dolor. Estas terapias complementarias a la medicación, que combinan realidad virtual y electroestimulación, ya se aplican en Estados Unidos y Alemania.

La técnica consiste en situar a la persona frente a un espejo, en el que ve su cuerpo reflejado de cintura para arriba, mientras que se proyecta la imagen de unas piernas en movimiento que se acoplan perfectamente en la parte inferior de la imagen reflejada. Este truco genera una ilusión visual que “remodela la representación mental del cuerpo como si la persona pudiera nuevamente sentir que realiza las tareas que hacía antes de la lesión”, explica Soler. “Verse inmerso en este tipo de estímulo crea una imagen mental y lleva al cerebro a experimentar los mismos cambios que si estuviera realizándola”, añade.

A su vez, mientras se realiza este montaje, se aplica sobre el paciente una técnica de estimulación no invasiva e indolora de la corteza cerebral (tDCS, por sus siglas en inglés) mediante corriente directa. Así se aumenta la excitabilidad cortical, generando un estado más proclive al cambio cerebral promovido por la ilusión visual. El resultado es que alrededor del 70 por ciento de los pacientes experimentan alivio del dolor y beneficios secundarios después de recibir el tratamiento, según señala Soler.

Este tratamiento combinado presenta otros beneficios -como la mejora del sueño, del estado de ánimo y de la realización de actividades diarias, y un menor consumo de medicamentos para el dolor- y no tiene efectos secundarios graves. Además, su efecto es acumulativo, es decir, es mayor tras varias sesiones y puede ser de larga duración, aunque no permanente.

Con estos tratamientos se logra sin duda una mejora en el bienestar psicológico y en la calidad de vida de los pacientes, pero no es suficiente. El gran cambio pasa por lograr su máxima autonomía y, aunque las nuevas tecnologías contribuyen a ello mejorando y agilizando el proceso de rehabilitación, no todos los lesionados medulares pueden beneficiarse de ellas. Los afectados por lesiones muy altas, que no pueden mover ninguna extremidad o apenas la cabeza, parecen abocados a depender toda su vida de los cuidados de algún familiar o allegado. Esto supone para ambos “una gran carga emocional”, como reconoce Ana Suñé, afectada por una lesión completa a nivel de la cuarta cervical.

Sin embargo, médicos e ingenieros se han propuesto lograr que pacientes como Suñé puedan ser lo más independientes posible. Para ello, científicos de la Universidad de Graz (Austria), el Hospital de Pisa (Italia) y el centro tecnológico Barcelona Digital y el Institut Guttmann en España, han desarrollado e implementado el proyecto europeo BrainAble.

El proyecto se encuentra ya en fase de validación, tras haberse demostrado en un estudio con pacientes casi inmóviles que “mejora la interacción directa e indirecta entre el usuario y su hogar ‘inteligente”’, según sus responsables. Básicamente, consiste en una interfaz hombre-máquina construida mediante la integración de una interfaz cerebro-computadora con computación afectiva y entornos virtuales.

Para su funcionamiento se utiliza un gorro que incorpora unos sensores que captan las ondas cerebrales del paciente que lo lleva y las transforma, a través de un programa informático, en órdenes como apagar una luz, cerrar la puerta, coger el teléfono o encender la televisión. El sistema híbrido de cerebro-computador empleado es capaz de tener en cuenta fuentes de información como el aburrimiento, la confusión o la frustración, por medio de sensores fisiológicos y afectivos. A su vez, la interacción se ve reforzada por medio de la Inteligencia Ambiental, que crea un entorno inteligente, proactivo y sensible al contexto.

Estos sistemas se complementan con una interfaz de usuario inteligente basada en realidad virtual, con avatares y escenarios que ayudan a los discapacitados a moverse libremente e interactuar con cualquier tipo de dispositivo. Incluso puede usarse como vía para la autoexpresión con música, imágenes y texto, la comunicación con otras personas, jugar a juegos para contrarrestar el deterioro cognitivo, y entrenarse en nuevas funcionalidades y tareas.

En opinión de Suñé, una de las participantes en el estudio del BrainAble, se trata de un sistema “muy interesante” y “mucho más útil” que otros que funcionan mediante la voz o el tacto. “Me da muchas más autonomía, hace que no dependa de otras personas para realizar estas actividades tan básicas de la vida diaria y además no se necesita mucha concentración para usarlo”, asegura la paciente. “Al controlar el entorno de esa manera y tener esa autonomía –añade- ganamos en intimidad, que es algo que nosotros valoramos mucho”.

En esta línea, Josep Medina, que coordina este proyecto en el Institut Guttmann, afirma que “es una herramienta muy útil para pacientes con mínima movilidad como Suñé, o para aquellos con dificultades de comunicación o de habla, ya que con él consiguen colocarse en una situación de ventaja social porque pueden moverse de forma autónoma en el propio domicilio o incluso acceder al mundo laboral”.

Precisamente el entorno laboral es otro de los grandes retos de adaptación para personas con lesión medular y también otros científicos trabajan para lograrlo, desarrollando sistemas que podrían complementarse con el BrainAble o dar solución a este problema por sí solos. Es el caso del proyecto Azteca, en el que trabajan Indra y el Centro español para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI). Su principal objetivo -como indica la responsable de Tecnologías Accesibles de Indra, Eva Vázquez de Prada- es dotar de inteligencia al entorno de trabajo para facilitar la integración de personas con cualquier tipo de discapacidad.

Para ello, investigan en tecnologías de redes de sensores, sistemas de localización que sirvan de guía y herramientas de interacción con el entorno, por ejemplo a través del teléfono móvil. Además, están desarrollando un módulo que permitiría personalizar la apariencia del ordenador en función de quién lo use, de manera que, al detectar al usuario, se configure y se cargue su perfil automáticamente. Según avanza Vázquez de Prada, “este módulo podría estar listo entre febrero y marzo de 2013”.

Este es el futuro, que en lo que respecta a lesión medular, pasa por aprovechar las funciones que cada paciente tiene útiles para sacarles el máximo rendimiento y conseguir así un buen nivel de independencia. Así lo cree el doctor Medina, que augura que nuevos avances en estas líneas seguirán sucediéndose.

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