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42 RICERCA E CLINICA
F. Converti1, S. Ceppatelli1, C. Macchi1, R.M. Lova1, G. Pasquini1, F. Vannetti1, D. Lefeber2, M. Munih3, R. Ronsse4, S. Micera5, V. Monaco5, N. Vitiello5
Il progetto Cyberlegs:
sviluppo e sperimentazione di tecnologie robotiche indossabili per il recupero motorio dei pazienti con amputazione trans-femorale
Francesco Converti, IRCSS Centro di Riabilitazione Don Carlo Gnocchi, Firenze.
Si è da poco concluso il progetto CYBER- LEGs (The CYBERnetic LowEr-Limb CoGnitive Ortho-prosthesis) finanziato dalla Commissio- ne Europea nell’ambito del Settimo Program- ma Quadro (FP7-ICT-2011-7). Il progetto, co- ordinato dall’Istituto di Biorobotica della Scuo- la Superiore Sant’Anna di Pisa, è stato realizza- to da un Consorzio composto, oltre che dalla Scuola Sant’Anna, dall’Università di Lubiana, dall’Università Libera di Bruxel, dall’Università Cattolica di Lovanio e dal Centro Don Gnocchi di Firenze.
Background e Obiettivi
L’amputazione dell’arto inferiore rappre- senta una condizione gravemente invalidante. Tra le cause di amputazione, la più frequente è l’arteriopatia obliterante cronica (80%), spesso associata a diabete, seguita dai traumi (15%). Il rimanente 5% delle amputazioni è dovuto a cause più rare, come neoplasie o malforma- zioni congenite. Essendo l’aterosclerosi una malattia progressiva, l’invecchiamento della popolazione produrrà negli anni a venire un ulteriore aumento delle amputazioni da causa vascolare.
Il quadro clinico di questi pazienti è estre- mamente complesso. Si tratta di anziani, ge- neralmente ultrasettantenni, che presentano comorbilità età-correlate, più o meno rilevan- ti. Ma l’aspetto più critico è insito nella na- tura sistemica dell’aterosclerosi, che in que- sti pazienti è particolarmente aggressiva. Il reperto anamnestico di pregresso infarto del miocardio è piuttosto comune e la funzione ventricolare sinistra residua varia da una mo- desta compromissione fino al quadro dell’in- sufficienza cardiaca cronica. Anche esiti più o meno rilevanti di pregressa malattia cerebro- vascolare sono piuttosto comuni. Infine, l’arto “sano” è anch’esso affetto da aterosclerosi e presenta delle limitazioni funzionali spesso im- portanti.
Sebbene tutte le amputazioni dell’arto in- feriore rappresentino una condizione grave- mente invalidante, quelle trans-femorali, che sono circa il 20% di tutte le amputazioni con un’incidenza di circa 4.000 ogni anno (Mini- stero della Salute), sono le più impegnative sia per i pazienti che per gli operatori coinvolti nel processo riabilitativo.
I pazienti con amputazione transfemora- le camminano lentamente, con una velocità ridotta di circa il 60% rispetto a quella dei coetanei non amputati, e consumano circa il 250% dell’energia metabolica necessaria per il cammino, il ché si traduce in un notevole impegno cardiorespiratorio. Inoltre, anche l’impegno cognitivo è assai elevato, come documentano i test per lo studio del sistema autonomico e i dual-task test, per il timore di cadere dovuto alla consapevolezza della loro condizione di instabilità.
Le caratteristiche del cammino di questi pazienti condizionano pesantemente l’utilizzo della protesi e, di fatto, solo il 20% di loro la utilizza regolarmente, mentre la maggioranza usa mezzi di locomozione alternativi, come la sedia a rotelle. Questo comporta uno stile di vita sostanzialmente sedentario che, a sua volta, è uno dei principali fattori di rischio per l’ulteriore progressione dell’aterosclerosi.
Le osservazioni sopra riportate sottolinea- no la necessità di favorire il recupero della mobilità nei pazienti con amputazione trans- femorale, ma allo stato dell’arte non esistono protesi artificiali passive o attive in grado di ridurre lo sforzo energetico e cognitivo dei pa- zienti. In questo contesto è stato concepito il progetto CYBERLEGs il cui scopo è stato quel- lo di sviluppare un sistema robotico modulare costituito da una protesi artificiale attiva, per la sostituzione funzionale dell’arto amputato, e da una ortesi attiva per assistere il movimen- to di entrambe le anche. Altri scopi del pro- getto sono stati: 1) lo sviluppo di una unità
1 - IRCCS – Centro di Riabilitazione Don Carlo Gnocchi, Firenze, Italia
2 - Robotics and Multibody Mechanics Research Group, Vrije Universiteit Brussel, Belgium
3 - Laboratory for Robotics, Univerza v Ljubljani, Ljubljani Slovenia
4 – Centre for Research in Mechatronics, Université Catholique de Louvain, Belgium
5 – Istituto di Biorobotica, Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa, Italia
Toscana Medica 2|2016