Exoesqueletos robóticos incursionan en la conexión de mentes y cuerpos

El exoesqueleto protésico se sienta en posición vertical en la silla, y parece que un robot se levanta, se aleja y deja atrás una parte de sí mismo. Unos tres minutos después, Kevin Alter estaba atado a la estructura de metal y listo para ponerse de pie. Cerró los ojos, respiró hondo y separó los brazos del cuerpo como un clavadista a punto de zambullirse. Excepto que Alter sostiene un bastón en cada mano, y cuando comienza el juego, empuja hacia arriba con sus poderosos brazos. El zumbido amortiguado de los cuatro motores eléctricos del exoesqueleto enderezó la parte inferior del cuerpo de Oort mientras se sostenía con muletas.

Una vez que Alter se pone de pie, un fisioterapeuta verifica la configuración del exoesqueleto en una pantalla digital conectada a un aparato ortopédico para la espalda y le da permiso de «sí». Oort dio unos pasos, miró hacia arriba y dijo: «Estoy volviendo a aprender a caminar».

Cuando un hombre de 49 años pronuncia esas palabras, la gente asume que ha pasado por algo terrible. Para Alter, fue un accidente de motonieve hace 14 años lo que lo dejó con una lesión en la columna que lo dejó confinado a una silla de ruedas. Después de más de una década de fisioterapia y trabajo duro, puede volver a ponerse de pie varias veces a la semana con la ayuda de un exoesqueleto médico robótico.

más ciencia que ficción

El dispositivo proporcionó a las piernas de Alter un apoyo que ya no estaba disponible. «Con la ayuda de los motores, casi siento que estoy caminando», dice mientras cruza la habitación, el exoesqueleto hace clic y gruñe. Sus pasos son sorprendentemente fluidos, ya que son una combinación de programación de máquinas y la fuerza restante en sus piernas. El software del exoesqueleto calibra cuánta ayuda necesita Ott al detectar la fuerza creada cuando levanta el pie del suelo y lo impulsa hacia adelante. «Siempre trato de usar mi mente para que mis piernas comiencen a avanzar», dijo, con la frente humedecida por el esfuerzo requerido para usar el dispositivo. «Agacho la cabeza porque no puedo sentir mis pies, pero al menos puedo ver hacia dónde van». Dice que ayuda a restablecer la conexión perdida entre su mente y su cuerpo.

Los exoesqueletos mecánicos han estado en desarrollo durante décadas, pero la mayor parte de ese tiempo se ha centrado en crear trajes accionados hidráulicamente que los soldados puedan usar para levantar cargas pesadas. Estos existen en su mayoría en forma de prototipo como la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del gobierno de los EE. UU. y los contratistas intentan descubrir cómo hacerlos rentables y logísticamente viables para las operaciones militares.

Pero el exoesqueleto de Oldt, el Ekso GT, fabricado por Ekso Bionics, y varios productos similares de otras compañías han tenido un mayor impacto en la rehabilitación médica de personas con lesiones de la médula espinal en los últimos años. En abril, el GT se convirtió en el primer exoesqueleto en recibir la aprobación de la FDA para su uso en pacientes con accidentes cerebrovasculares y aquellos con lesiones desde la columna vertebral hasta el cuello (debajo del cuello), gracias a la placa trasera alta del dispositivo. En marzo, la FDA autorizó a Parker Hannifin Corp. a vender su exoesqueleto robótico Indego a hospitales y directamente a pacientes. Según los informes, Argo Medical Technologies, fabricante del exoesqueleto ReWalk, es la única empresa que puede vender el producto directamente a los pacientes. En diciembre de 2022, el Departamento de Asuntos de Veteranos de EE. UU. comenzó a pagar el exoesqueleto ReWalk para los veteranos paralíticos elegibles.

La atención estándar es muy práctica: dos o tres fisioterapeutas suelen apoyar y guiar a los pacientes en cada paso del camino. Si el paciente no tiene fuerzas para moverse, normalmente uno de los terapeutas tiene que manipular la pierna del paciente. La técnica es eficaz para ayudar a los pacientes a recuperar la fuerza y ​​la movilidad de la parte inferior del cuerpo con el tiempo, pero medir el progreso de un paciente es difícil y abrumador tanto para el terapeuta como para el paciente. Otra opción reciente son los dispositivos de bipedestación asistidos, como el Lokomat de Hocoma, que coloca a los pacientes en un exoesqueleto suspendido por cables de una cinta rodante. Los pacientes caminan en una caminadora con la ayuda de un exoesqueleto Lokomat, pero sin la libertad sin ataduras que ofrece un exoesqueleto independiente.

rehabilitación robótica

El exoesqueleto que usa Alter requiere un terapeuta. Se pueden ajustar para proporcionar diferentes niveles de apoyo para satisfacer las necesidades de diferentes pacientes y pueden medir con mayor precisión el progreso de un paciente. Eso podría conducir a tratamientos más efectivos, dice Tom Looby, presidente y director ejecutivo de Ekso Bionics. Durante la primera sesión de rehabilitación de un paciente, un equipo de fisioterapeutas que trabaja sin un exoesqueleto generalmente puede hacer que el paciente dé ocho pasos de «alta calidad», lo que significa que el paciente no está tratando de contorsionar su cuerpo para compensar la fuerza o la falta de equilibrio, Ruby dicho. Afirma que el mismo paciente pudo completar 400 pasos de calidad en el Ekso GT durante la primera sesión.

Los exoesqueletos robóticos de «entrenador de marcha» como este están ganando popularidad como una opción de rehabilitación, dice Lisa McHugh, fisioterapeuta del Instituto Kennedy Krieger en Baltimore. McHugh dijo que GT permite tratar a los pacientes paralizados durante largos períodos de tiempo, durante los cuales pueden ser tratados de una manera que «creemos que es beneficiosa para la recuperación del sistema nervioso después de una lesión de la médula espinal». Agregó que Kennedy Krieger ha tratado a decenas de pacientes con la enfermedad desde que llegó el dispositivo en agosto de 2022.

Los exoesqueletos más nuevos permiten a los terapeutas medir y registrar estadísticas, incluidos los pasos dados y los pasos dados, la potencia que usan los motores del traje para ayudar al paciente y cómo el paciente cambia su peso mientras camina. Esto permite a los terapeutas medir el progreso con mayor precisión que en el pasado, dijo McHugh, y explicó que los fisioterapeutas tradicionalmente han juzgado el progreso en gran medida basándose en observaciones subjetivas.

Resolver el problema

Pero los exoesqueletos todavía tienen algunos inconvenientes. Además de ser costosos (uno puede costar entre $70,000 y $150,000) y requerir mucho entrenamiento especial por parte del terapeuta, están diseñados para usarse solo en superficies firmes, secas y niveladas, dijo McHugh. Es posible que la capacidad de un paciente para caminar en la clínica no se traduzca en un terreno húmedo, arenoso o irregular. El rango de ajuste de altura del Ekso GT es de solo 1,5 a 1,8 metros, por lo que “no podríamos usarlo en la población pediátrica”, agregó.

También hay una falta de evidencia concreta de que los exoesqueletos sean más exitosos que la fisioterapia tradicional en la rehabilitación de pacientes. Ekso está patrocinando un estudio que comparó el progreso de 160 pacientes con lesión de la médula espinal con rehabilitación GT, tratamiento real y ningún tratamiento durante un período de 12 semanas. En agosto, la compañía inscribió al primer paciente en su ensayo clínico WISE (o «Caminando con exoesqueletos para mejorar el caminar en lesiones de la médula espinal»).

«En general, las personas que usan exoesqueletos, en igualdad de condiciones, pueden operar en menos tiempo». Obtenga más terapia y haga más trabajo en menos tiempo». Brain Stimulation and Human Motor Control en White Plains, N.Y. Edwards y sus colegas planean evaluar si el entrenamiento robótico de la marcha puede mejorar la velocidad de marcha de los pacientes, un hallazgo que Progress indica que el cerebro, la médula espinal, los nervios periféricos y los músculos comienzan a trabajar juntos de manera más efectiva. Los investigadores también evaluarán el dolor y los espasmos musculares de los pacientes, así como factores económicos como el número de fisioterapeutas y personal necesarios durante la formación. «Estoy tratando de argumentar que deberíamos usar esta tecnología en la industria de la fisioterapia», dijo Edwards.

hombre de Acero

Kevin Oldt es quizás el mejor portavoz de los exoesqueletos hasta la fecha. Durante los últimos años, ha estado ayudando a promover su tecnología dando presentaciones a los medios y al público. Dice que le encanta la relativa libertad que le brinda usar el Ekso GT, incluso por cortos períodos de tiempo. Afirma que usar el exoesqueleto tres días a la semana durante los últimos años le ha ayudado a recuperar la fuerza y ​​el control motor de las piernas.

Alter reconoció que la tecnología necesaria para ayudarlo a caminar nuevamente con poca o ninguna ayuda del exoesqueleto aún está a años de distancia. Aún así, su experiencia le dio esperanza. «Hace dieciséis años no había nada», dijo. «Es solo un diseño de cómic: lea sobre Iron Man. Ahora esa es la realidad».