Un sistema di riabilitazione basato su esoscheletro per pazienti colpiti da ictus
Quella degli ictus è una delle più grandi piaghe per l’assistenza sanitaria europea: ogni anno, il costo associato a questa patologia è di oltre 62 miliardi di euro. I pazienti affrontano una disabilità a lungo termine e gli sforzi di riabilitazione lasciano i più fortunati solo con un recupero motorio parziale. Una delle principali menomazioni che riguardano i pazienti colpiti da ictus è l’emiparesi degli arti superiori che, nel 60 % dei casi, porta all’incapacità di utilizzare la mano paretica nelle attività quotidiane. Questi due problemi sono stati affrontati in modo specifico dal progetto RETRAINER, che si è concentrato sull’attività di raggiungere una posizione nello spazio (riabilitazione del braccio) e su quella di afferrare un oggetto (riabilitazione della mano). La tecnologia RETRAINER si basa sui risultati del progetto MUNDUS finanziato dal settimo PQ, che si è occupato di diversi gradi di disabilità e gravi problemi motori. Il progetto ha sfruttato diversi moduli di interazione per rilevare l’intenzione del paziente (BCI, tracciamento oculare, EMG) e fornire assistenza (FES, motori attivi su esoscheletro). Oltre ad applicare queste tecnologie a una popolazione diversa, RETRAINER sposta il paradigma dall’assistenza alla riabilitazione. Il team ha ridotto la varietà delle modalità di interazione e si è concentrato su una combinazione di rilevamento della volontà basato su EMG, esoscheletro passivo e FES per potenziare il processo di riabilitazione. «La principale richiesta proveniente da medici e pazienti è stata quella di ottenere un sistema che aiutasse gli utenti a muovere il braccio e la mano senza sostituirli. Per rispondere a questa esigenza di riabilitazione del braccio, abbiamo optato per la stimolazione elettrica neuromuscolare (NMES) miocontrollata per controllare il movimento del braccio con il supporto di un esoscheletro», afferma Maria Bulgheroni, coordinatrice di RETRAINER. La NMES sfrutta l’attività motoria volontaria residua dei pazienti per innescare una stimolazione elettrica che li accompagnerà nel loro movimento. I pazienti possono quindi partecipare pienamente all’esercizio riabilitativo con un sufficiente aiuto da parte del sistema NMES. Anche il sistema di riabilitazione della mano del progetto sfrutta il sistema NMES, ma ha richiesto un sistema altamente personalizzato per il polso e le dita. Per ottenere i migliori risultati per ciascun paziente, RETRAINER ha utilizzato matrici di elettrodi che consentono un’attenta selezione del punto di stimolazione attraverso un «elettrodo virtuale». Il team del progetto ha anche ideato una serie di oggetti intelligenti per guidare l’esecuzione di attività funzionali quotidiane e aiutare a riabilitare i distretti del corpo colpiti. «Rispetto alla sua controparte MUNDUS, l’esoscheletro RETRAINER è stato ridisegnato in modo da essere leggero, facile da montare e per venire incontro alle linee guida fornite dai medici. Abbiamo ridisegnato l’ortesi della mano sfruttando la produzione additiva. Abbiamo anche sviluppato un nuovo stimolatore e un demultiplexer per l’array di elettrodi e aggiunto un’unità di controllo compatta utilizzando un processore commerciale a basso costo. Abbiamo implementato la strategia di rilevamento EMG volontaria; inoltre, abbiamo riprogettato e potenziato oggetti interattivi utilizzando gli ultimi dispositivi disponibili nel campo RF. Tutti questi cambiamenti hanno richiesto un enorme sforzo, ma hanno portato a grandi progressi», spiega Maria Bulgheroni. Sebbene la tecnologia RETRAINER sia attualmente in corso di sperimentazioni cliniche, afferma che i risultati preliminari sono molto promettenti per entrambi i sistemi. «Gli endpoint clinici mostrano un miglioramento significativamente maggiore nel recupero motorio per i pazienti che hanno utilizzato il sistema RETRAINER, rispetto al gruppo di controllo dei pazienti. Ciò suggerisce che il concetto e la strategia implementata da RETRAINER contribuiscono in modo positivo e significativo al processo di riabilitazione dei pazienti post-ictus», afferma entusiasta. Il consorzio sta già valutando l’allargamento della popolazione target dai pazienti acuti e sub-acuti ai pazienti cronici, che si prevede trarranno enorme beneficio dalla disponibilità di sistemi di riabilitazione domiciliare.
Parole chiave
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