“Float”,  l’innovativo esoscheletro motorizzato per la riabilitazione degli arti superiori

34

Rehab Technologies IIT – INAIL, il laboratorio congiunto frutto della collaborazione tra Istituto Italiano di Tecnologia e il Centro di Riabilitazione Motoria INAIL di Volterra ha presentato “Float”: il nuovo dispositivo robotico per la riabilitazione delle braccia che gia’ ha superato i primi test clinici presso il Centro di Riabilitazione Motoria di Volterra. Float è un esoscheletro motorizzato per arti superiori, realizzato per essere utilizzato in ambito clinico e pensato per favorire il recupero motorio e funzionale del complesso delle articolazioni della spalla nella fase post-chirurgica o a seguito di lesioni post-traumatiche, come frattura dell’omero o lesione della cuffia del rotatore, dovute a incidenti.
I risultati dei primi test clinici pubblicati sulla rivista internazionale Applied Sciences gettano le basi per future applicazioni anche su pazienti con disfunzioni motorie dovute ad ictus o a malattie neurodegenerative. Questo dispositivo medico robotico unisce le caratteristiche vincenti dei dispositivi automatizzati di nuova generazione, come l’alta intensita’ degli esercizi proposti e la precisione nell’acquisizione dei parametri fisici e dunque la registrazione dei miglioramenti, ad una nuova concezione di riabilitazione basata su un volume di lavoro maggiore rispetto a quello dei dispositivi tradizionali che comprende gesti funzionali realistici grazie allo specifico design. Float prevede infatti una colonna telescopica, punto di partenza di un braccio robotico poli-articolato, componente chiave che sostiene la parte robotica del dispositivo. La presenza di questo particolare braccio di supporto e’ uno dei tratti distintivi del nuovo esoscheletro, poiche’ consente movimenti che coinvolgono tutto il corpo, includendo gli arti inferiori e la muscolatura del tronco ed una liberta’ di movimento del paziente decisamente piu’ ampia rispetto a tutti i robot riabilitativi per arto superiore gia’ esistenti.
Il braccio permette al paziente di lavorare in maniera tradizionale, ovvero in posizione eretta o seduta in postazione fissa e, se sbloccato, consente ampia mobilita’ nello spazio in verticale e orizzontale e dunque la possibilita’ di svolgere una gamma molto ampia di esercizi, tra cui allacciarsi le scarpe, abbassare una maniglia o afferrare un oggetto, azioni di vita quotidiana che risultano meno noiose e aumentano il coinvolgimento del paziente nell’attivita’ riabilitativa, diminuendo i tempi di recupero di qualita’ ed efficacia dei movimenti degli arti superiori. Inoltre, il particolare sistema di sospensioni presente nel braccio sostiene il 100% del peso del robot anche in configurazione sbloccata, affinche’ questo non sia minimamente avvertito dal paziente che puo’ svolgere gli esercizi riabilitativi senza venir penalizzato dal peso e dall’ingombro della macchina. L’esoscheletro viene “indossato” allacciando due tutori a livello di braccio e avambraccio, attraverso i quali il moto del robot viene trasmesso al paziente. Inoltre, un corsetto ergonomico vincola il busto del paziente alla struttura. Questi ausili consentono una rapida vestizione e assicurano il corretto allineamento dei giunti del robot alle articolazioni interessate dalla terapia riabilitativa. Tenendo in considerazione l’importante questione della cosiddetta medicina di genere e dunque delle differenze di dimensioni e proporzioni tra uomo e donna, FLOAT e’ stato studiato per essere facilmente adattabile ad individui con diverse caratteristiche antropometriche, grazie alle parti di collegamento tra i giunti motorizzati regolabili in lunghezza e alla colonna telescopica adattabile all’altezza del paziente.
Passando alla parte software, il controllo del dispositivo avviene attraverso uno schermo touch (panel PC) posto sul carrello di alimentazione. L’interfaccia grafica semplice e intuitiva consente al fisioterapista di scegliere la modalita’ di funzionamento desiderata e personalizzare la sessione riabilitativa sul singolo paziente. Le modalità di funzionamento del dispositivo implementano quanto abitualmente eseguito nel percorso riabilitativo tradizionale. Le prime fasi della riabilitazione sono caratterizzate dalla semplice mobilizzazione passiva dell’arto lungo traiettorie elementari predefinite. Selezionando la modalita’ “cinematica” si puo’ simulare questa attivita’ eseguendo esercizi elementari di abdo-adduzione, flesso-estensione orizzontale, intra-extrarotazione, di cui il terapista puo’ scegliere ampiezza e velocita’ del movimento nonche’ numero di ripetizioni. Al progredire dell’intervento riabilitativo, si puo’ passare a traiettorie piu’ complesse e combinate sfruttando la modalita’ “Ripeti Traiettoria” che consente al terapista di muovere liberamente l’arto del paziente scegliendo un percorso arbitrario senza che il robot si opponga o resista in nessun modo alle traiettorie, reagendo ai movimenti in maniera “trasparente”. I movimenti eseguiti manualmente possono essere poi riprodotti sia singolarmente che combinando sequenze arbitrarie, poiché l’esoscheletro avra’ “memorizzato” le traiettorie proposte. Infine, il dispositivo riesce a supportare il movimento attivo del paziente durante semplici task di terapia occupazionale, fornendogli un aiuto al movimento. L’entita’ dell’aiuto e’ configurabile in intensita’ a seconda della specifica condizione fisica del paziente. E’ proprio nella terapia occupazionale che si riesce a sfruttare al massimo l’ampia liberta’ di movimento permessa dall’esoscheletro Float e dal suo braccio poli articolato e sistema di sospensione. “I vantaggi riscontrati con l’utilizzo di FLOAT sono: possibilita’ di proporre esercizi di riabilitazione variegati, dunque meno noiosi per i pazienti, misurazione precisa dei parametri biomeccanici dei pazienti durante lo svolgimento degli esercizi e conseguente monitoraggio dei progressi”, dichiara Lorenzo De Michieli, Responsabile di Rehab Technologies IIT INAIL.