Nel corso degli anni l'intensificarsi della ricerca scientifica ha favorito lo sviluppo di nuova tecnologia aprendo nuove importanti prospettive nel trattamento di pazienti affetti da grave disabilità neurologica.
Come dice il nome stesso, la Neuroriabilitazione Robotica si occupa della riabilitazione neurologica dei disturbi del paziente dovuti a lesioni del Sistema Nervoso attraverso delle strumentazioni robotiche.
Le nuove proposte riabilitative conseguenti a lesione del Sistema Nervoso Centrale e Periferico, sono da molti anni oggetto di approfondimento e dibattito. Le nuove tecnologie utilizzate per la riabilitazione dei disturbi neuromotori sono state ideate per erogare interventi riabilitativi sempre più funzionali e con caratteristiche sempre più attinenti le attività di contesto quotidiano (camminare, respirare, deglutire). E' ormai dimostrata la necessità di somministrare terapie precoci ad elevata intensità , adattabili alle diverse abilità residue del paziente. In ogni campo della riabilitazione neuromotoria sono ormai disponibili numerose tecnologie costruite per fronteggiare la perdita di abilità conseguente a menomazione del sistema nervoso. Disponiamo di strumenti che facilitano la ripresa del contatto con l'ambiente, che permettono ricondizionamento neuromotorio per raggiungere e mantenere la stazione eretta (tavoli di statica motorizzati), per facilitare l'attività motoria residua (bio-feedback elettromiografici e stimolazione elettrica funzionale - FES), per recuperare l'equilibrio (piattaforme di forza statiche e dinamiche), altri ancora per il rinforzo e per il trattamento della weakness muscolare (dinamometri elettromeccanici) e infine, strumenti avanzati per rieducare e ricondizionare il cammino e la funzione degli arti superiori.
Fra le differenti tecnologie a disposizione la robotica è sicuramente quella che ha la storia
più recente in ambito riabilitativo.
Negli ultimi dieci anni i robots riabilitativi hanno trovato ampia applicazione in diverse patologie neurologiche, tuttavia non è stata dimostrata una chiara corrispondenza fra l'attività eseguita e i meccanismi fisiopatologici del recupero di funzione.
Anche se la ricerca clinica dimostra che i soggetti con lesione del sistema nervoso centrale (ad esempio dopo un ictus) hanno un grande potenziale di recupero se seguono una riabilitazione ripetitiva, frequente, intensa ed orientata al recupero funzionale. Per ottenere questi risultati risulta molto utile il ricorso ai robot per la riabilitazione, proprio perché consentono al paziente di effettuare:
- allenamento ripetitivo, - pratica quantitativa,
- valutazione oggettiva del progresso raggiunto, - preparazione veloce,
- software semplici,
- esercizi divertenti e motivanti.
Il robot garantisce una assoluta aderenza all’ esercizio anche in soggetti fortemente compromessi da un punto di vista motorio nonché una ripetibilità del movimento, con una intensità tarata sulle capacità residue del soggetto. Nella riabilitazione con macchine robotiche il ruolo del paziente è comunque sempre centrale. La tecnologia robotica è altamente indicata per la riabilitazione ed il recupero degli arti superiori e inferiori, capace di intervenire in tutte le fasi del percorso: valutazione diagnostica; terapia; registrazione e confronto dei risultati ottenuti. Diversi studi hanno infatti evidenziato che la terapia assistita da robot degli arti superiori, in fase acuta, subacuta o cronica, porta a miglioramenti funzionali nettamente maggiori rispetto alla terapia convenzionale.
Esistono diverse strutture robotiche in grado di migliorare le condizioni dei soggetti lesionati a livello neurologico. Tra queste troviamo:
1. Lokomat ortosi di deambulazione elettrico che assiste, mediante un sofisticato sistema robotizzato, il movimento degli arti inferiori, e permette di aumentare notevolmente le potenzialità della riabilitazione motoria nell'ambito del recupero della capacità del cammino, anche nei soggetti più gravi. Uso anche pediatrico.
2. Gloreha (Glove Rehabilitation Hand) un cyberguanto dotato di un sistema di software e sensori elettronici che permette la riabilitazione passiva per i pazienti affetti da paresi o plegia della mano come conseguenza a lesioni del sistema nervoso periferico o centrale.
3. Erigo un dispositivo dotato di meccanismi di movimento controllati da microcomputer che generano i movimenti fisiologici delle gambe, permettendo di svolgere sessioni intensive di terapia motoria già nelle prime fasi di riabilitazione.
4. Armeo un esoscheletro robotizzato specificamente progettato per pazienti neurologici con gravi limitazioni di movimento i quali non hanno ancora alcuna attivazione volontaria della muscolatura. Può essere impiegato nel trattamento di pazienti affetti da esiti di ictus, lesioni cerebrali traumatiche, disturbi neurologici con conseguente compromissione dell'arto superiore, ma anche endoprotesi spalla e gomito.
5. Somno E' il più piccolo sistema EEG polisonnografico portatile attualmente disponibile. Configurabile fino a 45 canali, nonostante le sue dimensioni palmari, consente la registrazione di tutte le derivazioni elettroencefalografiche, in aggiunta ai 22 canali poligrafici.
6. Isocinetica Il Dinamometro Isocinetico è un sistema integrato modulare che permette un carico muscolare costante per tutta l'esecuzione del movimento che si mantiene continuo e può utilizzare posiziona-menti biomeccanicamente corretti o legati ad attività funzionali.
7. Stimolatore Magnetico Transcranico MagPro è uno stimolatore magnetico avanzato ad alte prestazioni progettato sia per uso clinico sia per terapia ed anche per la ricerca. Lo stimolatore magnetico MagPro R30 è dotato di un pratico ed ampio display per visualizzare tutti i parametri e per gestire i vari protocolli di stimolazione personalizzabili e dedicati ad applicazioni di stimolazione magnetica transcanica ripetitiva (rTMS). 8. MOTORE (MObile roboT for upper limb neurOrtho REhabilitation)
sviluppato dalla Humanware e dalla Scuola Superiore Sant'Anna: dispositivo molto più piccolo e leggero rispetto ai sistemi sul mercato. ha dimensioni tali da poter essere posizionato su una scrivania, dove è capace
di muoversi su ruote ed è collegato senza fili a un pc, attraverso il quale il paziente esegue gli esercizi come se si trattasse di un coinvolgente videogioco. "MOTORE" misura con esattezza forza e movimenti, valutando in maniera precisa i progressi ottenuti grazie alla terapia. Il recupero funzionale vuole aumentare l'indipendenza dei pazienti soggetti a deficit di carattere neuromotorio, conseguenza di un ictus o di un trauma cranico i pazienti non hanno bisogno di una figura di supporto, quindi un solo terapista è in grado di supervisionare più persone allo stesso tempo. Questa opzione potrebbe generare una forte riduzione di spesa a carico del sistema sanitario: considerati i tagli progressivi a cui è soggetto, con un dispositivo del genere a parità di numero di operatori, è possibile garantire una maggiore quantità di terapia ai pazienti oppure curarli per un periodo più lungo, a parità di costo.
3 - IL LOKOMAT
3.1 Descrizione
• Cosa è?
Il Lokomat, messo a punto dalla ditta Hocoma e testato nella clinica universitaria Balgrist di Zurigo, è un rappresentante di un sistema a esoscheletro. Il principio dell’esoscheletro duplica la struttura del corpo umano, agendo tramite dei motori su ogni singola articolazione interessata.
Il robot Lokomat ha permesso di compiere grandi passi in avanti nella terapia
locomotoria per i disturbi neurologici e per la riabilitazione delle gravi lesioni spinali. Il dispositivo è un ortesi di deambulazione a funzionamento elettrico che assiste, mediante un sofisticato sistema robotizzato, il movimento degli arti inferiori nel cammino, e
permette di aumentare notevolmente le potenzialità della riabilitazione motoria nell’ambito del recupero della deambulazione, anche nei soggetti più gravi.
Il robot ad alta tecnologia abbraccia, in una posizione confortevole, i pazienti e li aiuta a camminare su un tapis roulant in movimento. Un supporto che si applica alle gambe, collegato a un computer che permette simultaneamente di scaricare in parte o
completamente il peso del paziente, assiste in modo motorizzato il suo cammino, variandone i vari parametri (velocità, cadenza, lunghezza del passo, escursione
articolare del ginocchio e dell’anca), fornisce assistenza diversificata in un arto rispetto al controlaterale, valuta e misura i vari parametri del movimento (angoli articolari, forza muscolare, spasticità) e fornisce, sotto forma di feedback visivo, informazioni di ritorno al paziente, che possono essere utilizzate per modificare i movimenti attivati ed
apprendere una migliore abilità motoria deambulatoria. L'attività del paziente con i relativi dati vengono visualizzati su un PC per un controllo da parte del terapista e possono essere salvati in un file per un'analisi successiva.
Oltre all’obiettivo principale, che è quello di imparare di nuovo a camminare o di migliorare la deambulazione, la rieducazione Lokomat ha un certo numero di altri benefici secondari: la rieducazione regolare supporta il sistema circolatorio e il funzionamento degli organi interni, e può ridurre la spasticità.
Le prime esperienze scientifiche effettuate negli USA, in Svizzera e in Austria
hanno riportato effetti importanti nell’incremento della velocità di deambulazione nei soggetti emiplegici affetti dagli esiti di ictus cerebrale, e della resistenza e della
funzionalità nel cammino in persone con lesioni del midollo spinale. E' un dispositivo robotico largamente utilizzato nella riabilitazione del passo di diversi disturbi neurologici, nelle fasi acute e sub-acute ma con effetto positivo anche nella fase cronica. Si tratta di un sistema robotizzato che consente di riprodurre uno schema motorio assimilabile alla normale deambulazione.
Il costo del Lokomat è di circa 360.000 euro.
(La maggior parte delle Unità Spinali o Centri di Riabilitazione che lo possiedono, per poterne usufruire,hanno messo in atto una raccolta fondi.)
• Come funziona?
Il supporto principale da cui è costituito si applica alle gambe e, collegato a un computer permette di scaricare in parte il peso del paziente, assistere il suo cammino e variarne i parametri come velocità, frequenza, lunghezza del passo, valutando anche i parametri del movimento (angoli articolari, forza muscolare, spasticità) e fornisce, infine, informazioni di ritorno al paziente, che possono essere utilizzate per modificare i movimenti attivati ed apprendere una migliore abilità motoria deambulatoria.
Il robot ha dei supporti che si applicano agli arti inferiori e che possono fornire un’assistenza diversificata sulle gambe. Questi supporti sono collegati ad un software che consente di modificare i parametri del cammino: dalla velocità alla frequenza, dalla lunghezza del passo all'escursione delle articolazioni del ginocchio e delle anche, consentendo anche di misurare i vari parametri del movimento. Il software offre spazio anche all'interattività, visto che Lokomat fornisce informazioni al soggetto invitandolo a modificare i movimenti attraverso un sistema di realtà virtuale che "permette al paziente la visualizzazione di ambienti coinvolgenti con cui può attivamente interagire grazie ad un meccanismo di feedback".
VEDI https://www.youtube.com/watch?v=1MgpCOr3BfM • Caratteristiche
Il Lokomat, è costituito da 4 strutture interconnesse tra di loro:
1) TREADMILL (tapis-roulant) tappeto elettrico - velocità e pendenza regolabili;
- maniglie laterali per mantenersi in equilibrio (> stabilità) - superficie liscia e omogenea
- assiste il cammino del paziente, modificandone i parametri: velocità, frequenza, lunghezza del passo, escursione delle articolazioni del ginocchio e delle anche.
2) ESOSCHELETRO robotizzato
- alleggerimento del carico sugli arti inferiori
- attuatori lineari posizionati a livello delle articolazioni dell'anca e del ginocchio che gestiscono ed accompagnano il movimento degli arti inferiori (grazie agli imput del software)
- fasce regolabili posizionate a livello della coscia e della gamba importanti nell'indirizzamento del movimento.
-fornisce assistenza diversificata sui due arti inferiori.
- misura i vari parametri del movimento: ampiezza dei movimenti articolari, forza muscolare ed eventuale spasticità
3) SISTEMA DI SOSTEGNO E CARICO LOKO-LEVI - BWS (Body- weight support)
laterale e la rotazione trasversale del bacino e quindi del corpo del soggetto ;
- possibilità di spostare anche completamente il peso sopra un arto e successivamente sull’altro quindi, attivare i muscoli fondamentali migliorando l’equilibrio e la propriocezione ;(aspetto fondamentale per riacquisire le funzioni del cammino indipendente. Il movimento dell’anca guidato passivamente e la traslazione laterale pilotata dal sostegno del peso corporeo risultano perfettamente sincronizzati con i movimenti del bacino e il movimento delle ortesi stesse.)
- fasce e moschettoni regolabili in base all'altezza del soggetto; - corsetto e imbrago regolabili.
4) SCHERMO (software)
- interattivo con proposte di esercizi divertenti e motivanti (training programs) - valutazione oggettiva del progresso raggiunto
- interfaccia grafica dei miglioramenti e dell'allenamento del soggetto con possibilità di gestire la velocità del cammino e variare i parametri.