Rehabilitación robótica basada en interfaz cerebro-computadora (BCI) para accidentes cerebrovasculares

El dispositivo de rehabilitación propuesto es el primer sistema de neurorrehabilitación que combina BCI no invasivo y rehabilitación robótica para la extremidad superior paralizada por accidente cerebrovascular dentro de los 6 meses posteriores al accidente cerebrovascular. La recuperación espontánea después del accidente cerebrovascular tiene lugar durante los primeros 6 a 12 meses después del accidente cerebrovascular. Los primeros 3 a 6 meses son los períodos más cruciales, ya que es el período de máxima recuperación neurológica y neuroplasticidad. Se producen tasas diferenciales de recuperación para varios tipos de deficiencias posteriores al accidente cerebrovascular. En general, las funciones motoras (movilidad, caminar, función de las extremidades superiores, actividades de la vida diaria (AVD)) se recuperan más rápido que las deficiencias cognitivas o del lenguaje, que pueden recuperarse en 12 meses. Se han introducido varios enfoques para la rehabilitación de lesiones por accidente cerebrovascular para facilitar la recuperación intrínseca o ayudar a la compensación adaptativa de las deficiencias relacionadas con el accidente cerebrovascular. En general, para que el entrenamiento de rehabilitación sea efectivo, debe comenzar lo antes posible después del accidente cerebrovascular. Las investigaciones actuales demuestran que la rehabilitación que utiliza enfoques tradicionales de neurofacilitación es eficaz para mejorar la recuperación neurológica y funcional y es superior a ningún tratamiento o solo a la atención de enfermería. Los pacientes rehabilitados tienen estancias hospitalarias totales más cortas, tasas de complicaciones más bajas, tasas de alta a domicilio más tempranas y más altas que los pacientes que no reciben rehabilitación. Además, la rehabilitación que involucra un enfoque de equipo multidisciplinario dirigido por un médico o especialista en rehabilitación da como resultado mejores resultados funcionales en comparación con las terapias agudas generales basadas en la sala. Para que la rehabilitación sea efectiva en la modificación de la neuroplasticidad cortical, debe estar dirigida al deterioro específico del accidente cerebrovascular, la tarea específica, el ejercicio debe ser repetitivo e intensivo, dirigido a un objetivo y llamar la atención del paciente con accidente cerebrovascular. Algunos de los componentes de la rehabilitación incluyen fisioterapia, entrenamiento de la marcha y el equilibrio, acondicionamiento aeróbico, entrenamiento de actividades funcionales de la vida diaria (ADL), modalidades físicas para tratar el dolor, estimulación eléctrica funcional (FES) o estimulación eléctrica neuromuscular (NMES). Otros métodos incluyen tratamientos específicos para tratar las complicaciones de la rehabilitación, como la espasticidad, la ataxia, las contracturas y la incontinencia vesical o intestinal. A menudo, se requieren terapias uno a uno, altamente intensivas en mano de obra y costosas con tratamientos estrechos mano a mano. Las limitaciones de las técnicas actuales de fisioterapia y terapia ocupacional incluyen lo siguiente: (1) Dificultades en la rehabilitación del brazo y la mano gravemente paralizados que a menudo se tratan con modalidades pasivas como NMES, ROM pasivos y otras modalidades. (2) Dificultades para lograr una rehabilitación intensiva y muchas repeticiones en personas con parálisis de las extremidades superiores de moderada a grave, ya sea por falta de participación o por dolor, que es más común en personas con parálisis grave. (3) Problemas para motivar y mantener el interés del paciente en ejercicios repetitivos. (4) La terapia a menudo se percibe como aburrida y debido a la falta de biorretroalimentación inmediata. (I) Rehabilitación asistida por robot: El MIT (EE. UU.) ha desarrollado un robot, llamado MIT-MANUS, para ayudar en la terapia de las víctimas de accidentes cerebrovasculares. Pequeños ensayos clínicos han informado que el robot mejoró significativamente la recuperación del movimiento y la función motora del brazo de los pacientes con ganancias sostenidas varios meses después de la interrupción del tratamiento. Este sistema se está utilizando clínicamente como herramienta de formación en rehabilitación en más de 20 centros de todo el mundo. Las ventajas de la rehabilitación asistida por robot incluyen la capacidad de documentar y almacenar parámetros de movimiento y fuerza, la capacidad de lograr miles de repeticiones por sesión de tratamiento (100 veces más que el tratamiento convencional o FES) sin causar lesiones o dolor en los tejidos, alta intensidad con baja fricción, entrenamiento de la atención y mayor biorretroalimentación a través de la incorporación de videojuegos interactivos, que pueden simular trayectorias, laberintos, tareas AVD como preparar una comida y simulación de tareas espaciales como ir de compras. Además, después del período de formación inicial, la supervisión del paciente por parte del terapeuta puede reducirse debido a la sostenibilidad de la participación del paciente desde el robot o la rehabilitación robótica basada en BCI. Por lo tanto, el robot aumenta la productividad del terapeuta humano. El robot actúa así como una ayuda de alta tecnología para el médico y el terapeuta. El sistema también es portátil, dando lugar a la posibilidad de opciones de tele-rehabilitación con el desempeño y evolución del paciente siendo monitoreado por la institución de forma remota. (II) Rehabilitación robótica basada en BCI basada en BCI: este dispositivo no invasivo tiene como objetivo utilizar un enfoque novedoso en el entrenamiento robótico, que no se ha empleado antes en el ámbito terapéutico. En el MIT-MANUS y los sistemas disponibles comercialmente relacionados, no hay comunicación directa entre la mente del paciente o los procesos de pensamiento o el pensamiento volitivo motor y el sistema robótico. Aunque se utilizan algunos sensores para detectar el movimiento débil del paciente, nunca se sabe cuándo y cómo quiere moverse el paciente. El brazo robótico al que está atado o restringido el paciente planifica la trayectoria de movimiento del paciente y reduce su papel activo a medida que el paciente recupera el movimiento voluntario. En la mayoría de los casos, el paciente solo puede seguir pasivamente el programa predefinido, que puede no explorar completamente las iniciativas motoras y el potencial o los procesos de atención del paciente.