Telerehabilitación. La realidad virtual aplicada a la fisioterapia

Ya que en nuestra página somos partidarios de la Telerehabilitación y el poder proporcionar tratamiento fisioterápico a distancia a través de las nuevas tecnologías quería hablaros de los nuevos avances en Realidad Virtual para rehabilitación. La realidad virtual (RV) es el futuro, es la simulación de un entorno real a través del ordenador, de forma que existe una interacción activa entre el usuario con un entorno ficticio.

Tipos de realidad virtual

Podemos clasificar la realidad virtual en relación a diferentes elementos, sin embargo, la principal distinción la realizaremos atendiendo a dos grandes grupos diferenciados según la interacción del sujeto con el entorno:

1.-RV inmersiva: Es aquella donde los sistemas ligados al entorno virtual generados por ordenador permiten al usuario interaccionar mediante la utilización de algún dispositivo hardware. Dentro de ésta podemos distinguir dos tipos de sistemas:

*OclusivosNo permiten la interacción con el mundo real, de forma que se reduce la comunicación entre el sujeto y su entorno externo, permitiendo una mayor interacción con el entorno virtual.

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Los Head Mounted Displays son un ejemplo de dispositivos oclusivos, ya que al privarnos de los estímulos visuales y auditivos externos, permiten una mayor inmersión en el entorno de realidad virtual. 

*No oclusivos: Permiten la interacción con el entorno externo del mundo virtual, por lo tanto consiguen una menor inmersión en el entorno virtual.

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Los dispositivos hápticos en si, son una modalidad de realidad virtual no inmersiva debido a que sólo se encarga de proporcionar un estímulo mediante una retroalimentación de fuerza, de forma que no se nos priva de una interacción con el entorno externo con respecto al de realidad virtual

  1. RV no inmersiva: Es aquella donde el sujeto no se integra plenamente en el entorno virtual. Supone un sistema de RV de menor calidad, ya que la interacción del sujeto se realiza mediante un teclado, un mando o un ratón, sin necesidad de otro dispositivo.

Asimismo, hemos de considerar la modalidad de entrada en el entorno virtual, la cual puede ser pasiva (cuando se realiza mediante un sistema de monitorización de la posición de los segmentos corporales, normalmente realizado mediante sensores de posición) o activa (cuando se produce la entrada gracias a una acción desencadenada por el sujeto).

¿POR QUÉ LA REALIDAD VIRTUAL ES UNA ALTERNATIVA TERAPÉUTICA?

La realidad virtual es una alternativa terapéutica y que nos permite simular un entorno real solicitando los criterios deseados para un entrenamiento funcional, considerando así las características necesarias para entrenar las limitaciones presentes en el individuo.

Además de lo mencionado, la realidad virtual permite generar multitud de estímulos gracias a la facilidad de adaptación del entorno virtual, de forma que podemos realizar cuatro tipos de estímulos importantes de RV: mediante estímulos visuales, mediante estímulos auditivos, mediante estímulos somatosensoriales y mediante otro tipo de estímulos (olfativos, estimulación galvánica del sistema vestibular, etc.). Así podemos abordar las alteraciones presentes en el sujeto de una forma multifactorial.

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Como podemos observar en la imagen, encontramos un entorno de realidad virtual donde los entornos estás mostrados mediante diferentes estímulos, ya que el sujeto está con un dispositivo (que le da una retroalimentación de fuerza) y un dispositivo visual.

La realidad virtual supone una intervención terapéutica muy novedosa, existen multitud de estudios acerca de su acción sobre el cuerpo humano, valorando la posibilidad de trabajar de forma terapéutica la función motora, la funcionalidad, la coordinación, el equilibrio, etc. Muchos de estos estudios se han realizado en personas con patología de tipo neurológica, y han mostrado efectos positivos sobre los campos abordados, si bien es cierto que se desconocen algunos criterios de los parámetros de intervención o los efectos neurofisiológicos que produce la terapia a nivel cerebral.

De esta forma, estamos ante una terapia adaptable a las características de cada individuo que tiene la capacidad de incorporar aspectos básicos de neuroplasticidad como son la repetición, la intensidad y entrenamiento orientado a tareas específicas, que resultan de interés para trabajar terapéuticamente la reorganización cortical y lograr así la recuperación de la funcionalidad de nuestros pacientes.
A muchas personas con lesiones importantes o que requieren de una buena rehabilitación tras una operación quirúrgicad les resultaría más fácil llevar a cabo los ejercicios en casa, en lugar de permanecer ingresados o acudir a la clínica de rehabilitación durante semanas. A ello se suma la importancia de que los pacientes sigan realizando ejercicios en casa después de una larga estancia en el hospital.

MÁS AVANCES…

FISIOTERAPIA A TRAVÉS DEL PC

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Dentro de poco estará disponible una nueva tecnología que facilitará la recuperación a los pacientes, bautizada por los expertos como Telerehabilitación. La misma ha sido diseñada para ofrecer una motivación adicional, permitiendo la ejecución de los ejercicios tanto en casa como cuando estén fuera -durante los descansos en el trabajo, por ejemplo.

Se trata de una herramienta desarrollada por los investigadores del Fraunhofer Institute for Open Communication Systems(FOKUS) en Berlín (Alemania), que consta de un editor de ejercicios, un dispositivo de fisioterapia y una unidad de sensores móvil conectada a un smartphone. De esta forma, tanto el paciente como el especialista tienen la certeza de que se están realizando los movimientos correctamente.

*La tecnología

Según explica el FOKUS en un comunicado, el funcionamiento del nuevo sistema es bastante sencillo. En primer lugar, el fisioterapeuta utiliza el software desarrollado como editor de ejercicios para preparar un programa de entrenamiento adaptado a cada paciente en particular, aumentando la intensidad semana a semana.

El paciente puede ejecutar el programa en casa a través del dispositivo de fisioterapia, una especie de mini pc que se conecta a la televisión. Además dispone de conexión a Internet, cámara y micrófono. Los ejercicios se van mostrando en la pantalla para facilitar al usuario la repetición de los mismos, al tiempo que los datos se graban para su registro y posterior análisis.

Previamente, se utiliza el software para revisar las características corporales de cada paciente en 3D y traducirlas en un modelo informático biomecánico. Una vez que se interpretan los datos, el dispositivo los envía a través de Internet al centro de rehabilitación, donde el terapeuta comprueba el progreso del paciente y adapta los ejercicios en consecuencia.

Junto a la medición de movimientos, los terapeutas deben conocer los signos vitales de los pacientes, o en otras palabras, el pulso, los niveles de saturación de oxígeno y, en algunos casos, la lectura de un electrocardiograma. Esto les permite no sólo evaluar si el paciente está realizando los ejercicios correctamente, sino también cuánto se está esforzando. Las constantes son particularmente importantes sobre todo cuando se trata de personas que padecen alguna enfermedad cardiovascular.

“A la luz de esto, también hemos desarrollado una unidad móvil”, explica Michael John, gerente de proyectos en FOKUS. “Los sensores colocados en una banda pectoral, el reloj o en un bastón miden signos vitales como el pulso, la presión arterial o la calidad del movimiento del paciente, datos que se envían al teléfono inteligente”, continúa. De esta forma, el fisioterapeuta puede establecer valores umbrales utilizando el editor de ejercicios. Así, si el pulso de un paciente alcanza un nivel que excede el límite establecido para él, se emite una señal de aviso.

Por un lado, la unidad móvil sirve para complementar el dispositivo de fisioterapia, pero también para ayudar a los pacientes fuera de casa, por ejemplo si salen a caminar o si practican los ejercicios durante las pausas en el trabajo. “Estamos trabajando para conseguir que la unidad móvil analice también la calidad del movimiento del paciente. Para ello, utilizamos sensores de seguimiento que analizan la relación de los movimientos de las extremidades entre ellas y en términos de posición absoluta”, destaca John.

*Estándar de transmisión

Los investigadores trabajan actualmente en un estándar de transmisión para los datos de medición del movimiento, así como en la forma de normalizar estos valores, de manera que puedan ser leídos por una variedad de dispositivos. Hasta el momento existe un estándar ISO 11073 para los datos relativos a los signos vitales. Este especifica cómo transmitir información entre dispositivos, asegurando que puedan transferirse entre sensores, teléfonos inteligentes y dispositivos médicos de diferentes fabricantes sin ningún problema. “Estamos en el proceso de elaboración de una norma similar para los datos de medición del movimiento, en colaboración con médicos y terapeutas”, añade John.

Una de las prioridades que se plantearon los investigadores al desarrollar cada aspecto de esta nueva herramienta tecnológica fue tener en cuenta las necesidades de los pacientes y de los fisioterapeutas tanto como fuese posible. Como resultado, los tres componentes -el editor de ejercicio, el dispositivo de fisioterapia y la unidad móvil- se pusieron a disposición de pacientes y terapeutas para las pruebas pertinentes durante los numerosos estudios preliminares, modificándose en consecuencia.

UN SISTEMA REMOTO PERMITE LA REHABILITACIÓN CARDÍACA DESDE CASA

Está basado en la telefonía móvil, es de bajo coste y cuenta con un programa guía para la recuperación.

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Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado un sistema remoto de bajo coste, basado en la telefonía móvil y una camiseta sensorizada, que permitirá a pacientes que han sufrido un infarto acceder desde su casa a un programa de rehabilitación cardiaca de forma guiada y segura, señalan sus creadores. El sistema se encuentra en fase de validación en tres hospitales españoles.

SISTEMA DE REHABILITACIÓN PARA PACIENTES CON DAÑO CEREBRAL 

Un equipo de la Universitat Politècnica de València ha desarrollado un nuevo módulo del sistema BioTrak diseñado para facilitar la telerrehabilitación del paciente desde su casa. Ya está implantado en los dos hospitales del grupo NISA.

El desarrollo se ha hecho junto con médicos del Servicio de Neurorrehabilitación (NRHB) de los Hospitales NISA Valencia al Mar y Sevilla-Aljarafe y la empresa de tecnología de Realidad Virtual, Bienetec, S.L., y ya está implantado en los dos Hospitales del grupo NISA.

El módulo, llamado BioTrak Home, está basado en tecnología cloud y permite llevar a cabo una evaluación continua y a distancia de la evolución de los pacientes y sus patologías.

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“El entrenamiento proporciona mejorías durante el transcurso de toda la vida del paciente. Ahora, una vez los pacientes han recibido rehabilitación en su hospital y ha sido dados de alta, pueden seguir haciendo los mismos ejercicios en su casa. De esta manera siempre están atendidos, asesorados y con una rehabilitación continua por parte de los médicos”, destaca Roberto Llorens, investigador del LabHuman-I3BH.

“El software BioTrak Home ahorra costes en momentos en los que la situación económica hace peligrar el normal funcionamiento de los servicios de daño cerebral”

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La tecnología que incorpora BioTrak Home y que utilizan los pacientes en casa es de bajo coste: incluye un ordenador portátil que el paciente puede conectar a su televisión, una cámara de profundidad tipo Kinect  y una plataforma de captación de movimiento –como la tipo Wii Balance Board– en la que realiza los ejercicios programados por los terapeutas diariamente.

Cuando el paciente se conecta al programa, el sistema ejecuta el plan de ejercicios que los terapeutas le han pautado. Una vez ha terminado, los resultados son enviados a la nube (servidores en internet) y los terapeutas pueden acceder a los datos para hacer seguimiento de su rehabilitación, corregir cualquier error en la realización de los ejercicios e informar periódicamente a los familiares de la evolución y mejora del enfermo.

El sistema proporciona a los terapeutas información de los resultados obtenidos en los ejercicios, mostrando gráficamente la evolución y mejora de los pacientes desde un punto de vista objetivo. De este modo, según destaca Joan Ferri, director del servicio de Neurorrehabilitación de NISA Valencia al Mar, permite poder atender a más pacientes a menor coste y, sobre todo, supervisar continuamente la evolución de los enfermos manteniendo en todo momento el contacto con ellos.

ROBOT ESPAÑOL DE REHABILITACIÓN TRAS UN ICTUS

El grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad Miguel Hernández de Elche, en Alicante, acaba de crear una spin off de base tecnológica, llamada Instead Tecnologies, para comercializar robots que sirven de ayuda en la rehabilitación de pacientes que hayan sufrido un ictus y que han sido desarrollados por este grupo, señala a SINC Nicolás García-Aracil, uno de los fundadores de la compañía.

Esta firma, pionera en España en este campo, ya tiene disponibles dos robots: Roboterapist 2D y Roboterapist 3D. Sobre este último tiene una patente mundial. Los dos funcionan con tecnología neumática y están diseñados para ayudar a recuperar la movilidad de los brazos de personas que hayan sufrido un accidente cerebrovascular.

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Según el investigador, Roboterapist 2D es un robot planar que ayuda a realizar movimientos en dos dimensiones, incluye sensores para conocer el estado del paciente y un sistema de realimentación sonora. “Con este robot se han establecido diferentes tipos de tareas. Se trata de mover el brazo del paciente en un plano paralelo a la mesa: hacia la derecha, la izquierda y en línea recta. Son ejercicios para trabajar la coordinación”, dice.

Con la rehabilitación temprana se mejora la plasticidad del cerebro y se restablecen conexiones dañadas por el ictus

*Plasticidad del cerebro

Tras un ictus, además de hemiplejia, la persona sufre espasticidad o rigidez muscular. Si el paciente no puede mover su brazo, el robot le ayuda a llevarlo a un punto determinado. “Con estos ejercicios se mejora la plasticidad del cerebro y se restablecen conexiones dañadas”, explica el investigador.

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Instead Technologies no tiene patente sobre este sistema. “Se trata de una tecnología ya conocida. “Lo que sí estamos pensando patentar es el tipo de procedimiento de rehabilitación y asistencia que estamos desarrollando”, añade García -Aracil.

Roboterapist 2D ya está siendo ensayado con un paciente crónico por un ictus “con buenos resultados”. Ahora se comenzará a probar con enfermos de la unidad de rehabilitación de un hospital público universitario para validarlo. “Unos pacientes recibirán la fisioterapia convencional y otros serán tratados con ayuda del robot. Más tarde se compararán los resultados obtenidos”.

*Tareas cotidianas

El segundo robot desarrollado por el grupo de Neuroingeniería Biomédica es Roboterapist 3D, cuya patente mundial ha cedido a Instead Techonologies. Esta nueva máquina ayuda a los pacientes a realizar los movimientos en todas las posiciones y orientaciones en el espacio. Además, dispone de un sistema de realidad virtual para que las personas puedan volver a realizar tareas tan cotidianas como llevarse un vaso de agua a la boca.

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El robot, dice García-Aracil, “permite seguir todas las fases de rehabilitación, primero con movimientos pasivos de los miembros superiores. Cuando ya se ha conseguido cierto nivel de movilidad, se continúa con la terapia ocupacional, haciendo movimientos de la vida diaria como comer y beber, todo mediante realidad virtual”, subraya

La compañía está finalizando la construcción de dos prototipos y ha pedido ayuda al Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI), junto con un hospital privado, para iniciar las pruebas de validación en hospitales públicos y privados.

También están trabajando con asociaciones de párkinson, alzhéimer y esclerosis múltiple. En general, estos robots pueden ser utilizados para ayudar en la rehabilitación de personas con daño cerebral o las que sufran una enfermedad neurodegenerativa, en fases iniciales.

CAMISETA INTELIGENTE PARA CONTROL DE ESTADO FÍSICO DE LOS DEPORTISTAS

También permite recibir mensajes de ánimo de los más allegados…

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La empresa valenciana WearTech ha desarrollado una camiseta que lleva una aplicación móvil llamada Gow que controla el estado fisiológico de los deportistas. La aplicación, colocada en una camiseta, permite también que amigos y familiares envíen mensajes de audio para animar a los que están haciendo ejercicio.

SISTEMA DE REHABILITACIÓN FÍSICA BASADA EN VIDEOJUEGOS

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  La Sociedad Española de Neurología (SEN) ha concedido el  aval social a Virtual Rehab, un innovador sistema de  rehabilitación física basado en videojuegos y captura de  movimiento con el controlador Kinect de Microsoft  desarrollado por la empresa Virtualware. Este sistema permite  la rehabilitación a las casas de los pacientes por su capacidad  para funcionar en modo remoto (telerehabilitación) gracias a  la utilización de la tecnología la tecnología Windows Azure de  la compañía de Redmond.

Como véis, el futuro de la fisioterapia y de la rehabilitación ya está aquí y nosotros nos sentimos orgullosos de poder contribuir a su divulgación.

 

Un comentario en “Telerehabilitación. La realidad virtual aplicada a la fisioterapia

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