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Gli scienziati della Northwestern University e dello Shirley Ryan AbilityLab hanno sviluppato un sistema di riabilitazione unico nel suo genere che collega virtualmente terapeuti e pazienti attraverso esoscheletri robotici.
I fisioterapisti hanno camminato a lungo accanto ai sopravvissuti a un ictus durante il recupero. Ora, camminano con loro.
Gli scienziati della Northwestern University e dello Shirley Ryan AbilityLab hanno sviluppato un sistema di riabilitazione unico nel suo genere che collega virtualmente terapeuti e pazienti attraverso esoscheletri robotici.
La connessione in tempo reale permette ai terapeuti di rispondere ai movimenti del paziente, adattando continuamente supporto e assistenza man mano che le prestazioni del paziente si evolvono.
Dopo l’allenamento con il nuovo sistema, i pazienti muovevano le articolazioni in un ampio range di movimento, facevano passi più lunghi e alti e attivavano i muscoli a livelli simili a quelli osservati con la terapia convenzionale.
Lo studio sarà pubblicato mercoledì (17 giugno) sulla rivista Science Robotics.
“La riabilitazione guidata dai terapeuti rimane la base del recupero per molti pazienti, e questa ricerca mostra potenziali capacità di integrare questo standard di cura”, ha detto José L. Pons, che ha concettuato, guidato e supervisionato il programma di ricerca.
Pons è cattedra scientifica presso lo Shirley Ryan AbilityLab, professore di medicina fisica e riabilitazione presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern University e professore di ingegneria meccanica (per cortesia) presso la McCormick School of Engineering della Northwestern.
Ogni anno, quasi 800.000 americani sopravvivono a un ictus, secondo i Centers for Disease Control and Prevention.
Per molti, il percorso verso la guarigione include riscoprire una delle attività più fondamentali della vita: camminare.
Debolezza, coordinazione compromessa e ridotto controllo delle gambe possono rendere difficili anche i movimenti semplici.
Il recupero spesso richiede mesi di riabilitazione intensiva mentre i pazienti lavorano con fisioterapisti per ritrovare mobilità, indipendenza e fiducia in sé stessi.
Nella fisioterapia convenzionale, i terapisti forniscono supporto pratico e guida correttiva mentre i pazienti camminano. Poiché possono assistere fisicamente un numero limitato di movimenti contemporaneamente, i terapeuti spesso si concentrano su un solo aspetto del cammino.
Un addestramento più complesso e completo può richiedere più terapisti.
Nel frattempo, gli esoscheletri riabilitativi possono aumentare l’intensità dell’allenamento e aiutare i pazienti a praticare la camminata per periodi più lunghi, ma molti si basano su schemi di movimento fissi che non si adattano completamente alle prestazioni del paziente in tempo reale, limitando la capacità dei terapisti di offrire cure personalizzate.
Per colmare queste lacune, il team AbilityLab di Northwestern e Shirley Ryan ha sviluppato un intervento innovativo chiamato interazione terapeuta-esoscheletro-paziente (TEPI).
Utilizzando TEPI, un terapeuta e un sopravvissuto a un ictus indossano ciascuno un esoscheletro dell’arto inferiore collegato virtualmente a fianchi e ginocchia.
La connessione virtuale si comporta come una combinazione di molle e ammortizzatori, permettendo a terapeuti e pazienti di influenzare i movimenti reciproci in tempo reale.
Lo studio ha dimostrato che i terapeuti possono sfruttare efficacemente il TEPI per creare esperienze di riabilitazione più personalizzate, supportando i pazienti mentre lavorano verso gli obiettivi di recupero.
“Combinando l’adattabilità pratica della fisioterapia con la scalabilità e la precisione dei sistemi robotici, può consentire un allenamento più completo dell’andatura a tutto il corpo senza richiedere più terapisti, introducendo al contempo una reattività in tempo reale alle prestazioni del paziente — consentendo di regolare dinamicamente supporto, resistenza e feedback”, ha detto Lorenzo Vianello, ricercatore post-dottorato presso Shirley Ryan AbilityLab e co-primo autore dell’articolo.
Nelle valutazioni con otto sopravvissuti all’ictus, TEPI ha superato l’addestramento convenzionale su tapis roulant guidato da terapeuti su diverse misure della performance di camminata.
I partecipanti hanno mostrato un’ampia mobilità articolare e hanno fatto sep più lunghe e più elevate, mantenendo un’attivazione muscolare simile. Hanno anche riportato alti livelli di motivazione e piacere.
“Permettendo ai terapeuti di guidare i movimenti del paziente attraverso i propri movimenti delle gambe, TEPI potrebbe offrire un complemento efficace all’allenamento convenzionale dell’andatura per la riabilitazione dopo ictus, riducendo lo sforzo fisico che può contribuire a fatica e infortuni durante la terapia pratica”, ha dichiarato il co-primo autore dello studio, Emek Barış Küçüktabak, che ha completato la ricerca mentre era assistente di ricerca laureato presso la Northwestern University e lo Shirley Ryan AbilityLab.
Successivamente, i ricercatori intendono esplorare come questo quadro possa essere applicato ad altre attività funzionalmente rilevanti, come camminate sopra il terreno, la salita delle scale e le transizioni da seduto a piedi attraverso più sessioni di formazione.
“I lavori futuri indagheranno anche sistemi più accessibili e scalabili che possano estendere la riabilitazione guidata dai terapeuti a casa e supportare l’assistenza a distanza”, ha dichiarato Matthew R. Short, co-primo autore dello studio, ricercatore post-dottorato presso l’Università del Delaware.
Credito: Shirley Ryan AbilityLab
