Robo riabilitazione

Usalo o perdilo.

Questo consiglio familiare suona particolarmente vero per i sopravvissuti a un ictus. Ogni anno 700.000 persone negli Stati Uniti hanno un ictus. Circa tre quarti sopravvivono, ma più della metà soffre di mobilità ridotta. Il loro percorso verso la guarigione è lungo e difficile, poiché imparano di nuovo dolorosamente a usare un braccio o una gamba ripetendo i movimenti più e più volte con un fisioterapista o un terapista occupazionale.

Sfortunatamente, tutto il tempo del terapeuta diventa molto costoso e gli assicuratori sanitari hanno drasticamente ridotto l'importo della terapia che rimborseranno. Quando ho iniziato, sono passati dai tre ai cinque mesi, dice Susan Fasoli, ricercatrice del MIT e terapista occupazionale. Ora siamo fortunati se abbiamo pazienti per tre settimane.

Data una minore terapia, molte vittime di ictus non guariscono mai come potrebbero. Più terapia fai e più intensa è la terapia, migliore è la tua capacità di recuperare la funzione dopo un ictus, afferma Richard Mahoney, presidente di Phybotics, una startup di robotica a Westmont, NJ. Ma se i pazienti possono funzionare, anche con una mano sola, le loro compagnie assicurative potrebbero dire loro che la loro riabilitazione è terminata. E se l'allenamento è eccessivamente focalizzato su alcuni compiti molto specifici, potrebbe persino impedire un recupero più generale.

Inserisci i robot di riabilitazione, che possono alleviare il carico del terapista fornendo determinati trattamenti in modo molto efficiente, in alcuni casi, ottenendo risultati notevolmente migliori rispetto alla sola terapia convenzionale.

Ricercati da oltre un decennio, i robot per la riabilitazione vengono testati su pazienti negli Stati Uniti, in Europa e in Asia. E stanno appena iniziando ad apparire nelle cliniche per un uso più generale. Interactive Motion Technologies a Cambridge, MA, ha venduto circa due dozzine di sistemi per la terapia delle braccia, a un prezzo compreso tra $ 5.000 e $ 70.000, afferma il direttore dell'azienda Robert Parlow. Un altro leader di mercato, Hocoma di Staefa, in Svizzera, offre un sistema di deambulazione robotico, che si combina con un tapis roulant per aiutare i pazienti a reimparare a camminare.

Dimostrare i progressi del paziente

I robot di Interactive Motion si basano sul lavoro pionieristico dei ricercatori del MIT Neville Hogan e Hermano Igo Krebs ( vedere Strada robotica per il recupero , BAMBINI novembre 1999 ). Ottimizzato nel corso degli anni, il design di base è un braccio robotico che funziona in due dimensioni e aiuta il recupero del movimento della spalla e del gomito guidando attentamente il braccio parzialmente paralizzato del paziente attraverso movimenti appropriati, più e più volte. I pazienti guardano uno schermo video e giocano al videogioco più noioso del mondo con il loro braccio disabile, afferma Hogan, professore di ingegneria meccanica e di scienze cerebrali e cognitive, nonché direttore del MIT Arm Lab. Il robot può esercitarli in modo più preciso di un terapista umano e non si stanca. In un'ora, puoi fare circa 1.000 ripetizioni di movimento, molto più di quanto chiunque possa mai ottenere nel contesto di un terapeuta convenzionale, afferma Fasoli.

Secondo Hogan, gli studi pilota hanno ripetutamente dimostrato il valore dell'approccio robotico, affermano i sostenitori. I pazienti che utilizzano il robot hanno mostrato il doppio del miglioramento funzionale, su scale cliniche standard, rispetto ai pazienti sottoposti a terapia convenzionale, negli stessi periodi di trattamento. E continuano a fare progressi nei programmi di trattamento mesi o anni dopo l'ictus.

Penso che sarà un'ottima terapia aggiuntiva, afferma Richard Hughes, fisioterapista allo Spaulding Rehabilitation Hospital di Boston, che sta facendo ricerche insieme al gruppo del MIT. I pazienti generalmente amano il robot. Molti lo considerano simile a un videogioco. L'uso del robot in un modo altamente strutturato rende più facile per loro eseguire i movimenti, quasi come i clienti di un centro benessere su una macchina da allenamento, aggiunge.

Il gruppo del MIT sta collaborando con cliniche di riabilitazione nei test pilota di nuovi dispositivi che aggiungono capacità di movimento verticale e movimento del polso al braccio del robot. I risultati dei primi test sono incoraggianti, dice Hogan. Il laboratorio sta anche lavorando su sistemi per il recupero degli arti inferiori e prevede una famiglia di macchine.

Oltre a misurare con precisione i movimenti degli arti e reagire di conseguenza per sviluppare la coordinazione e la forza del paziente, i robot possono modificare i trattamenti al volo. A causa di questa flessibilità, dovremmo essere in grado di accelerare l'apprendimento secondo il programma delle ricompense, afferma Hogan. Il suo laboratorio sta scrivendo nuovi algoritmi che adattano la risposta del robot per fornire risultati migliori con meno ripetizioni. Man mano che diventi sempre migliore, il robot fa sempre meno, dice. Continui ad alzare l'asticella. Non vuoi scoraggiare i pazienti e non vuoi che vadano a dormire. I primi test mostrano che questo approccio può triplicare i miglioramenti funzionali della terapia robotica di base durante un determinato periodo di trattamento, dice.

Il Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti è uno dei principali finanziatori della ricerca sui robot per la riabilitazione. Tra gli altri sforzi del Centro di ricerca e sviluppo per la riabilitazione di Palo Alto del VA, HF Machiel Van der Loos e altri ricercatori hanno perseguito un design a doppio braccio che può aiutare i sopravvissuti a un ictus a coordinare il movimento di un braccio ferito con l'altro braccio per compiti combinati come applausi. (Phybotics sta lavorando per commercializzare questo sistema.) Molti altri gruppi, sia negli Stati Uniti che all'estero, stanno studiando attivamente dispositivi di riabilitazione robotica per arti superiori o inferiori, o entrambi.

Alcuni ricercatori stanno sfruttando progressi potenzialmente complementari. Janis Daly, professore associato di neurologia presso la School of Medicine di Case Western Reserve, sta studiando l'effetto sui pazienti che combinano la terapia convenzionale con la terapia robotica o con la stimolazione neuromuscolare funzionale (FNS), ovvero l'uso di un segnale elettrico per attivare un muscolo. Nei risultati preliminari, i pazienti con terapia robotica mostrano buoni risultati per la coordinazione di spalla e braccio, mentre i pazienti con trattamento FNS mostrano progressi nel controllo del polso e delle dita. I nostri pazienti sono così eccitati; cercano di rimanere in trattamento più a lungo, riferisce Daly.

Armare il cervello

Durante tutto questo lavoro, rimangono molte domande sui meccanismi attraverso i quali il cervello può ricablarsi per recuperare il controllo motorio. Sebbene i terapisti abbiano raccolto con cura le prove per valutare procedure specifiche, non hanno mai veramente svolto il lavoro ed esplorato l'attività neurale allo stesso tempo, afferma Mahoney di Phybotics. Il cervello mette insieme tutti i tipi di messaggi su come far muovere il braccio e prendere una tazza, dice Fasoli del MIT. È un processo molto complesso e non ne sappiamo molto.

Tra coloro che attaccano questo problema, il gruppo del MIT ha un piano ambizioso per monitorare i modelli di attività cerebrale tramite la risonanza magnetica (MRI) mentre un paziente lavora con il braccio del robot. Non sarà un trucco da poco poiché, tra gli altri ostacoli, un dispositivo per la risonanza magnetica essenzialmente frigge tutta l'elettronica che si trova nel raggio d'azione, osserva Hogan. Il suo laboratorio sta lavorando su una versione non magnetica del braccio che raccoglie dati tramite sensori ottici ed è azionata dall'idraulica.

I sostenitori suggeriscono altri usi terapeutici della robotica oltre al recupero dall'ictus, compreso il trattamento di condizioni neurologiche come il morbo di Parkinson e la paralisi cerebrale, la medicina sportiva e la riabilitazione ortopedica più generale. E i progressi nella comprensione di come costruire robot che interagiscono in sicurezza con gli umani dovrebbero dare i suoi frutti in robot personali e altri dispositivi, prevede Van der Loos del centro di ricerca di Palo Alto.

Man mano che la comprensione cresce e sempre più robot entrano nelle cliniche di riabilitazione, gli esperti sono interessati a sviluppare versioni per l'esterno della clinica. Mentre le terapie cambieranno nel tempo, le vittime di ictus continueranno a ricevere cure per il periodo più breve possibile finché non sarà sicuro per loro tornare a casa, afferma Fasoli. Con un'adeguata supervisione remota da un centro ben attrezzato, i dispositivi robotici potrebbero consentire ai pazienti di continuare la terapia intensiva a casa. In generale, Veterans Affairs è molto proattivo per questo spostamento di responsabilità dall'ospedale all'ambiente domestico, commenta Van der Loos. Questo è il modo in cui sarà; l'assistenza sanitaria non sta diventando più economica.

Un altro esempio di questa tendenza in casa, dice Van der Loos, è Java Therapy, un sistema di riabilitazione fisica Web creato da David Reinkensmeyer e collaboratori dell'Università della California, Irvine. Java Therapy offre esercizi per vittime di ictus e altri con disabilità motorie; i suoi benefici miglioreranno quando i suoi visitatori saranno dotati di hardware robotico che consentirà una più ampia gamma di attività.

Ma gli investigatori sottolineano che i robot avranno sempre bisogno della supervisione umana. Nessuno che fa questo lavoro sta cercando di sostituire il terapeuta; non puoi, dice Mahoney. Man mano che i dispositivi robotici vengono introdotti nella clinica, i terapisti svolgeranno lo stesso ruolo ma utilizzeranno la robotica come strumento.

Stiamo ricevendo un buon feedback in termini di accettazione da parte di pazienti e terapisti, compresi i terapeuti che avevano un grande scetticismo, afferma Parlow di Interactive Motion. Li sta letteralmente e figurativamente togliendo un peso. I medici, dice, accettano i robot più facilmente dopo aver implementato l'hardware per la terapia indotta da costrizione, un approccio popolare in cui un arto illeso viene trattenuto per aiutare il suo gemello danneggiato a recuperare la piena funzionalità.

Le questioni complicate di rimborso devono ancora essere risolte con Medicare e altri contribuenti, afferma Parlow. Ma mentre i primi sistemi della sua azienda sono andati tutti ai ricercatori, i dispositivi ora finiscono per lo più negli ospedali di riabilitazione che stanno conducendo ricerche e considerando l'uso clinico. Pochissimi altri approcci hanno dimostrato benefici chiari e quantificabili per le vittime di ictus, dice. Il punto di massa critica sembra avvicinarsi.

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