Objetivo Re Inervación Muscular: El Futuro Es Ahora.

Por: Miki Fairley.

El objetivo de la cirugía de re inervación muscular es una visión para el futuro – y práctico para hoy en día.

La explosión asombrosa de dispositivos y tecnología futurista que está siendo desarrollada mediante universidades y compañías privadas, proporcionada mediante fondos de la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación de la Defensa (DARPA), dependen, por el momento, sobre esta técnica quirúrgica iniciada mediante Todd Kuiken, MD, PhD, destaca un artículo online de la revista Wired (Agosto 7, 2007). Kuiken es el director del Centro de Ingeniería Neural de Miembros Artificiales (NECAL) en el Instituto de Rehabilitación de Chicago (RIC) en Illinois.

Las historias de las personas amputadas a nivel desarticulación de hombro Jesse Sullivan y Claudia Mitchell, quienes se sometieron a la cirugía y fueron adaptadas con prótesis mioeléctricas de alta tecnología, controladas mediante el pensamiento, en el Instituto de Rehabilitación de Chicago, han encabezado los titulares alrededor del mundo. Sin embargo, esto asume un avance quirúrgico para hacer posible el uso más efectivo de esta tecnología protésica.

En el momento de este artículo, cinco personas más en RIC y seis en el Centro Médico Harborview (HMC) en la ciudad de Seattle, Washington, se han sometido a este objetivo de re inervación muscular y han sido adaptados con prótesis. Se ha proclamado mediante los medios de comunicación, que ellos han retornado a su vida diaria disfrutando de mejorada función protésica y calidad de vida. La técnica quirúrgica provee la habilidad funcional complementaria para una persona amputada, para un uso más efectivo de nuevas tecnologías, a medida que ellas son desarrolladas, mientras que al mismo tiempo mejora la función para las personas amputadas que utilizan la actual y disponible tecnología mioeléctrica.

La posibilidad de utilizar transferencia de nervios, para facilitar un uso protésico más natural mediante pensamientos del cerebro, tuvo emocionado a Kuiken desde sus días de estudiante hace 20 años, cuando descubrió una breve referencia en un artículo que atrapó su atención, mientras investigaba su tesis en ingeniería biomédica.

Actualmente, la cirugía de re inervación muscular está propagándose más allá del Instituto de Rehabilitación de Chicago, y eso es lo que Kuiken desea ver. Junto con el Centro Médico Harborview, el procedimiento ha sido desarrollado en el Hospital de la Universidad de Viena en Austria, y será emprendido en el Centro Médico Brooke del Ejercito (BAMC), en San Antonio, Texas, y el Centro Médico Walter Reed del Ejercito (WRAMC) en la ciudad de Washington DC, señala Kuiken.
“Hasta ahora nosotros hemos demostrado suficiente eficiencia que puede ser utilizada para los pacientes, sin un protocolo de investigación,” dice él. “Estamos abiertos para ayudar a más gente a aprender como realizarla y así pueda ser llevada a cabo más ampliamente. Nos gustaría que la comunidad protésica esté enterada que si un protesista tiene un paciente que piensa que puede beneficiarse de la cirugía de re inervación muscular, nosotros podamos trabajar con otros cirujanos y protesistas, y así no es necesario que todos los pacientes vengan a Chicago para la cirugía y la adaptación protésica.”

El primer cirujano que realizó la cirugía fuera de Chicago fue Douglas Smith, MD, profesor de cirugía ortopédica en la Universidad de Washington, Seattle, un amigo de mucho tiempo y colega de Kuiken, quien se emocionó mediante la visión de Kuiken. Por cerca de tres años, él trabajó con Kuiken y el cirujano Gregory Dumanian, MD, quien realizó las cirugías en Chicago, para prepararse a utilizar la nueva técnica en Seattle.
Smith señala cuan extraordinario es que este brillante avance quirúrgico no proviene de un cirujano, sino de un médico en medicina y un médico en rehabilitación.

La transferencia de nervios, en otras aplicaciones, ha sido realizada por décadas, explica Smith, pero la visión de Kuiken abarca un nuevo, singular y uso especializado del procedimiento.

Las personas amputadas arriba de codo pueden beneficiarse grandemente de la cirugía de re inervación muscular, dice Smith. Sin embargo, él indica que las personas amputadas debajo de codo no necesitan realmente esta cirugía dado que ellos todavía tienen pequeñas partes de los músculos dejados en su antebrazo, los cuales se encienden apropiadamente cuando el cerebro señala a su mano abrir o cerrar. Estas señales pueden así permitir al dispositivo protésico operar con los pensamientos normales del cerebro. La situación es muy diferente a la de las personas amputadas arriba de codo. “Tradicionalmente, aproximadamente el 80% de las personas amputadas debajo de codo utilizan una prótesis cada día, pero solo el 20% de las personas amputadas arriba de codo lo hacen,” dice Smith. “Ellos simplemente no descubren suficiente utilidad para ellos. Nosotros esperamos llevar a las personas amputadas arriba de codo más cerca de la misma habilidad funcional protésica, que los usuarios debajo de codo.”

En las personas amputadas arriba de codo, los músculos que normalmente operan al antebrazo, muñeca y mano se han perdido, así que los nervios que transmiten el pensamiento natural del cerebro para abrir o cerrar una mano sencillamente alcanzan un extremo muerto. “Las personas amputadas transhumerales tienen que realizar una agotadora calistenia mental para utilizar sus músculos tales como el bíceps y el tríceps – los cuales están diseñados para mover sus hombros y codos, en orden para utilizar sus prótesis.” explica Smith. Y por supuesto, en amputaciones a nivel del hombro, igualmente estos músculos se han perdido. “La frustración de los pacientes al no tener una reacción normal del pensamiento de su cerebro con la prótesis, siempre ha sido un área muy grande de preocupación que nosotros hemos detectado,” él agrega.
Con la cirugía de re inervación muscular, las personas amputadas ahora tienen el uso de cuatro señales – elevación de codo, descenso de codo, abrir la mano y cerrar la mano – en lugar de dos señales, elevar codo, bajar codo, previamente disponible. Ahora los movimientos de la mano pueden ser realizados rápidamente e intuitivamente con pensamientos normales del cerebro. “Actualmente con una prótesis mioeléctrica, usted secuencialmente controla su codo, después su muñeca, después su mano con señales EMG (electromiográficas),” explica Kuiken. “Usted puede también utilizar un arnés de hombro para controlar una función, pero la mayor parte, todo es control secuencial. Pero con esta nueva técnica, nosotros estamos permitiendo a la gente a controlar su mano y codo al mismo tiempo, en una forma natural.”
Otras Ventajas.
La exitosa cirugía de re inervación muscular significa que las personas amputadas ahora tienen un canal hacia el cerebro para controlar un brazo o mano protésica, utilizando sus propios nervios y músculos. “Una vez que esto trabaja, se mantendrá trabajando,” dice Smith.

A diferencia de un chip implantado u otro dispositivo, no existe nada que se rompa o se desgaste o algo que el cuerpo pueda rechazar como un objeto extraño.
“El potencial para el futuro es muy excitante,” dice Kuiken. “Cuando las manos y brazos avanzados salgan a la luz, ellos podrán ser controlados en una mucho mejor manera.”
“Es un hecho, algunas de las primeras prótesis prototipos DARPA han sido entregados al Instituto de Rehabilitación de Chicago para pruebas, y los resultados iniciales “son prometedores”, dice Kuiken.

Tanto Smith y Kuiken señalan que otra ventaja de la cirugía es que frecuentemente se realiza el entrenamiento de las personas amputadas, para utilizar su nueva prótesis mioeléctrica, más fácil y rápido.
“Es diferente dado que existen más señales, pero en alguna forma es más sencillo debido a que es más intuitivo. Usted piensa abrir la mano y sucede; usted piensa cerrar la mano y sucede,” dice Kuiken. “Usted no tiene que entrenar al paciente como realizar la secuencia a través de bíceps y tríceps para realizar todo esto.”
Un inesperado y grato bio producto de la cirugía de transferencia de nervios ha sido algo de respuesta y sensación sensorial, similar a la que sucede con una mano natural. “Para nuestra sorpresa, hemos obtenido por lo menos, un pequeño y crudo sentimiento sensorial,” dice Smith.

Lo Que La Cirugía Involucra.
El cuerpo humano está tan generosamente dotado con suficientes nervios y músculos que es posible remover un nervio original de una porción de músculo, que normalmente realiza algo en otra parte, y reemplazarlo con un nervio que transmite señales cerebrales para movimientos del brazo y la mano. El músculo re inervado ahora puede desempeñar la función del músculo amputado. Por ejemplo, uno de los dos músculos bíceps y uno de los tres músculos del tríceps puede ser utilizado para transferencia de nervio, mientras que los otros son dejados con su inervación original para continuar sus funciones usuales.
Para las personas amputadas transhumerales, el nervio músculo cutáneo, el cual controla movimiento del hombro y codo, es removido del lado medial del bíceps, lo cual paraliza a ese músculo pero es dejado remanente sobre el aspecto lateral del bíceps. El nervio mediano, el cual controla movimiento de antebrazo, muñeca y mano, después es transferido al punto motor donde el nervio músculo cutáneo originalmente ingresa al músculo. Si la transferencia es exitosa, dentro de dos a seis meses el nervio mediano crecerá dentro del músculo, se bifurca y encuentra puntos terminales.

“Esto no es igual que conectar un alambre eléctrico, el cual trabaja inmediatamente; toma tiempo para los nervios formar nuevas ramas y crecer dentro del músculo,” explica Smith. “Una vez que el músculo es re inervado y empieza a obtener señales, después el paciente necesita construir la fuerza de esas señales mediante el ejercicio de ese músculo. Si ellos pueden generar una señal que pueda ser leída mediante los sensores, entonces ellos pueden utilizar esa señal para rehabilitación protésica.”

Después de una transferencia exitosa del nervio mediano, cuando la persona piensa acerca de flexionar su mano, hacer un puño, o cerrar su mano, el bíceps modificado o re inervado se encenderá. Sin embargo, el bíceps que no fue recableado no se encenderá, pero todavía continuará con su propósito original de encenderse cuando el cerebro piense acerca de mover el codo.
Un similar procedimiento es seguido con la transferencia de nervio sobre el tríceps. Uno de los tríceps es paralizado mediante la remoción del nervio original, y después la parte distal del nervio radial, el cual controla la apertura de la mano y el movimiento de flexión dorsal de la muñeca, es transferido.
Para personas amputadas a nivel desarticulación de hombro, el procedimiento utiliza músculos del pecho. Por ejemplo, para la persona amputada de un hombro, “En lugar de recablear el bíceps medial y tríceps lateral, nosotros recableamos el pectoral mayor, el pectoral menor y el serrato anterior,” explica Smith. Cuando recableamos músculos pectorales, usted temporalmente los paraliza (mediante la remoción de un nervio original) y después realiza transferencias del nervio por el músculo cutáneo, el cual controla la elevación del codo; el mediano, el cual cierra la mano; el cubital, el cual, extendiendo sus dedos usted puede obtener la apertura de la mano; y el radial, el cual hace tanto descenso del codo y apertura de la mano.”

Una diferencia importante entre los pacientes del Instituto de Rehabilitación de Chicago y los pacientes de Smith en Harborview, el cual es el único centro de trauma Nivel 1 para una región de cinco estados, es que todos los pacientes de Smith habían sido amputados debido a trauma. Para la mayoría de ellos, la cirugía de transferencia de nervio fue desempeñada junto con la primera cirugía de amputación, mientras que los pacientes del Instituto de Rehabilitación de Chicago habían padecido previamente la cirugía de amputación, de seis a 18 meses previamente a la cirugía de transferencia de nervio.
La cantidad de tiempo que la cirugía requiere y el largo de la estancia hospitalaria del paciente es considerablemente más corta del que uno puede esperar
Para los pacientes de trauma, la cirugía de transferencia de nervio no agregó adicional largo a su estancia en el hospital. Para aquellos quienes tuvieron la cirugía en una fecha más tardía, la cirugía a nivel de brazo requirió un día; los pacientes a nivel hombro necesitaron una estancia de uno a tres días. “La cirugía a nivel hombro es más compleja e involucra el plexo braquial y las venas axilar y subclavia,” dice Smith. El largo de la estancia ha sido aproximadamente la misma de los pacientes del Instituto de Rehabilitación de Chicago, de acuerdo a Kuiken. La cirugía de transferencia de nervio a nivel brazo toma aproximadamente dos horas, dice Smith; la cirugía a nivel hombro, más compleja, requiere de cuatro a seis horas.
Las personas amputadas también pueden irse a continuar con sus actividades regulares de su vida diaria y utilizar sus prótesis usuales, mientras ellos están esperando que los nervios transferidos se re inerven a los músculos específicos.

Más Avances Por Venir
Así como asombrosos y prometedores son estos avances, mucho permanece por realizar, de acuerdo a Kuiken y Smith.
Para la siguiente generación de tecnología protésica, diversos aspectos necesitan avanzar y después venir juntos. Bajo la sombrilla de DARPA, nueva tecnología de sensores capaz de leer señales musculares más complejas, nuevos actuadores que relajen y contraigan más similares a los músculos, más que girar como un motor, y nuevas fuentes de energía para superar las limitaciones de baterías, están siendo investigadas y desarrolladas, así como también nuevos diseños protésicos para proporcionar más grados de libertad.
¿Los futuros avances lograrán utilizar un brazo protésico y una mano tan rápida e intuitiva como utilizar un brazo y una mano natural? “El brazo humano es una increíble máquina,” responde Kuiken. “Por ejemplo, tiene 70,000 sensores y diez mil fibras motoras. Es aventurado decir que una prótesis puede imitar esto, pero nosotros estamos dando saltos y obligados en producir sistemas de brazo mejores, más fáciles de utilizar, y más naturales.”
Y gracias a la visión de Kuiken y los esfuerzos de muchos otros, avances quirúrgicos y tecnología protésica se están combinando para llegar aún más cerca a este ideal.

Traducción al Español.
Alberto E. Castillo Moreno O. P.