Noticiari Num. 59 - Col·legi de Fisioterapeutes de Catalunya

Comunicació > Noticiari > Noticiari Num. 59

Telerehabilitació per a l'extremitat superior parètica

Procés de disseny d’un sistema de telerehabilitació per a l’extremitat superior parètica de causa neurològica

Introducció
En les darreres dècades, les tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) s’han convertit en un instrument cada vegada més accessible i efectiu per a la provisió de serveis sanitaris. Actualment, la telemedicina té un impacte considerable en el camp de la rehabilitació com a mètode de prestació de serveis tant pel que fa a l’avaluació i monitorització de la situació clínica del pacient com al seu tractament.

En el desenvolupament de la indústria informàtica, els primers avenços es van produir en el camp del maquinari i, posteriorment, s’han anat millorant les prestacions i possibilitats del programari, cosa que ha facilitat el desenvolupament d’aplicacions dirigides a tots els col·lectius de la població, incloent-hi les persones amb discapacitat d’origen neurològic (Millán et al., 2002), (Millán et al., 2005).

La telerehabilitació, entesa com l’entrega de serveis de rehabilitació a distància per mitjà de les TIC, pot constituir una eina amb un gran potencial en pacients amb dany cerebral adquirit o altres patologies d’origen neurològic. Aquesta eina permetrà continuar amb la rehabilitació més enllà de l’àmbit hospitalari i alhora recollir i emmagatzemar dades relatives a la progressió del pacient. La tecnologia implicada permet l’accés a l’assistència especialitzada a pacients que viuen en zones allunyades de centres hospitalaris que no disposin de serveis de neurorehabilitació. És una prestació que permet oferir serveis de rehabilitació a distància. Els destinataris d’aquests serveis poden ser el propi pacient, però també es poden establir vincles de comunicació i assessorament entre el centre especialitzat que ha tractat el pacient en la fase inicial i el centre de rehabilitació comunitari (proper al domicili) que farà la continuació del tractament a més llarg termini.

La rehabilitació implica valoració, tractament, seguiment i educació. Tots aquests serveis també poden ser realitzats a distància i, per tant, en el context de la telerehabilitació.

Però l’àmbit en què està generant més interès la utilització d’aquestes TIC és en el del tractament. S’han publicat diferents experiències en el camp de la Neurorehabilitació. Popescu va presentar un estudi en el qual s’utilitzava un sistema de telerehabilitació basat en la realitat virtual que incloïa un sistema de feedback, per a ús domiciliari (Popescu et al., 2000). Les dades recollides durant l’execució dels exercicis van ser emmagatzemades en el servidor a través d’Internet, de manera que els terapeutes van poder analitzar-les, avaluar el progrés del pacient i modificar el programa d’exercicis de realitat virtual. El sistema estava complementat per la possibilitat de videoconferència per a qualsevol consulta o dubte des del domicili. Posteriorment, Reinkensmeyer va testar un sistema de telerehabilitació per a l’extremitat
superior en l’AVC i va demostrar la viabilitat d’aquest sistema per a dirigir un programa terapèutic i monitoritzar les millores en la capacitat de moviment (Reikensmeyer et al., 2002). Piron va avaluar els efectes d’un altre sistema de telerehabilitació pel tractament dels dèficits motors de l’extremitat superior en l’AVC (Piron et al., 2004). El sistema consistia en dues estacions de treball, una al domicili del pacient i l’altra a l’hospital de rehabilitació, connectades totes dues per línies telefòniques. Un programari de realitat virtual permetia al pacient realitzar les tasques motores adequades creades pel fisioterapeuta. El pacient rebia un feedback amb informació sobre l’execució de les diferents tasques. Els resultats, mesurats amb l’Escala de Fugl-Meyer, van millorar després del tractament. Tanmateix, a la bibliografia no hi ha referències relatives a la viabilitat d’utilització d’aquesta tecnologia en la rehabilitació de pacients amb seqüeles de dany cerebral adquirit d’altra etiologia.

Tenint en consideració els resultats positius que s’han descrit en els diferents estudis que avaluen els efectes de la telemedicina per a la rehabilitació motora de l’extremitat superior en l’AVC, sembla lògic pensar que totes aquelles altres causes neurològiques de disfunció motora també se’n puguin beneficiar. A part de l’AVC, altres lesions del sistema nerviós central que poden ser causa d’una hemiparèsia o parèsia de l’extremitat superior són el traumatisme craneoencefàlic (TCE), l’esclerosi múltiple (EM), lesions tumorals o infeccioses, encefalopatia anòxica, etc. Per tant, estem parlant d’un dèficit freqüent que és causa d’una discapacitat secundària, que serà més o menys greu depenent de la severitat de la parèsia.

Si a l’alta prevalença d’aquest dèficit motor s’hi afegeix l’avenç experimentat en l’àmbit de les TIC, sembla evident que la tendència és cap a la prolongació dels tractaments a domicili sota control a distància des de l’hospital, on es troben els especialistes.

En aquest context, neix la necessitat de dissenyar un sistema per a la rehabilitació a distància de l’extremitat superior parètica de causa neurològica.

Disseny d’un sistema de telerehabilitació per a l’extremitat superior parètica

L’any 2002, dins d’un projecte del cinquè programamarc europeu (IST), es va constituir un grup de treball amb l’objectiu de dissenyar un sistema de telemedicina per a la rehabilitació de l’extremitat superior parètica en pacients amb seqüeles d’un TCE, AVC o bé una EM.

Durant el procés de disseny, el primer que es va plantejar va ser la descripció i anàlisi dels moviments funcionals de l’extremitat superior per tal de, a continuació, definir un conjunt d’exercicis que havien de formar part del sistema de rehabilitació. Aquests exercicis haurien d’estimular la funció general de l’extremitat superior utilitzant tasques contextuals, és a dir, aquelles activitats que realitzem a la vida diària.

I.- Descripció dels moviments funcionals
Part de la complexitat de l’extremitat superior està relacionada amb el gran nombre de graus de llibertat potencialment disponibles en l’estructura multisegmentària del braç i les diferents possibilitats d’interacció amb l’entorn. Els principals moviments funcionals de l’extremitat són: arribar a, agafar, pinçar i sostenir, manipular i destresa digital.

II.- Com es poden millorar aquests quatre moviments funcionals elementals?

Activitats de treball selectiu

1. Balanç articular
És aconsellable explorar el balanç passiu de moviment articular abans d’iniciar qualsevol exercici.

Quan qualsevol moviment articular es troba limitat, les articulacions adjacents poden compensar de forma automàtica. Aquests moviments compensatoris han de ser controlats a fi de garantir la correcta activitat terapèutica. Per exemple, per aïllar la pronosupinació de l’avantbraç és important mantenir l’espatlla en adducció i el colze flexionat a 90º amb l’avantbraç en posició neutra.

Per tal de treballar la llibertat de moviment en les diferents articulacions es poden realitzar mobilitzacions passives o actives assistides, depenent del grau de parèsia.

2. Força i resistència
Quan un pacient té un arc actiu de moviment, el fet d’afegir una resistència controlada millora la força. La resistència està relacionada amb el nombre de repeticions que el pacient pot fer.

Cal tenir present que quan hi ha una parèsia d’origen central amb un component d’espasticitat, aquesta pot interferir en el treball de potenciació muscular.

3. Propiocepció
La propiocepció és el component sensitiu de la mà, imprescindible per a realitzar correctament les activitats manipulatives i és difícil de quantificar. Hi ha dues modalitats d’entrenament de la propiocepció segons hi participi o no l’ajuda visual. En el primer cas, la participació visual permet una millor execució de la tasca mentre que quan la reeducació es fa sense l’ajuda visual allò que millora és l’experiència cognitiva de la percepció sensorial.

Activitats de treball global

Una de les millors vies per a la rehabilitació de l’extremitat superior és mitjançant les activitats orientades a la funció en les quals participa globalment tota l’extremitat. Aquestes activitats consisteixen en una sèrie d’exercicis que inclouen les accions de la vida diària com obrir una porta, moure llibres, desplaçar una tassa... Els objectes a utilitzar en les diferents tasques s’haurien d’escollir basantse en el seu ús i interès inherent, però també considerant les opcions que ofereixen per a la orientació de la mà. Els objectes escollits haurien de potenciar aquelles accions en què la persona presenta dificultat. Les tasques haurien de ser, en general, un repte, però no impossibles.

1. Exercicis de potenciació muscular
Bütefisch, en un estudi controlat i amb distribució aleatòria, demostra l’efecte d’un entrenament específic utilitzant exercicis globals de treball de la mà en 27 pacients amb seqüeles d’un ictus (Bütefisch et al., 1995). Els pacients van mostrar un increment significatiu en la força de la grapa, en el pic de força en l’extensió isomètrica de la mà i en el pic d’acceleració.

2. Treball bilateral de les extremitats superiors
Un dels enfocaments terapèutics menciona la necessitat d’entrenar accions bimanuals ja que les dues extremitats superiors treballen de forma cooperativa en la majoria d’activitats de la vida diària.

La funció de tallar el menjar és típicament bimanual i força l’ús del braç parètic, fet important per a assolir el màxim de recuperació de la funció.

3. Treball amb restricció del moviment de l’extremitat no parètica
Un enfocament aparentment oposat a l’anterior és restringir el moviment de l’extremitat no parètica per a forçar l’ús de la parètica, amb la finalitat d’aconseguir una millora en la funcionalitat.

4. Entrenament sensitiu
L’entrenament sensitiu consisteix en la manipulació d’objectes de diferents característiques (formes, mides i textures) per a realitzar diferents activitats amb el propòsit de millorar la capacitat de resposta a alguns inputs sensitius rellevants i utilitzar la informació per a controlar la força muscular i la coordinació dels diferents segments de l’extremitat.

5. Feedback
L’entrenament inclou feedback en relació:
• Al múscul activat
• A la idoneïtat de la força generada
• A la idoneïtat de la ruta de la mà o moviment de l’extremitat

6. Ideació motora
Aquesta pot ésser una tècnica útil per a alguns pacients, especialment quan l’execució del moviment és difícil o impossible. En aquests casos, la utilització de la ideació motora pot facilitar la recuperació.

7. Ortesi
Les subjeccions amb corretges o altre tipus d’ortesi poden servir per a mantenir l’extremitat en la posició correcta i facilitar, així, la realització del moviment.

Activitats contextuals
Les activitats contextuals són aquelles activitats que utilitzem per a dissenyar un programa de rehabilitació basant-nos en tasques de la vida diària. Pel que fa a l’extremitat superior, aquesta modalitat terapèutica serveix per a millorar el control motor i alhora introdueix un factor de motivació ja que incorpora un major component funcional.

És per aquest motiu que el sistema es va dissenyar basant-se en activitats contextuals.

III.- Selecció de les activitats contextuals per al disseny del sistema

Es van escollir un conjunt de tasques de la vida quotidiana que incloïen la majoria dels moviments funcionals de l’extremitat superior (ES), a partir de les quals es van dissenyar les set activitats computeritzades.

Descripció del sistema H-CAD

El sistema H-CAD (Home Care Activity Desk) consta de dues parts o dos principals aparells:
1. Un servidor ubicat a l’hospital que fa de gestor de totes les connexions i que porta un programari d’anàlisis instal·lat.
2. Una o més unitats portàtils que s’instal·len a casa dels usuaris per a seguir el programa terapèutic.

El sistema proporciona a l’usuari les següents prestacions:
1. Permet la programació de sessions de tractament individualitzades i modificables a domicili gràcies al fet que l’aparell és modular, configurable i ampliable.
2. Una videoconferència encriptada que pot ser utilitzada en qualsevol moment per a facilitar la comunicació entre l’usuari, a domicili, i el professional, a nivell hospitalari.
3. Un servidor equipat amb un programari que permet: a. Configurar la sessió d’exercicis remotament i modificar-la d’acord a l’evolució funcional. b. Revisar i valorar, a través de vídeo, cada una de les sessions terapèutiques que l’usuari realitza al seu domicili. c. Controlar l’execució dels diferents exercicis mitjançant l’anàlisi dels paràmetres representatius que queden enregistrats (temps d’execució, número de errades...). d. Comparar diferents sessions per tal de fer-ne el seguiment i poder objectivar el grau de millora.

El disseny i el desenvolupament d’un aparell que pugui ser utilitzat per diferents pacients amb diferents necessitats vol dir, en termes tècnics, que la interfície física entre cada usuari i el sistema no pot ser determinada unívocament. Per tal de suplir aquest problema ha estat necessari dissenyar un aparell modular i ampliable seguint els següents passos:

1. Disseny de diferents mòduls per a adaptar les diferents tasques.
2. L’ús de sistemes configurables (la prestatgeria i la taula) per a ser utilitzats d’acord amb les necessitats de l’usuari ja sigui mitjançant una reconfiguració física (diferents muntatges dels components) o a través de modificacions en el programari.
3. La possibilitat d’ajustar la distància entre el pacient i l’aparell per tal d’assegurar una correcta alineació corporal durant l’execució de les tasques evitant les compensacions.

Ja des del seu inici, els dissenyadors es van adonar que la demanda de grans prestacions, pel que fa al tipus i a la quantitat d’exercicis i a la modularitat del sistema, era difícil de combinar amb una portabilitat idònia.

El sistema portàtil desenvolupat està descrit en major detall a la següent figura, on hi podem identificar aquestes parts:

• Un PC.
• Dues prestatgeries configurables.
• Un taula sensoritzada.
• Dues videocàmeres per a la gravació dels exercicis i la videoconferència.
• Mòduls especials per a l’execució de diferents exercicis.
• Materials específics per a permetre l’execució dels exercicis.

Les activitats que es van considerar adequades són les següents:

• Agafar un llibre i canviar-lo de lloc en un prestatge i a diferents nivells: d’aquesta manera es treballa la rotació i flexió de tronc, flexió, adducció i abducció d’espatlla, flexió i extensió de colze, pronació i supinació de l’avantbraç i la prensió gruixuda de la mà.

• Canviar una bombeta: En aquest exercici es treballa fonamentalment la flexió, adducció i abducció de l’espatlla, flexió i extensió de colze, pronació i supinació (especialment aquesta) de l’avantbraç i, finalment, l’habilitat digital.

• Encendre i apagar un interruptor en el context de l’activitat anterior: Segons el tipus d’interruptor ens permet treballar diferents pinces, digital, digital lateral...

• Transportar una gerra d’un lloc a un altre i a diferents alçades: Aquesta tasca permet potenciar els mateixos components de moviment que l’activitat del llibre variant el treball de prensió de la mà. Depenent de la morfologia de la gerra (mida, forma, presencia de nansa...) es treballa la grapa o la pinça digital lateral.

• Obrir i tancar un pany amb la clau: Tot i que en aquesta activitat hi ha un component de moviment a nivell de l’espatlla i el colze, l’objectiu és millorar la pronació i supinació de l’avantbraç i els moviments fins de la mà (pinça digital).

• Escriptura: Es treballa la precisió, la coordinació i la correcta pinça multidigital, així com la mobilitat general de l’extremitat superior en el pla horitzontal.

• Dames (activitat lúdica): Fent el moviment de jugar a les dames, la persona treballa la precisió i la pinça digital terminoterminal, així com la mobilitat general de l’extremitat superior.

• Manipulació de teclats: L’usuari treballa l’atenció, coordinació oculomotora i dissociació a nivell de dits.

Tots els exercicis es realitzen en una correcta sedestació davant del sistema evitant que es realitzin compensacions amb el cos i es valora la precisió del moviment i el temps que es tarda en realitzar l’exercici complet.

Totes les dades queden enregistrades i les dues càmeres del sistema enregistren la imatge per poder valorar la bona execució dels exercicis.

Una de les càmeres es gradua de manera que enfoqui els mòduls per tal d’enregistrar les imatges dels exercicis que es realitzin amb aquests mòduls i la segona càmera de manera que enfoqui el taulell per a la resta d’exercicis.

El sistema permet establir el número de repeticions a realitzar per a cada exercici i el temps màxim per a executar-los.

Totes les dades rellevants de l’execució dels exercicis són emmagatzemades i enviades a ’hospital, on posteriorment poden ser analitzades pel professional responsable del programa de telerehabilitació. La connexió es fa mitjançant Internet i la seguretat de les dades està, en tot moment, garantida per una encriptació en dos nivells. La connexió es fa a través d’una VPN (Virtual Private Network) i totes les dades que recorren el canal de seguretat estan, per la seva banda, protegides per una segona encriptació.

Conclusions i Consideracions Finals

El disseny del sistema s’ha fet després d’una revisió i anàlisi exhaustiu de quins són els tractaments que s’apliquen en la rehabilitació de l’extremitat superior. Aquest sistema pretén continuar amb el tractament al domicili sota un control especialitzat des de l’hospital.

En aquesta fase, esdevé necessari fer un estudi d’aspectes com la funcionalitat, idoneïtat, seguretat, entre d’altres. Això s’hauria de dur a terme considerant dos escenaris d’execució clarament diferenciats, l’un a nivell hospitalari i l’altre a nivell domiciliari.

La fase hospitalària tindria com a una de les finalitats familiaritzar, tant els pacients com els terapeutes, en l’ús del sistema H-CAD. Mentre que la fase domiciliària ha de permetre, bàsicament, valorar altres aspectes com la portabilitat i connectivitat.

Per tant, s’espera que amb el disseny del sistema HCAD es pugui prolongar el tractament medicorehabilitador de pacients amb seqüeles neurològiques que condicionen una parèsia en l’extremitat superior. Que el sistema sigui modular preveu que altres tipus de tractaments puguin ser executats a través d’aquesta plataforma.

Agraïments: El treball ha estat realitzats gràcies al desenvolupament de dos projectes europeus.

1. EU H-CAD Project (IST #2001 33235) “Home Care Activity Desk”. 2001-2004.

2. EU HELLODOC Project (eTEN # 517508) “HEaLthcare Service Linking TelerehabilitatiOn to Disabled peOple and Clinicians”. 2004-2006.

Autors: E. Prats1, S. Tàsies1, E. Opisso1, A. Garcia1, J. Medina1, J.M. Tormos1 i M.Bernabeu1. 1 Fundació Privada Institut de Neurorehabilitació Guttmann