La carrozzina robotica che migliora l’autonomia

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La carrozzina robotica che migliora l’autonomiaSi chiama RISE la nuova carrozzina robotica nata dalla collaborazione scientifica tra Centro Riabilitazione Motoria Inail di Volterra e Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, che unisce le caratteristiche del verticalizzatore e della carrozzina elettrica.
Il nuovo ausilio è in fase di sperimentazione clinica.

Le persone con paraplegia trascorrono gran parte della loro giornata in carrozzina. Per questo hanno la necessità di adottare strategie di adattamento e modifiche del proprio ambiente di vita per essere in grado di condurre le attività quotidiane, con la massima autonomia e indipendenza.
Da questi presupposti è nata una collaborazione scientifica tra CRM Inail di Volterra e Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa che ha dato vita al Progetto RISE – acronimo di Robotic Innovation for Standing and Enabling – e a un ausilio tecnologico concepito per potenziare l’operatività del paziente nel proprio ambiente di vita e rendere più agevoli e sicuri i trasferimenti, beneficiando anche degli effetti fisici e psicologici della postura eretta. Quest’ausilio può essere considerato a tutti gli effetti una carrozzina elettronica in grado di verticalizzare il paziente e di assisterlo negli spostamenti in ambienti indoor.

Migliorare la qualità di vita nella paraplegia
«Il progetto di ricerca RISE nasce con l’obiettivo di migliorare la qualità della vita delle persone con lesioni midollari attraverso lo sviluppo di una carrozzina robotica in grado di affrontare un problema ancora di difficile soluzione: la verticalizzazione e la mobilità di persone con gravi disabilità motorie a carico degli arti inferiori», spiega l’ingegner Stefano Mazzoleni, ricercatore presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna. «A oggi sono già disponibili numerosi modelli di stabilizzatori per la postura eretta, alcuni dei quali caratterizzati da verticalizzazione servo-assistita da motore elettrico e mobilità su ruote, ma non esiste ancora un dispositivo in grado di: unire le caratteristiche del verticalizzatore e della carrozzina elettrica, garantendo anche il minimo ingombro dello spazio anteriore al paziente; l’accesso diretto alle sedute e al wc; una facile manovrabilità anche in spazi ristretti. Questi sono i principali vantaggi della carrozzina robotica RISE».

Stefano Mazzoleni

Verticalizzazione e posizione seduta
Dimensionata per muovere e verticalizzare un soggetto di peso e altezza massimi, pari a 110 kg e 210 cm la carrozzina robotica RISE ha un ingombro laterale contenuto e tale da consentire una mobilità agevole anche in spazi ristretti.
«La struttura esoscheletrica di RISE, vincolata a una piattaforma mobile su ruote», continua Mazzoleni, «è caratterizzata da tre interfacce meccaniche – femorale, addominale e tibiale – regolabili secondo le caratteristiche antropometriche dell’utente, con una confortevole distribuzione delle pressioni sulla cute. RISE consente la verticalizzazione completa o parziale e la posizione seduta senza occludere la zona gluteo-perineale, permettendo quindi all’utente di accedere direttamente alle sedute e in particolare ai servizi igienici senza doverli modificare e senza dover effettuare ulteriori passaggi da e verso altri ausili. In posizione seduta è possibile posizionarsi al tavolo o alla scrivania, come con una comune carrozzina. Il dispositivo è mobile su ruote, consente al paziente di spostarsi in autonomia e senza fatica in varie posture – eretta, seduta e intermedia – e avvicinare frontalmente i piani di lavoro. Grazie alla disposizione delle ruote attive, l’asse di rotazione del dispositivo è sovrapponibile al piano frontale dell’utilizzatore, per rendere più naturali e confortevoli i cambi di direzione».

Un’alternativa alla carrozzina tradizionale?
Il controllo delle posizioni e della mobilità avviene tramite un controller che può essere collegato al dispositivo con una connessione cablata oppure in modalità wireless con tecnologia Bluetooth. RISE ha un’autonomia compresa tra le quattro e le sei ore (secondo il tipo di utilizzo): le batterie si ricaricano utilizzando una semplice presa elettrica. RISE è facilmente trasportabile anche grazie alle innovative interfacce di controllo che semplificano gli spostamenti.

«La versione attuale di questa carrozzina è stata progettata specificatamente per ambienti indoor per facilitare il reinserimento lavorativo e sociale delle persone con disabilità gravi», precisa Mazzoleni. «Le versioni successive di RISE potranno includere le funzionalità per l’utilizzo outdoor, mantenendo le caratteristiche d’innovatività della prima versione. RISE ha le potenzialità per facilitare le attività di vita quotidiana e secondo questa prospettiva, al termine della validazione clinica, dopo aver raccolto i feedback dei pazienti e degli operatori sanitari, si potrà valutare se RISE è in grado di sostituire le carrozzine tradizionali».

La sperimentazione
La validazione clinica del prototipo RISE è svolta presso il CRM Inail di Volterra mediante uno studio esplorativo, per verificare la sicurezza, l’utilità e l’efficacia del dispositivo rispetto alle attese dei pazienti e degli operatori sanitari. Allo studio partecipano persone con paraplegia da lesione vertebro-midollare conseguente a infortunio sul lavoro. I pazienti seguono programmi di rieducazione neuromotoria e funzionale, e vengono addestrati al corretto utilizzo del dispositivo sperimentale nelle comuni attivià di vita quotidiana.

«Abbiamo iniziato la sperimentazione clinica del prototipo e stiamo continuando ad arruolare pazienti con lesione midollare che rientrano nei criteri d’inclusione del progetto», esordisce Paolo Catitti, direttore dell’Unità Operativa Recupero e Riabilitazione Funzionale e direttore sanitario del CRM INAIL di Volterra.
«I pazienti studiati saranno 10 soggetti con paraplegia, completa o incompleta, in fase post acuta, in esito a lesione traumatica vertebro-midollare occorsa in occasione di lavoro che soddisfino i criteri di inclusione/esclusione, adulti, di ambo i sessi, di qualsiasi etnia, di età compresa tra 18 e 65 anni, caratterizzati da un preciso profilo funzionale, valutato secondo la scala Spinal Cord Independence Measure – SCIM:
autonomia totale o parziale nei trasferimenti letto-carrozzina, carrozzina-wc;
autonomia negli spostamenti con carrozzina manuale, sia in interno sia in esterno;
piena funzionalità degli arti superiori nelle attività di cura di sé;
mancato recupero di un cammino funzionale;
tempo intercorso dall’evento traumatico all’arruolamento non superiore ai 10 anni;
capacità di raggiungere e mantenere la posizione eretta a scopo terapeutico utilizzando stabilizzatori per la postura eretta o lettini di statica;
soggetti in grado sia fisicamente sia mentalmente di condurre un dispositivo elettrico con capacità di valutare e correggere il risultato delle azioni compiute nel manovrare il dispositivo;
soggetti con peso corporeo compreso tra 52-110 kg e altezza compresa tra 165-200 cm.

Paolo Catitti

L’intervento fisioterapico articolato è di 4 settimane, nell’arco delle quali i pazienti arruolati seguiranno i programmi di rieducazione neuromotoria e funzionale adeguati alla patologia e al livello di lesione, come di routine, e contemporaneamente saranno addestrati al corretto utilizzo di RISE, con l’ausilio del quale si eserciteranno nella conduzione delle comuni attività quotidiane e svolgeranno anche attività finalizzate significative rispetto all’esperienza di vita del paziente e alle sue abilità, sotto la costante guida di personale fisioterapico adeguatamente formato. La valutazione iniziale e finale prevede la routinaria valutazione clinico-funzionale, somministrazione della scala SCIM e somministrazione di specifiche scale di valutazione. È prevista, inoltre, una valutazione da parte degli operatori sanitari delle performance del dispositivo e della sua rispondenza rispetto agli obiettivi della progettazione, tramite questionario predisposto ad hoc».

Risultati incoraggianti
Le prime evidenze della sperimentazione clinica sono incoraggianti, come testimonia Paolo Catitti, anche per quel che riguarda la facilità di utilizzo e la versatilità che rende nettamente migliorata la qualità di vita del paziente.

«La percezione dei pazienti è molto positiva», aggiunge Catitti. «Il paziente può finalmente interfacciarsi con gli altri alla stessa altezza e guardare negli occhi senza difficoltà e non dal basso verso l’alto l’interlocutore; ha la possibilità di spostarsi agevolmente all’interno della propria abitazione o nell’ambiente di lavoro, svolgendo attività impossibili in carrozzina.
Particolarmente apprezzata dal paziente è l’assenza di ingombro anteriore che consente di utilizzare a pieno gli arti superiori, la possibilità di trasformare, grazie al joystick, il dispositivo in carrozzina e quindi, per esempio, lavorare a una scrivania. L’assenza di spinta sui glutei, inoltre, permette di utilizzare i servizi igienici senza uscire dal verticalizzatore.
Molto utile, infine, è l’app impostata nello smartphone per richiamare il dispositivo al letto del paziente. La stazione eretta nel paziente con lesione midollare ha un’efficacia significativa nel ridurre la perdita di densità ossea agli arti inferiori e al bacino a lungo termine, allunga le catene muscolari e quindi previene qualsiasi tipo di retrazione, facilita l’espansione del diaframma rispetto alla posizione seduta in carrozzina e quindi la respirazione e l’emissione vocale.
Il miglioramento della respirazione comporta di conseguenza un maggiore apporto di ossigeno al sangue con conseguenti benefici per le molte funzionalità del corpo. La stazione eretta favorisce poi, la funzionalità intestinale e lo svuotamento vescicale. Non ultimo, rappresenta un’importante prevenzione dell’instaurarsi di lesioni cutanee da pressione».

L’invenzione di RISE è stata protetta mediante domanda di brevetto, depositata in data 16 maggio 2016 dalla Società Italiana Brevetti per conto della Scuola Superiore Sant’Anna e INAIL.

Roberto Tognella

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