Page 37 - Toscana Medica

RICERCA E CLINICA 37
Federico Posteraro,
è Direttore del Dipartimento di Riabilitazione della
ASL 12 di Viareggio e medico coordinatore
del Laboratorio di Bioingegneria della Riabilitazione presso il Centro di Riabilitazione “Auxilium Vitae” di Volterra. Si occupa da molti anni dell’utilizzazione di robot ed altre tecnologie avanzate in riabilitazione partecipando a progetti
di ricerca nazionali ed internazionali.
Stefano Mazzoleni, Ricercatore c/o l’Ist.
di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e Coord. del Laboratorio
di Bioingegneria della Riabilitazione c/o il Centro di Riabilitazione Auxilium Vitae di Volterra. Svolge attività di docenza c/o l’Univ. di Pisa.
Nicola Vitiello, PhD Ricercatore presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e coordinatore del progetto regionale EARLYREHAB, e di altri progetti nazionali ed internazionali sul tema della robotica indossabile per l’assistenza e la riabilitazione motoria.
Da molti anni si è instaurata in Toscana una collaborazione tra medici specialisti in riabilita- zione e bioingegneri dell’Istituto di BioRobo- tica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa con l‘obiettivo di utilizzare tecnologie avanza- te in riabilitazione. In una prima fase questa collaborazione si è avvalsa di alcuni progetti di ricerca portando allo sviluppo di primi pro- dotti ed all’utilizzazione dei sistemi robotici disponibili sul mercato. Una vera svolta c’è stata quando è stato realizzato un Laboratorio di Bioingegneria della Riabilitazione congiun- to tra il Centro Auxilium Vitae di Volterra e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. La crea- zione del laboratorio, che si è poi riprodotto in altre realtà, ha permesso uno stretto e di- retto contatto tra medici, terapisti, ingegneri e utenti che ha dato vita ad una reale linea di ricerca traslazionale sull’utilizzazione dei robot nella riabilitazione neurologica ed in partico- lare per i disturbi del movimento dell’arto su- periore.
La nostra esperienza
L’attività è iniziata con l’utilizzazione di un sistema per la riabilitazione della spalla e del gomito prodotto negli USA (Figura 1) che ha una soluzione tecnologica che consente di “assistere al bisogno” il paziente. In pratica il sistema, attraverso una serie di sensori, è in grado di accorgersi se e quanto il soggetto si muove volontariamente ed assisterlo solo nel- la componente necessaria, riuscendo a distin- guere tra pazienti molto gravi, che necessitano di molto aiuto, e quelli meno compromessi sul piano motorio, che necessitano di minore aiu- to. Sul piano dell’interfaccia uomo-macchina si tratta di un sistema cosiddetto ad end ef- fector, dove l’interazione con il paziente è in un solo punto (ad esempio la mano per il mo- vimento dell’intero arto superiore), da distin- guere da sistemi detti “esoscheletrici” dove il robot controlla tutti i gradi di libertà delle sin- gole articolazioni coinvolte nell’atto motorio.
Un secondo sistema, con caratteristiche analoghe, è invece in grado di erogare riabili- tazione per il polso (Figura 2).
Le caratteristiche distintive dei sistemi ro- botici descritti in precedenza sono il meccani- smo ad alta reversibilità (backdrivability) e la bassa impedenza meccanica, che consentono
Figura 1 - InMotion 2.0 shoulder elbow Interactive Motion Technologies Inc, MA USA
Figura 2 - InMotion 3.0 wrist robot Interactive Motion Technologies Inc, MA USA
di adattarsi prontamente alle azioni del pa- ziente, e il sistema di controllo che modula le reazioni del sistema alle perturbazioni mecca- niche e assicura un comportamento cedevole.
Il trattamento riabilitativo consiste nel pro- porre al paziente una serie di compiti motori nei quali viene richiesto di muovere l’effettore del robot per effettuare movimenti di raggiun- gimento di obiettivi in uno spazio bidimensio- nale (movimenti di reaching).
In ciascuna sessione il paziente effettua i primi 16 movimenti senza assistenza al fine di
FEDERICO POSTERARO, STEFANO MAZZOLENI, NICOLA VITIELLO
La riabilitazione robotica: una esperienza toscana
Toscana Medica 2|2016