Josep Maria Font Llagunes, ingeniero: “Queremos ver exoesqueletos en las casas de las personas y en las calles para mejorar la rehabilitación de pacientes neurológicos”

Pregunta.- ¿En qué consiste la distinción que has recibido?

Respuesta.- Se trata de un programa dirigido a profesores universitarios a tiempo completo que estén en una fase plenamente activa y de expansión de su actividad investigadora, y te ofrece recursos durante cinco años para intensificarla. Una parte significativa de la dotación económica hay que destinarla a contratar personal sustituto que te permita reducir la carga docente, y otra es de libre disposición para tu proyecto de investigación.

En mi caso, la docencia me gusta mucho y la veo como una parte integral de mi profesión, pero a veces es difícil compatibilizar tantas horas con los proyectos, los doctorandos y las tareas asociadas a levar un programa de investigación. Así que esta distinción me da un balón de oxígeno en este sentido, me confirma que todo este esfuerzo ha valido la pena y supone también un estímulo para continuar cinco años más.

P.- ¿Qué línea de investigación vas a desarrollar con el proyecto concedido?

R.- Mi investigación está en la intersección entre la biomecánica y la robótica de rehabilitación, y el proyecto engloba ambas cosas. El objetivo es desarrollar una nueva generación de terapias de rehabilitación personalizadas para pacientes neurológicos. Hasta ahora hemos trabajado sobre todo en lesión medular e ictus, pero también se podría aplicar a la esclerosis múltiple o cualquier patología neuromuscular que afecte a la marcha y en la que haya una rehabilitación posterior en el hospital.

Actualmente, se utilizan modelos y sensores en el propio hospital como diagnóstico, para hacer una evaluación de la función motora y en base a ella planificar la rehabilitación. Pero las escalas que se utilizan aún a día de hoy para realizar esta evaluación son un poco subjetivas ya que, aunque están muy estructuradas y son válidas en el entorno clínico, muchas veces dos médicos distintos van a dar resultados diferentes en estas escalas según su ojo clínico. Entonces, nuestra idea es introducir más y más los sensores y los modelos en la clínica para obtener información cuantitativa con la que podamos elaborar simulaciones, validadas con las escalas actuales.

Además, queremos ir un paso más allá, logrando que estas simulaciones nos den datos en tiempo real para realimentar a los sistemas robóticos que se utilizan en la rehabilitación. Este sería el segundo reto: generar algoritmos de control de exoesqueletos robóticos de la marcha. Ya investigué sobre algoritmos similares con la Beca Leonardo que obtuve en 2018, pero ahora queremos que el sistema de control se adapte a la información que dan los sensores en tiempo real, ofreciendo una asistencia personalizada en cada instante de la sesión para que el movimiento sea el óptimo. Si se detecta que, al andar, la persona desarrolla más capacidad de levantar la pierna, el exoesqueleto le dará menos asistencia, y al revés cuando se detecte fatiga.

Un tercer objetivo es desarrollar sensores vestibles, o wearable, que los pacientes puedan utilizar en sus casas y en la vida diaria para que la evaluación motora se realice fuera del hospital y más a largo plazo. Hasta ahora este diagnóstico se hace en el hospital y de forma muy puntual, y sabemos que las personas en el hospital se comportan de manera diferente a lo cotidiano. Entonces, con un par de pulseras, por ejemplo, y algún otro sensor que mida el ritmo cardíaco, seríamos capaces de observar cómo es la rampa de rehabilitación, si la persona se desmotiva y cada vez camina menos… Y así podríamos adaptar la terapia de rehabilitación en base a más datos.

P.- ¿Cómo son actualmente las terapias de rehabilitación motora?

R.- Dependen mucho del hospital. En algunos se emplean terapias convencionales, manuales, con fisioterapeutas que movilizan las piernas de los pacientes. Tienen la ventaja de que son procesos artesanales que se adaptan en tiempo real, pero son menos repetibles y requieren mucha carga física para el fisioterapeuta, aparte de que no tenemos fisioterapeutas para proveer una terapia convencional de calidad a todos los pacientes.

Aquí es donde entran los robots. La mayoría de los hospitales principales tienen exoesqueletos, aunque en el mundo solo hay cinco o diez modelos. Las empresas dan ciertas recomendaciones de los parámetros que puedes seleccionar para decidir el ángulo al que se dobla la rodilla, la velocidad de la marcha, etc. Se empieza por una marcha muy lenta y ángulos pequeños, algo muy seguro para que el paciente, justo después de tener la lesión, no se caiga, y según evolucione en cada sesión, se toma la decisión para la siguiente.

Pero luego, cada hospital crea su metodología para la rehabilitación, y en mi grupo estamos intentando crear asistentes de inteligencia artificial que reúnan toda esta experiencia de muchos hospitales y obtengan un modelo de toma de decisiones más universal. Cada paciente es único y evoluciona de formas diferentes, pero si somos capaces de recoger muchos datos y basar en ellos los sistemas de control, tendremos una base científica para saber qué parámetros son los que van a conllevar una rehabilitación óptima al paciente.

P.- ¿Cómo prevés lograr que la investigación realizada con este proyecto llegue a la clínica?

R.- Los primeros prototipos que desarrollemos los probaremos en gente sana, en un entorno controlado sin finalidad de tratamiento ni de diagnóstico. Cuando sean suficientemente robustos, pasaremos a una prueba piloto, que se suele hacer en un hospital con pocos pacientes, entre dos y cinco. Aquí elegiremos los pacientes que serían más fáciles en la tecnología final: que estén físicamente mejor, que estén motivados y les guste la tecnología, que estén activos…

Esta prueba piloto se convierte en la semilla para luego realizar un estudio clínico. Puesto que tiene un coste mayor, se necesita un promotor del estudio, que en el mejor de los casos sería un socio industrial que esté interesado en esta tecnología y pueda financiar el estudio clínico. Normalmente en los estudios clínicos de exoesqueletos bastan 10 pacientes con la tecnología nueva y 10 con la convencional para evaluar qué diferencias hay antes y después del tratamiento en algunas métricas de la marcha, y analizar la usabilidad de la tecnología a través de cuestionarios para pacientes y personal médico. Si todo va bien, lograríamos que una empresa lo incluyera en su sistema y, de aquí a cinco o diez años, podríamos obtener la certificación europea y lograr que saliera al mercado.

P.- ¿Con qué instituciones internacionales vas a colaborar, y qué aportarán al proyecto?

R.- Buscamos laboratorios que nos complementen: desde la Universidad de McGill, en Canadá —donde fui investigador posdoctoral—, colaborarán en el modelado. También trabajaremos con el centro de rehabilitación neerlandés Roessingh Research and Development, que se dedica a pacientes neurológicos, y con las Universidades de Twente y Técnica de Delft, también en Países Bajos. En Italia colaboramos con la Universidad Campus Biomédico de Roma y la Fundación Santa Lucia, que es un hospital de rehabilitación cercano. Aquí en Cataluña trabajamos con el Instituto Guttmann, otro centro de neurorehabilitación.

A mí me preocupa mucho la formación tanto científica como integral de los doctorandos, que son la siguiente generación de investigadores. Para ello, tienen que tener incluidas estancias en el extranjero, ya sean más teóricas, más enfocadas a la ingeniería o más clínicas, según su perfil. Entonces, esta parte de movilidad y colaboración internacional siempre ha sido crucial en mi carrera y es una parte muy importante de esta propuesta con ICREA.

P.- ¿Cuáles fueron las principales conclusiones de tu proyecto Leonardo?

R.- El objetivo era desarrollar una herramienta de simulación biomecánica que optimizara los parámetros de control del exoesqueleto para una persona concreta. Fue la semilla de lo que hoy es el exoesqueleto ABLE, fruto de la spin-off de este grupo de investigación ABLE Human Motion y está ya en el mercado. El ordenador hacía de fisioterapeuta y seleccionaba los parámetros óptimos, en base al modelo que se creaba, que hacían que la persona anduviera mejor. Pero, una vez seleccionados los parámetros, valían para toda la sesión terapéutica. En cambio, ahora queremos que, en base a lo que se detecta en tiempo real, el control del exoesqueleto vaya siendo diferente cada tres pasos, por ejemplo.

La Beca Leonardo permitió financiar la última fase de una doctoranda que hoy es profesora del grupo. Además nos dio mucho reconocimiento al ser tan competitiva, y una visibilidad que tiene mucho valor.

P.- ¿Dónde te gustaría ver tu campo de aquí a una o dos décadas?

R.- El mejor escenario es que todas estas herramientas —el control del exoesqueleto y los sistemas de sensores vestibles— sean una realidad y, sobre todo, que se hayan democratizado. Cada vez hay más hospitales en Europa, en Occidente, en Australia, que tienen exoesqueletos, pero esta tecnología no es tan común en otros lugares del mundo. Además, incluso aquí, el reto de implantar estas tecnologías está en las calles y en el entorno doméstico. Entonces, si tienen un coste asumible o existen políticas que permitan cofinanciarlas, se podrían democratizar y utilizar en la vida diaria. Si los exoesqueletos pueden introducirse en las casas de las personas, y los vemos más en las calles, con controles inteligentes para mejorar esta rehabilitación, será muy beneficioso, porque al fin y al cabo trabajamos para que la calidad de vida de las personas que los necesitan sea lo mejor posible.

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