recuperacion de la bipedestacion y de la marcha en el paciente paraplejico

Recuperacin de la bipedestaciny de la marcha en el pacienteparapljicoS. Boccardi, M. Ferrarin

El problema que supone la recuperacin de la marcha en un parapljico que presentalesiones a nivel dorsal es importante, especialmente desde que la rehabilitacin precoz ylos progresos de los tratamientos mdicos, quirrgicos y las tcnicas rehabilitadorasofrecen a los pacientes, incluso a los que sufren parlisis completas de las extremidadesinferiores, una calidad de vida aceptable y, en ocasiones, muy buena. Sin embargo, esteobjetivo resulta difcil de alcanzar. Por ello, en los ltimos aos se han multiplicado lasproposiciones que tienden a facilitar esta recuperacin: aunque los resultados no seansatisfactorios por el momento, es previsible que en un futuro cercano existan solucioneseficaces en este campo. 2005 Elsevier SAS. Todos los derechos reservados.

Palabras Clave: Parapleja; Marcha; Ortesis; Retroalimentacin;Electroestimulacin funcional (FES)

Plan

El problema 1Beneficios de la bipedestacin y de la marcha 1

Ortesis 2Ortesis neumticas 3HGO (Hip Guidance Orthosis) 3RGO (Reciprocating Gait Orthosis) 3

Electroestimulacin funcional (FES) 4Estmulos utilizados 4Interfase estimulacin-msculo 5Eleccin de los msculos que se deben estimular 5Efectos secundarios de la FES 6Control de las secuencias de intervencin muscular 7Orientaciones actuales 7

Conclusin 8

El problemaLa gran mayora de los pacientes parapljicos son

jvenes: un estudio de calidad situ la media de edad en29,7 aos, con una mediana de 25,6 y un promedio de19 [63]. En esta poblacin, la libertad de movimientoconstituye un elemento bsico para la insercin en elmundo laboral, deportivo o de ocio. Es evidente quetanto el perfeccionamiento de las sillas de ruedas comoel entrenamiento para manejarlas y la eliminacin denumerosos obstculos arquitectnicos (aunque, pordesgracia, ste sigue siendo parcial hoy en da) hancumplido una parte esencial en el grado de calidad devida de los parapljicos en los ltimos aos; este nivelde vida no es comparable al que presentaban lospacientes hace algunas dcadas, cuando eran margina-dos en instituciones para enfermos crnicos durante el

resto de su vida, a menudo acortada por la aparicin decomplicaciones inevitables o, en todo caso, no evitadas:escaras, osteomielitis, insuficiencias renales, etc.

Aun as, ningn medio de locomocin ha conse-guido alcanzar las caractersticas de la marcha humanaen trminos de flexibilidad, adaptacin a situacionescomo subir o bajar escaleras, desplazamientos sobreterrenos irregulares o en lugares estrechos, o trabajosen puestos de dimensiones reducidas. El primer veh-culo utilizado por el hombre en la luna no tenaruedas, sino patas.

Las repercusiones psicolgicas asociadas a la anor-malidad de que el paciente se encuentre en silla deruedas suelen ser muy graves, sobre todo si es joven. Aellas se suma la negatividad ante la propia imagen, queinduce problemas profundos, y a veces irreparables, enlas relaciones sociales.

Beneficios de la bipedestaciny de la marcha

Adems de su significacin funcional y psicolgica, labipedestacin y la marcha pueden representar para elparapljico una fuente de considerables beneficios. Labipedestacin influye positivamente en muchas funcio-nes generales.

La carga es esencial para conservar un alto contenidoclcico en los huesos y, a la vez, para prevenir posiblesfracturas en el parapljico.

La bipedestacin activa tambin la circulacin, tantoen su componente cardaco como en el perifrico,especialmente a nivel tisular. Aunque la funcin renalsuele estar muy debilitada en el parapljico debido a lasconstantes alteraciones vesicoesfinterianas, la bipedesta-cin consigue un efecto protector por diferentes meca-nismos. Este papel tambin es aplicable al trnsito

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intestinal. La descarga de la regin isquitica, compri-mida mientras el paciente permanece en la silla deruedas, previene la formacin de graves escaras en estazona.

Sin embargo, al contrario de lo que sucede con lospacientes poliomielticos ms graves, no resulta nadasencillo hacer andar a los pacientes parapljicos conlesiones medulares completas. El uso de ortesis cada vezms funcionales fue impulsado tras las grandes epide-mias de poliomielitis de los aos 50 y 60. Estas nuevastcnicas han permitido poner en pie y hacer andar apacientes que presentaban paraplejas ms o menoscompletas, con dficit asociados de tronco e incluso unadeformidad considerable.

No obstante, este fenmeno no se ha producido en elcaso de parapljicos con lesiones medulares. Los dficitde sensibilidad y la presencia de motilidad infralesionalcon el cortejo sintomtico comn, que incluye espasti-cidad, clonias y automatismos medulares, son determi-nantes para el tratamiento. El empleo de ortesis clsicaslargas bilaterales y de una eventual cintura plvica(cuando sea necesaria, pues el equilibrio del tronco selogra gracias a la extensin de las caderas y/o al apoyode las extremidades superiores) es muy eficaz en lasparaplejas puramente motoras, pero resulta insuficienteen la mayora de los pacientes con paraplejas porlesiones medulares. La serie de Adone et al [1] inclua46 pacientes con tratamiento ortsico, de los cuales sieteusaban su ortesis todos los das y uno slo como alter-nativa a la silla de ruedas. En la serie de Rancho LosAmigos, un centro con amplia experiencia en estostratamientos, los pacientes con lesiones superiores aT11 casi no utilizan la marcha y en estos casos tambinse desaconseja la aplicacin de cualquier maniobra.

Incluso en la mayor parte de los centros europeos,como en Alemania, Francia o Gran Bretaa, la atencinse concentra en educar a los pacientes para que usencorrectamente la silla. Se prescinde de las ortesis o slose usan de forma puntual para que los pacientes man-tengan durante un corto, aunque muy til, perododiario la bipedestacin. Por el contrario, en otroscentros extranjeros, como los italianos, los terapeutas seempean ms en recuperar la marcha, y la silla deruedas slo se acepta como nico medio de locomocinen ltima instancia.

Sin embargo, es evidente que la marcha exige algunosrequisitos indispensables: en primer lugar, una capaci-dad mental suficiente para asignar a la marcha unobjetivo y generar las rdenes voluntarias necesarias. Ensegundo lugar, es necesario que existan una retroali-mentacin, como mnimo visual, y fuerza suficientepara mover las extremidades; por ltimo, tambin sonindispensables la estabilidad esttica y dinmica queimpedirn que el paciente caiga al suelo.

La clasificacin de los niveles funcionales de lamarcha fue descrita por Hoffer y perfeccionada porGarrett [27, 28]. Este ltimo examin la validez delpaciente midiendo su grado de autonoma y determiny regul los criterios para evaluar los resultados. Laclasificacin de Garrett tambin puede considerarsevlida en el campo en que se centra este artculo.Incluye seis niveles funcionales: marcha fisiolgica, como ejercicio; marcha domstica con limitaciones; marcha domstica sin limitaciones; marcha en ciudad con limitaciones considerables; marcha en ciudad con algunas limitaciones; marcha en ciudad sin limitaciones;Teniendo en cuenta el esfuerzo que supone el aprendi-zaje y uso de la marcha, es evidente que slo puedeconsiderarse satisfactoria aquella que corresponda comomnimo a la quinta parte de estos niveles. La aplicacinde maniobras y tcnicas complejas, adems de poco

econmicas, para que el paciente mantenga la bipedes-tacin unos pocos minutos es completamente inapro-piada. Existen ayudas, ms simples y baratas, dispo-nibles y suficientes [6].

Considerando que los resultados obtenidos con ortesisclsicas son muy modestos, las investigaciones actualesse centran en dos direcciones: el perfeccionamiento deortesis de nueva concepcin y la electroestimulacinfuncional (FES).

OrtesisTodas las ortesis destinadas al parapljico deben

incluir rodilla y articulacin tibiotarsiana (segn lanomenclatura actual en vigor KAFO: knee-ankle-footorthosis), normalmente con una pieza de cadera(HKAFO: hip-knee-ankle-foot orthosis), cintura plvica y,en ocasiones, un cors.

Las botas inventadas por Vannini y producidas porlos Talleres Ortopdicos Rizzoli, que aseguran la estabi-lidad de la rodilla impidiendo la cada en flexin dorsaldel pie, son una excepcin. La estabilidad est aseguradasi es posible obtener, en las situaciones funcionales, quelas fuerzas externas generen de forma continua unmomento extensor a nivel de la rodilla y de la cadera.Por tanto, la ortesis resulta ineficaz en los casos decadera o rodilla flexionada o de espasmos en flexin.La extremidad superior se usa con mucha frecuencia yson pocos los casos imposibles [38].

Las variantes del gran aparato para parapljicosdifieren sobre todo a nivel de las dos extremidades,superior e inferior, de la ortesis.

En cuanto a los pies, el debate entre partidarios de lasandalia interna al zapato y los partidarios de losmontantes insertados sobre pivotes en el taln delzapato contina hoy en da. El hecho de poder modelarel calzado directamente sobre el pie, regular la ligerezade la suela, quitar y poner la ortesis sin quitarse elcalzado hacen que la segunda opcin sea la favorita,salvo cuando hay que compensar disimetras considera-bles. El hecho de que no se vea el mecanismo nopuede constituir un freno plausible en un paciente coneste grado de discapacidad.

La excentracin de la articulacin del aparato conrespecto al eje de la articulacin tibiotarsiana, dentro deunos lmites de longitud, representa una ventaja, ya quepuede actuar como freno, tanto en la flexin dorsalcomo en la flexin plantar del pie: en los casos en losque la distancia entre los dos ejes sea excesiva, se puederealizar un articulado a nivel de la articulacintibiotarsiana.

Existen otros motivos de discusin: es preferible unaarticulacin de cadera rgida a una articulacin condeterminado grado de libertad en el plano sagital o tresgrados de movimiento como en las articulaciones detipo Salera? Las discusiones tambin se centran en lautilidad de un apoyo isquitico y de los riesgos quesupone su uso para la estabilidad de la columna verte-bral y la integridad de la piel.

Sea cual sea su modo de empleo, estos aparatos seutilizan siguiendo la modalidad tpica de marcha en4 puntos denominada en canguro, en la que lasextremidades inferiores se desplazan hacia delante deforma simultnea y el cuerpo entero est sujeto pormuletas. Se habla de marcha swing through si, tras elapoyo, las extremidades inferiores se sitan en un planoanterior al de las muletas, y swing to cuando se sitanen un plano posterior. Un estudio de Crosbie y Nicol [14]demostr que desde el punto de vista biomecnico noexisten diferencias fundamentales entre las dos modali-dades descritas con anterioridad, salvo la presencia deuna mayor carga en las extremidades superiores, en laimpulsin y en trminos de fuerzas de apoyo en losmiembros superiores en el caso de la marcha swing to

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comparada con la swing through. De todas formas, elcoste energtico de la marcha es elevado en las dosmodalidades: 5-12,8 veces ms alto que para la marchanormal segn Merkel et al [49].

En los ltimos aos, la introduccin de nuevosmateriales y el perfeccionamiento del diseo tambinhan participado en el progreso de realizacin de lasortesis.

Las novedades ms interesantes de los ltimos aosconsisten en las ortesis neumticas, el Parawalker y elReciprocating Gait Orthosis (RGO) con sus variantes.

Ortesis neumticasLas ortesis neumticas fueron introducidas en Francia

a principios de la dcada de los 70 [50] y comercializadaspor una sociedad aeronutica. Consisten en un cinturnde nailon que envuelve las extremidades inferiores y, enocasiones, la pelvis y el trax, y que incluye tubosverticales de goma dispuestos medialmente y lateral-mente a las extremidades inferiores. Los tubos puedeninflarse con CO2 que proviene de una pequea bom-bona; de esta manera se vuelven rgidos. Gracias alcinturn de nailon, la compresin es uniforme y seconsigue proteger al paciente de una posible hipoten-sin ortosttica.

En un primer momento, estas ortesis fueron acogidascon gran entusiasmo, pero ya casi no se utilizan. Elprincipal inconveniente consiste en la necesidad deinflar y desinflar los tubos cada vez que el paciente pasade la posicin sentada a la bipedestacin y viceversa.Adems, en los modelos que incluyen la pelvis y eltronco, la cadera est prcticamente bloqueada enextensin, por lo que la marcha se realiza por rotacio-nes y resulta antiesttica e ineficaz [39].

Las ortesis neumticas no deben utilizarse slo paragarantizar la bipedestacin de manera limitada en eltiempo por las razones ya expuestas.

HGO (Hip Guidance Orthosis)La HGO (Fig. 1), difundida a partir de la dcada de

1980 [44], es una HKAFO fruto de una larga serie deinvestigaciones realizadas bajo la direccin de Rose,Stallard y Patrick en la unidad de investigacin ORLAUde Oswestry, en Inglaterra, y contina experimentn-dose en numerosos centros de rehabilitacin, como porejemplo, en Italia. La principal caracterstica consiste enla gran rigidez del conjunto, debido a la calidad de los

materiales y a la estructura de las articulaciones, rigidezque permite un considerable ahorro de energa conrespecto a las ortesis clsicas [12].

La articulacin tibiotarsiana se bloquea a 90 y larodilla lo hace en extensin. La cadera slo permite 20de movilidad en el plano sagital. Se coloca una correa anivel del tronco en la zona submamaria y despus untubo rgido. Las suelas en forma de mecedora son exteriores al calzado: toda la extremidad inferior se colocadentro de la ortesis, fijada rpidamente por dos correas,una por delante de la rodilla, otra por el dorso del piebajo el tobillo, lo que permite colocarlos y soltarlos conmucha facilidad (operacin don-doff) [10].

Con este sistema, es posible andar dando pasoscortos, con dos muletas y dibujando una marcha cru-zada a determinada velocidad. Los mejores resultados sehan obtenido en el tratamiento de los nios con espinabfida. Esta tcnica es menos eficaz cuando se aplica enadultos. Los principales problemas son la elevacin delcentro de gravedad, que puede producir algn problemade equilibrio, as como la necesidad de realizar unmayor esfuerzo sobre las articulaciones del sistema yms fuerza al apoyar las manos [52]. Por ello, la rigidezde la estructura se ha aumentado despus en las seccio-nes ms cercanas a las deformidades segn estudiosbiomecnicos efectuados en adultos [22]. Sin embargo,no faltan trabajos dignos de fe que demuestran lasuperioridad del HGO frente a las ortesis utilizadas conanterioridad [61], verificados aplicando la escala deevaluacin de Hoffer.

RGO (Reciprocating Gait Orthosis)Solomonov estudi y propuso la RGO en la Universi-

dad de Luisiana [16]. Consiste en sumar a una HKAFOclsica, con tibiotarsiana rgida y rodilla bloqueable, doscables de Bowden en semicrculo que pasan por detrsde la pelvis y que facilitan de manera recproca losmovimientos de flexin y de extensin de las caderas.Posteriormente, tambin se ha propuesto el ARGO(Advanced Reciprocating Galt Orthosis): este sistemautiliza un solo cable para ejecutar la funcin de facilita-cin recproca y posee dos pequeos pistones de airecomprimido a nivel de las articulaciones de la rodillaque se comprimen cuando el paciente pasa de la bipe-destacin a la posicin sentada y contribuyen a laextensin cuando el paciente pasa a la bipedestacin(Fig. 2). La presencia de cables hace que la bipedestacinresulte desagradable con la RGO.

En Italia [43] se ha estudiado un prototipo de articula-cin de cadera para la RGO que incluye un mecanismoespecial, adems de la flexoextensin, consistente enrotaciones asociadas: las principales ventajas, relaciona-das con la posibilidad de rotacin transversal de lacadera, son el aumento del tamao del paso y la reduc-cin de la excursin vertical del centro de gravedad delcuerpo [21].

Es evidente que la RGO permite economizar unacantidad de energa considerable durante la marcha.Para comparar los resultados del HGO, del RGO y delARGO, se realiz un estudio multicntrico en Italia enel que participaron seis centros de rehabilitacin; laevaluacin de los resultados utiliz un protocolo relati-vamente rico, diseado en comn y que incluye losaspectos funcionales, neurofisiolgicos, biomecnicos,energticos, cardiorrespiratorios, urolgicos y psicolgi-cos [41]. Tras el anlisis de los 28 pacientes incluidos(parapljicos con lesin traumtica completa entre T3 yT12) [42], se demostr que la HGO permite una veloci-dad de marcha inferior que el resto de los sistemas;ningn paciente consigui subir escaleras con el HGO,mientras que 3 de 13 y 7 de 11 lo consiguieron conRGO y ARGO respectivamente. A los 6 meses, 21 de lospacientes seguan usando la ortesis, pero slo 4 de ellos

Figura 1. Ortesis HGO: HipGuidance Orthosis (ORLAU,Oswestry).

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lo hacan fuera de casa. El anlisis estadstico de losdatos no ha evidenciado ninguna relacin entre elabandono del sistema y las variables demogrficas,clnicas, locomotoras, tipo de ortesis o centros derehabilitacin. Los autores concluyen que estos sistemasrepresentan una variedad de ejercicio interesante msque una alternativa a la silla de ruedas [48].

Las nuevas tcnicas de anlisis instrumental de loslaboratorios de anlisis de la marcha se utilizan paraevaluar la eficacia de las nuevas ortesis; asocian losdatos cinemticos producidos por los instrumentos demedida optoelectrnicos, los datos dinmicos obtenidosa partir de las plataformas de fuerza y los datos electro-miogrficos cinesiolgicos, recibidos simultneamente;esto permite la elaboracin de numerosos parmetros degran inters. Una evaluacin multifactorial completa deeste tipo ha sido desarrollada por el centro de Bioinge-niera de la Fundacin Don Carlo Gnocchi de Milnpara evaluar el HGO y el RGO (Fig. 3) [7, 20].

En resumen, la experiencia de estos ltimos aos enmuchos pases parece sugerir que los sistemas, aunquemucho ms perfeccionados, slo representan la solucinal problema de la marcha en un nmero muy limitadode parapljicos completos y con lesiones situadas aniveles bajos: los principales inconvenientes son eltiempo necesario y la frecuente necesidad de ayuda paracolocar las ortesis, la obligacin de contar con un apoyomediante muletas para las extremidades superiores, lalentitud al caminar, el coste energtico elevado, ascomo la imposibilidad de desplazarse sobre un lado y desubir escaleras.

Electroestimulacinfuncional (FES)

Uno de los pioneros de la rehabilitacin, W.T. Liber-son (1961) [40], ide e impuls el uso de corrienteselctricas tetanizantes para obtener contracciones en losmsculos an inervados pero que no responden ardenes voluntarias por una lesin orgnica; al principiode la dcada de 1960, las utiliz para conseguir contraerlos msculos flexores dorsales y pronadores del pie enpacientes incapacitados para la marcha a causa de unahemipleja. A partir de este momento, la electroestimu-lacin funcional (denominada universalmente de formaconvencional mediante el acrnimo ingls FES porfunctional electrostimulation) comenz a emplearse en laescuela eslovena y hoy en da se usa ampliamente parapacientes hemipljicos en numerosos centros de rehabi-litacin de todo el mundo. Sin embargo, como sucedecon todas las soluciones sofisticadas, enseguida hanaparecido tambin dificultades de aplicacin cotidianaen la FES para el hemipljico y, en la actualidad, suaplicacin es muy reducida. Mientras, las investigacio-nes intentan definir exactamente los parmetros deestimulacin ideal y simplificar las mquinas paraaplicarla.

En los aos ochenta, las indicaciones de la FES seextendieron de forma previsible a los parapljicos conlesiones suficientemente altas para dejar intacta lainervacin de los msculos de las extremidadesinferiores [25].

Los pacientes que ms se benefician de este trata-miento son los parapljicos con lesin medular com-prendida entre T4 y T11. Niveles de lesin ms elevadosimplican un mal control del tronco o de las extremida-des superiores; niveles ms bajos implican una parlisisperifrica ms o menos extensa que imposibilita unaestimulacin eficaz de los msculos necesarios paramovilizar las extremidades. As pues, se calcula que elporcentaje de parapljicos que podran beneficiarse deuna FES eficaz no sobrepasa el 5-10% de todos lospacientes que presentan lesiones medulares [34, 35].

De este modo, se ha diseado un sistema que consi-gue contraer msculos cuya inervacin es de origeninfralesional para utilizarlos con fines funcionales: en laprctica, para la bipedestacin y la marcha. Las primerasinvestigaciones en esta direccin son estadounidenses:Cleveland, Chicago, New Orleans, aunque rpidamenteles han seguido otros centros europeos: Karlsruhe,Enschede, Vienne, Lubiana.

Los principales problemas asociados a la FES en elparapljico, en los que se concentran las investigaciones,son los tipos de estimulacin y de electrodos utilizados,la colocacin de los electrodos, la eleccin de losmsculos que hay que estimular, la secuencia de con-tracciones musculares por realizar y, finalmente, resolverel difcil problema de mantener el equilibrio.

Estmulos utilizadosCualquier tren de impulsos de frecuencia superior a

20-30 Hz puede inducir la contraccin tetnica de los

Figura 2. Ortesis RGO.A. Reciprocating Gait Orthosis.B. ARGO, Advanced Reciprocating Gait Orthosis.

Figura 3. Paciente con lesin completa a nivel torcico quecamina con ortesis de tipo RGO.A. Ejecucin del anlisis de la marcha.B. Reconstitucin vectorial del movimiento registrado.



msculos normalmente inervados si la intensidadsupera un determinado umbral. Segn esta idea, laestimulacin de los msculos por debajo de la lesin enlos pacientes parapljicos parece sencilla y puede reali-zarse con cualquiera de los numerosos aparatos delmercado que administran corrientes neofardicas: paraobtener una contraccin tetnica, es necesario que laduracin de cada uno de los impulsos sea inferior a10 ms.

Los impulsos que ms se utilizan hoy en da adminis-tran impulsos de 10-300 ms de duracin y de 10-50 Hzde frecuencia [34].

No obstante, como en la mayora de las realidadesbiolgicas, se plantean muchos problemas. Uno de elloses especialmente delicado: la relacin entre la intensidaddel estmulo y el grado de contraccin muscular no eslineal. En consecuencia, modular esta intensidad resultams difcil de lo que parece, por ejemplo, para obteneralgo anlogo al comportamiento de los msculosdurante la marcha normal.

Otra dificultad reside en la latencia que existe entrela aplicacin del estmulo y el inicio de la contraccinmuscular, latencia de pocas dcimas de segundo: estaduracin es considerable si tenemos en cuenta que la deun paso durante la marcha normal no supera1 segundo.

La contraccin que se obtiene tras la estimulacinelctrica se asocia a mayores fenmenos de fatiga queen la marcha fisiolgica, principalmente por la inversindel orden de reclutamiento natural y por la ausencia dedesactivacin de las fibras musculares ya activadas [8]. Sila duracin de la contraccin es excesiva, no se consiguemantener un nivel de fuerza constante aunque sealternen perodos de actividad y de reposo. La fatigapuede minimizarse mediante la estimulacin sucesiva dediferentes centros de un grupo muscular [56] o cam-biando continuamente de postura para poder alternarlas demandas de fuerza muscular [36]. Hay que tener encuenta que la naturaleza exacta de la fatiga dependeespecficamente de la historia pasada del msculo y delenfermo, y que an no existe un estudio de modulacincuantitativa aplicable a la prctica clnica.

Interfase estimulacin-msculoEn los primeros experimentos, los electrodos se

colocaron bajo la piel situada por encima del msculoque haba que estimular, como en la electroestimulacinteraputica, pero los efectos de este tipo de estimulacinresultaron poco satisfactorios y, sobre todo, poco esta-bles. Los principales problemas fueron las variaciones enlas caractersticas de los reclutamientos de los electro-dos, la insuficiente selectividad de las respuestas discre-tas de un msculo determinado, la imposibilidad deestimular los msculos profundos, las complicacionescreadas por las conexiones de los cables externos, lasreacciones cutneas, las dificultades para localizarexactamente los puntos por estimular, el riesgo dequemaduras cutneas [4] y el tiempo necesario paraaplicar los electrodos, aunque estn incorporados enunos elsticos reutilizables [54]. Otro problema quegenera la FES es que puede inducir respuestas de tiporeflejo, por estimulacin de fibras sensitivas, que puedenperturbar la respuesta motora prevista [34].

De este modo, se han realizado diferentes estudios defactibilidad para la colocacin subcutnea de electrodosestimuladores, efectuada mediante aplicacin directa delos electrodos en la estructura que se va a estimular yunindolos mediante cables a un mando externo (esti-mulacin percutnea), o implantndolos bajo la piel delmando, regulable desde el exterior mediante impulsosde radio (acoplamiento electromagntico). En el primercaso, los inconvenientes incluyen la necesidad dereemplazar de forma peridica los electrodos, as como

la eleccin y el cuidado de los lugares de entrada de loscables. Sin embargo, el sistema de electrodos implanta-dos, aunque ms complejo, presenta la ventaja de tenermayor estabilidad en los electrodos; las caractersticas dereclutamiento del electrodo son tambin msconstantes.

Los electrodos pueden localizarse a nivel de las placasmotoras de los msculos que hay que estimular odirectamente sobre los nervios motores [9]. Esta ltimadisposicin permite que los electrodos estn agrupadosen una regin limitada y relativamente accesible,reduciendo de manera sensible los riesgos de unacomplicacin habitual de los implantes subcutneos: lainfeccin.

La estimulacin del nervio puede obtenerse a su vezcolocando los electrodos sobre la superficie externa delnervio, sobre el epineuro, o interiormente, intrafascicu-lar. En ese caso, se asegura una mayor estabilidad de larespuesta que est relacionada con modificaciones deltejido conjuntivo, asociadas a las variaciones locales delos vasos sanguneos y de los potenciales de membrana.La estimulacin intrafascicular slo puede estimulardeterminadas partes del msculo y, en teora, seleccio-nar las fibras que se desean contraer: las intensidadesms bajas estimulan las fibras ms finas, activando aslas unidades motoras ms pequeas [60, 68].

Se ha observado otro progreso: la colocacin de loscuatro electrodos de 0,2 mm de dimetro posicionadosen espiral alrededor del nervio reduce sensiblemente lafatigabilidad provocando una rotacin de la activacinde las unidades motoras [67] .

La programacin de una secuencia adaptada decontracciones musculares implica naturalmente un buenconocimiento de la disposicin de las fibras destinadasa los diferentes msculos en el interior del nervio, ascomo la seguridad de que la organizacin anatmica delnervio es constante (sta no siempre se mantiene).

Sin embargo, todava no existen datos seguros conrespecto a la inocuidad de una estimulacin continuaday prolongada del nervio, debido a la inevitable agresinmecnica que se produce [34].

Otro problema reside en la dificultad prctica deseparar, en la estimulacin de los nervios mixtos, elcomponente motor del componente sensitivo, quepuede provocar perturbaciones en la respuesta de lasunidades motoras. Se han propuesto tcnicas queutilizan electrodos epineurales tripolares para bloquearlas estimulaciones aferentes [23] y se han iniciadoexperimentos de estimulacin de las races motoras anivel lumbar [57]. No obstante, estas innovacionestampoco estn desprovistas de dificultades tcnicas acausa de la gran variabilidad en la disposicin de lasfibras a este nivel [34].

Eleccin de los msculos que se debenestimular

El problema relacionado con la bipedestacin esrelativamente sencillo. Consiste en contracciones iso-mtricas, no moduladas, que pueden afectar de formaselectiva a algunos msculos: con el apoyo de lasextremidades superiores, el cudriceps permite levan-tarse al paciente de la posicin sentada y el manteni-miento de la bipedestacin. El mayor problema consisteen la fatigabilidad.

El problema de la marcha es ms complejo. Durantelos primeros experimentos, slo se estimulaba unmsculo, el cudriceps, y la articulacin tibiotarsiana yla cadera se fijaban mediante una ortesis y un sistemaque consegua una posicin en extensin, como en lasortesis clsicas de caderas articuladas respectivamente: lapropuesta actual de Cleveland incluye la colocacin de48 electrodos estimuladores.



Para Karlsruhe [24], la estimulacin de los tres glteos,de los msculos isquiofemorales y del tensor de la fascialata controla la cadera; la del cudriceps controla larodilla; la del trceps sural y el tibial anterior, latibiotarsiana.

El control preciso de la articulacin tibiotarsiana esespecialmente difcil, por lo que a menudo se prefierereemplazar la electroestimulacin mediante una ortesis,consiguiendo as un esbozo de sistema hbrido.

Ms recientemente, se ha extendido un mtodo deestimulacin basado en una propuesta de la escuela deLubiana [37] que se centra en la fase de suspensin de laextremidad paralizada: se trata de estimular un nerviosensitivo, el safeno o el peroneo, para obtener unarespuesta nociceptiva en flexin. La estabilidad de laextremidad apoyada se consigue mediante la estimula-cin simultnea del cudriceps y de los msculosisquiofemorales tal y como se produce en la reaccin desostn positivo, avanzando la extremidad en suspensincomo respuesta al estmulo nociceptivo [42] .

En el caso del Parastep utilizado en Chicago [33](Fig. 4), la estabilidad de la rodilla en bipedestacin y enla fase de apoyo durante la marcha se obtiene medianteestimulacin elctrica del cudriceps. La fase de suspen-sin se consigue pulsando un botn situado en lamuleta que interrumpe la actividad del cudricepsipsolateral y estimula el nervio peroneo a travs de unelectrodo localizado cerca de la cabeza del peron, loque induce una reaccin de triple flexin. Existe otraversin disponible que presenta dos canales de estimu-lacin suplementarios y se aplica sobre los glteos paraconseguir la extensin de la cadera, o sobre los mscu-los paravertebrales de la regin lumbar para controlar eltronco. La tcnica es sencilla y relativamente barata. Sinembargo, se plantean algunos problemas: por ejemplo,no es fcil inducir una respuesta nociceptiva en flexinen todos los parapljicos y a menudo se producenfenmenos de habituacin y tolerancia [32]; adems, lacalidad de la marcha no es especialmente buena [47] y elcoste energtico asociado a la locomocin resulta muyelevado [59]. En un estudio multicntrico realizado enFrancia, de los 13 pacientes que siguieron este sistema,slo 7 lo utilizaban 1 ao despus: 4 de ellos de maneraregular a domicilio, 1 para obtener la bipedestacinexclusivamente y los 2 restantes de forma ocasional enel centro de rehabilitacin [26]. En Italia, el grupo delCentro di Neuroriabilitazione della Casa di Cura VillaMargherita di Arcugnano (Vicenza) [11] ha adquirido unaexperiencia considerable en la aplicacin de estesistema.

Efectos secundarios de la FESPara que la estimulacin elctrica permita recuperar la

marcha en un paciente parapljico, es necesario que losmsculos que vayan a estimularse sean capaces de

generar fuerza, que estn trficos, que tengan buenascaractersticas de elasticidad, de extensibilidad, requisi-tos que no siempre se cumplen, sobre todo en losenfermos cuya parapleja no es reciente. En la actuali-dad, se reconoce que la estimulacin elctrica puedemejorar estos parmetros; por tanto, se han definidoprotocolos de estimulacin elctrica, previos a cualquiertentativa de uso funcional, para acondicionar los ms-culos. Las tcnicas de acondicionamiento difieren delresto en su frecuencia de estimulacin, en la cargamecnica aplicada durante el ejercicio, en el tipo decontraccin utilizada (isomtrica, concntrica, excn-trica) y en la duracin y la frecuencia de las sesiones [29-31, 62, 65]. El objetivo se centra en aumentar la fuerza yla resistencia a la fatigabilidad en los msculos conside-rados. Se han descrito incrementos en la fuerza de hastatres a cinco veces la situacin basal [24].

Recientemente se ha desarrollado un mtodo deentrenamiento para intentar restaurar el movimientoque se encarga de elevar el cuerpo desde la bipedesta-cin y que asocia la estimulacin de los extensores dela rodilla con el uso de un sistema mecnico basculanteque permite reducir la carga gravitacional que soportanlas extremidades inferiores (Fig. 5). El sistema incluye elcontrol en tiempo real de la estimulacin y se basa encomparar los movimientos de extensin de la rodillamedidos por electrogoniometra y en alcanzar el desa-rrollo ptimo definido desde el punto de vistabiomecnico [19].

La existencia de automatismos espinales y de espasti-cidad es una de las principales causas de fracaso deltratamiento. Numerosos autores sostienen que la esti-mulacin elctrica no empeora la espasticidad, sino queen casos reducidos incluso puede mejorarla, aunque slosea de forma temporal [51]. Alfieri et al [2] distinguen tresformas clnicas de espasticidad en los pacientes que hansufrido lesiones medulares: una forma fundamental-mente clnica, una casi siempre tnica en extensin yuna tercera caracterizada por el carcter grave e irredu-cible de los espasmos, que son principalmente tnicos.La FES influye de manera favorable en los dos primerostipos, con la condicin de que se apliquen dos esque-mas de estimulacin diferentes: en el segundo tipo, laestimulacin slo debe aplicarse a los msculos antago-nistas de los msculos espsticos y no debe tocar elcudriceps ni el trceps crural. En el tercer tipo deespasticidad, la FES puede no influir o puede agravar elcuadro.

Tambin se han valorado otros efectos beneficiosossecundarios, menos discutibles, de la FES en los pacien-tes parapljicos: la estimulacin de la circulacin generaly sobre todo de la local, el efecto esttico conseguido

Figura 4. Sistema Parastep(Sigmedics Inc, Ohio) deelectroestimulacin funcio-nal.

Figura 5. Sistema de entrenamiento para la incorporacinmediante FES (Centre de Bio-ingnierie FDG - Fondation DonCarlo Gnocchi Onlus, Milan). El sistema presenta un controladoren crculo cerrado basado en los ngulos de extensin de larodilla recogidos por gonimetros flexibles.



por la conservacin del tropismo muscular, as como laprevencin de las lceras por decbito, a nivel isquiticoo glteo, por ejemplo.

Control de las secuenciasde intervencin muscular

Gracias al gran nmero de investigaciones realizadasen los ltimos aos en los laboratorios de anlisis delmovimiento de todo el mundo, se ha conseguido cono-cer con gran precisin las relaciones existentes entre lasdistintas fases cinemticas de la marcha normal y lasintervenciones de los msculos que las realizan. Sinembargo, es difcil conseguir una descripcin precisa delas posiciones de los segmentos corporales y de lasfuerzas musculares, ya que estn implicadas en estruc-turas multiarticulares con amplio grado de libertad ycon una considerable redundancia de activadores mus-culares. Desde el punto de vista terico, es relativamentefcil realizar un programa informtico con las secuenciasde activacin de los msculos, incluidas las modulacio-nes de intensidad, que reproduzca una marcha artificialaceptable, pues el esquema de la marcha presenta granestabilidad. No obstante, la situacin se complica acausa de las variaciones antropomtricas individuales,de las costumbres que precedan a la lesin y de lasmodificaciones inducidas por esta ltima. Adems, esnecesario ajustar las caractersticas cinemticas a lascondiciones ambientales: irregularidad del terreno,desniveles, presencia de obstculos y velocidad.

En la marcha normal, el ajuste se consigue gracias ala continua llegada de informaciones al sistema nerviosocentral. ste las utiliza para modificar a minima elesquema inicial rgido seleccionando las contraccionesmusculares. Dicho mecanismo se enriquece a travs dela experiencia individual.

En la mayor parte de los mtodos empleados hoy enda, el paciente activa directamente el programa pre-visto, por ejemplo al accionar uno de los interruptoresde las empuaduras de sus muletas o, si se encuentra enel laboratorio o en el gimnasio, a travs de una tercerapersona, normalmente el fisioterapeuta.

Se trata de un sistema de control de circuito abiertoque no puede determinar respuestas suficientementerpidas y adaptadas.

Como es natural, abundan los intentos de reproducirlas retroalimentaciones que consiguen respuestas mssutiles y una marcha ms fluida, con mayor estabilidadbiomecnica, y que reducen de forma considerable lafatigabilidad [3, 44].

Se utilizan uno o varios receptores [13]para controlar lafuerza, la posicin u otros parmetros fsicos, y laenerga elctrica se libera tras un acontecimiento, comoel contacto del pie o de un bastn con el suelo, o deforma continua para controlar la cantidad necesaria, porejemplo en funcin de las aceleraciones de unsegmento.

Algunos de estos receptores registran las variacionesde presin en la punta de dos bastones o en distintaszonas del pie apoyado. Otros utilizan la derivacin delos impulsos de un nervio sensitivo cutneo del piecomo seal [55, 58]. Unos son de tipo goniomtrico yemplean la angulacin de la articulacin de la rodilla,las velocidades angulares [3] o las aceleraciones [62] a estenivel. Otros pueden localizar los desplazamientos delcentro de presin y situar el punto del suelo que corres-ponde al punto de origen del vector de reaccin deapoyo resultante. Tambin se han estudiado sistemasdonde la intensidad de estimulacin est controladadirectamente por la seal electromiogrfica; la seal serecoge en el msculo que va a estimularse, si stepermanece al menos parcialmente inervado o en unmsculo accesorio en caso de parlisis completa(Fig. 6) [64].

Estos sistemas controlan tanto la duracin de cadaimpulso como la duracin total de la estimulacin.Existen receptores de superficie y receptores implanta-dos. Sin embargo, hay que reconocer que por elmomento estos sistemas slo representan tentativas queno han salido an de los laboratorios.

Orientaciones actualesEn el estado actual de las investigaciones, ni las

ortesis ni la FES consiguen por s solas obtener progresosreales en la marcha de los pacientes parapljicos porlesiones a altos niveles medulares. La mayora de losparapljicos declina el uso de ortesis tras haberlasprobado a causa de sus resultados limitados, su diseoantiesttico y el alto coste energtico. Por otro lado, lospacientes rechazan la FES debido a la complejidad paracolocar los electrodos y a que no garantiza un ahorroenergtico suficiente. Se estn realizando diversasinvestigaciones de sistemas hbridos que renan los dostipos de soluciones.

En Oswestry, la estimulacin transcutnea de losmsculos glteos en fase de apoyo reduce el 10-35% delpeso que cae sobre las muletas que incluye la HGO: as,la marcha es ms rpida [57]. Pero tambin presentaproblemas asociados a las molestias provocadas por elcable que conecta el electrodo al interruptor que se sitaen la muleta y a la colocacin correcta de loselectrodos [53].

En Rancho Los Amigos, se experimenta la asociacinKAFO-estimulacin de los flexores de la cadera al iniciode la fase de suspensin.

El grupo de Durfee de MIT de West Roxbury, Mas-sachusetts, ha construido un prototipo de ortesis HKFOasociada a la electroestimulacin funcional que secaracteriza por la presencia de frenos servoasistidoslocalizados en las articulaciones de la cadera y de lasrodillas [30]. La ventaja de esta tcnica consiste en que,en todas las fases en las que no es necesario generarpotencia mecnica a las articulaciones (mantenimientode la bipedestacin, rodilla en fase de apoyo del paso,etc.), la estimulacin elctrica puede reemplazarsemediante el uso de estos frenos, reduciendo as conside-rablemente la fatiga muscular.

La asociacin de RGO y FES, mayoritariamente delcudriceps y de los msculos isquiofemorales del ladoque se apoya en el suelo, se estudia en muchos centros,incluidos los italianos. Esta estimulacin induce elavance de la extremidad opuesta mediante un meca-nismo con cables. El sistema de la Universidad deLouisiana realiza la estimulacin del msculo rectofemoral como flexor de la cadera durante la suspensiny de los isquiofemorales para extender la cadera en lafase de apoyo (Fig. 7). La versin propuesta porEdwards [17] dispone de un mecanismo de desbloqueo

Figura 6. Esquema de bloques de un estimulador elctricofuncional controlado por seales electromiogrficas (MeCFES)desarrollado en el Centro de Bioingeniera FDG de la FondationDon Carlo Gnocchi Onlus de Miln.



de la rodilla que permite flexionarla en la fase de vuelo;se obtiene mediante activacin del reflejo nociceptivo alestimular el nervio peroneo. Quedan por definir elcociente riesgo-beneficio de la suma de la RGO a la FESy la aceptacin por parte del usuario a largo plazo. Enun estudio reciente [45], se ha observado que la incorpo-racin de la FES a la ARGO consigue una mejor adapta-cin hemodinmica en trminos de mayor capacidad deregulacin de la frecuencia cardaca en funcin de lasdiferentes cargas locomotoras, probablemente poraumento del retorno venoso y del volumen sistlico.

En Montreal, Barbeau et al [5] proponen un acerca-miento, tras los interesantes resultados obtenidos enanimales, que asocia intervencin farmacolgica (consustancias que interfieren en el inicio de la marcha enlas fases iniciales o en la modulacin de la marcha yaestabilizada en el animal espinal, como las sustanciasnoradrenrgicas tipo clonidina y antagonistas de laserotonina como la ciproheptadina) con un entrena-miento de la marcha sobre una cinta basado en lasustraccin del peso corporal (BWS - body weight support)mediante un cinturn especial. Se estn realizandovarios estudios para comprender mejor el papel rehabi-litador de la FES. El grupo de Dietz et al de Zurichtrabaja en la misma lnea y ha desarrollado el sistemaLokomat, cuyo objetivo consiste en asociar a la descargadel peso corporal un entrenamiento sobre cinta guiadopor una ortesis activa con capacidad para reproducir losmovimientos y las sinergias locomotoras a nivel de lasextremidades inferiores tpicas de la marcha. De estemodo, consigue favorecer la recuperacin y explotar losgeneradores centrales espinales. Los buenos resultadosobtenidos hasta la actualidad corresponden sobre todoa pacientes con lesiones espinales incompletas.

El sistema VA-CWRU, en evolucin continua en elCentro Mdico de la Veterans Administration de Cleve-land, bajo la direccin de Marsolais, actualmente estformado por un equipamiento mnimo, limitado a unaortesis tobillo-pie con flexin dorsal libre, con unmximo de estimulacin elctrica [46]. Utiliza 48 canalescon el fin de estimular los msculos necesarios para elapoyo y la suspensin. Los electrodos son percutneos,estn implantados quirrgicamente en los msculos yconectados a estimuladores externos, controlados porlos usuarios con ayuda de un dispositivo manual tipojoy stick: se disean programas individuales para cadapaciente que le permitan estar de pie, caminar haciadelante, subir escaleras, caminar hacia atrs o hacia un

lado. Cuenta con receptores aplicados a la ortesis queinforman del contacto del pie con el suelo y de laposicin de los tobillos. Los resultados parecen buenos:se han obtenido marchas de hasta 1 m/s, pero con uncoste energtico elevado, problemas en el control de lacadera y del tronco, dificultades para mantener elequilibrio que obligan a usar un andador y complicacio-nes en el cuidado de un sistema tan complejo comoste.

Existe una lnea de investigacin que se centra en eldesarrollo de sistemas de estimulacin multicanalescompletamente implantados que, mediante electrodosepimisiales y/o epineurales, activan un nmero elevadode msculos, algunos difcilmente controlables porelectrodos externos, como el psoas ilaco. Este tipo desistemas est constituido por una parte inteligenteexterna, que contiene un microprocesador programable,y una interfase para la parte implantada que conectanmediante un acoplamiento electromagntico. Tambinse utilizan receptores para controlar la estimulacin encrculo cerrado [18], un andador o muletas equipadas coninterruptores telemtricos. En esta direccin tambin sehan orientado otros proyectos de investigacin como elSUAW [66] de la Comunidad europea y el proyecto LARSI(Lumbo-sacral Anterior Root Stimulator Implant) delDepartamento de Fsica Mdica y Bioingeniera de laUniversity College de Londres (UCL), dirigido porDonaldson [15]. El LARSI utiliza en concreto un sistemade 12 canales para estimular bilateralmente las racesanteriores de L2 a S2 mediante electrodos tripolares. Enlos primeros ensayos realizados en el ser humano, se haobservado que este sistema resulta eficaz para realizaractividades como el pedaleo, ya sea sobre bicicletaesttica o triciclo exterior, mientras que para la bipedes-tacin y la marcha han surgido problemas de insufi-ciente selectividad en la activacin de distintos gruposmusculares.

ConclusinA pesar de la cantidad y de la calidad de las investi-

gaciones en todo el mundo, el problema de la recupe-racin de la marcha en el parapljico no est anresuelto: las aplicaciones, especialmente aquellas queincluyen el uso de la FES, son numerosas en los labora-torios que investigan la marcha patolgica, pero resul-tan muy poco frecuentes en la prctica clnica [34].

Las futuras investigaciones se centran en tres elemen-tos: las ortesis, la FES y la retroalimentacin, cuyasntesis podr resolver el problema de manera mseficaz. En la actualidad se trabaja en la puesta a puntode electrodos ms fiables, de estimuladores implanta-bles, de mejores conexiones telemtricas entre loscomponentes y los sistemas de control en circuitoscerrados eficaces. Sobre todo, se trata de poner a puntoel anlisis de las demandas y de las respuestas delpaciente, que sern los factores de los cuales depender,en ltima instancia, el uso prctico real de los aportesms sofisticados de la tecnologa moderna.

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Figura 7. Sistema de estimulacion elctrica de los cudriceps yde los isquiotibiales que se asocia a la ortesis RGO desarrollada enla Louisiane State University.



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S. Boccardi, rducateur.Centro di Bioingegneria FDG, Fondazione Don Carlo Gnocchi Milano, Italie.

M. Ferrarin, ingnieur biomdical.Centro di Bioingegneria FDG, Fondazione Don Carlo Gnocchi Milano, Italie.

Cualquier referencia a este artculo debe incluir la mencin del artculo original: Boccardi S., Ferrarin M. Recuperacin de la bipedestaciny de la marcha en el paciente parapljico. EMC (Elsevier SAS, Paris), Kinesiterapia - Medicina fsica, 26-460-A-20, 2005.

Disponible en www.emc-consulte.com (sitio en francs)Ttulo del artculo: Rcupration de la station debout et de la marche chez le paraplgique

Algoritmos Illustracionescomplementarias

Vdeos /Animaciones

Aspectoslegales

Informacinal paciente

Informacionescomplementarias

Autoevaluacin



Recuperacin de la bipedestacin y de la marcha en el paciente parapljicoEl problemaBeneficios de la bipedestacin y de la marcha

OrtesisOrtesis neumticasHGO (Hip Guidance Orthosis)RGO (Reciprocating Gait Orthosis)

Electroestimulacin funcional (FES)Estmulos utilizadosInterfase estimulacin-msculoEleccin de los msculos que se deben estimularEfectos secundarios de la FESControl de las secuencias de intervencin muscularOrientaciones actuales

Conclusin

recuperacion de la bipedestacion y de la marcha en el paciente paraplejico

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