La Riabilitazione Robot-assistita del cammino nel paziente affetto da stroke: stato dell'arte e attuali indicazioni
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LETTERATURA INTERNAZIONALE
La Riabilitazione Robot-assistita del cammino
nel paziente affetto da stroke: stato dell’arte e
attuali indicazioni
Gregorio SORRENTINO1, Rocco Salvatore CALABRÒ2, Donatella BONAIUTI3
1
Dpt Medicina Fisica e Riabilitazione, Policlinico di Monza, Monza
2
IRCCS Centro Neurolesi “Bonino Pulejo”, Messina
3
Società Scientifica Medicina Fisica e Riabilitativa SIMFER
Abstract itativo Individuale del paziente con dizionamento cardiovascolare e
esiti di stroke, chiarendo gli aspetti muscolare) (2) significativamente ri-
La riabilitazione robot assistita si è anche applicativi dell’utilizzo dei dotte rispetto ai valori medi riscon-
molto diffusa nei Centri riabilitativi e diversi dispositivi esistenti sul mer- trabili nella popolazione sana di pari
consolidata come evidenze, negli ul- cato, e sottolineando i limiti e la età, mentre il 20% ha perso comple-
timi anni, anche per merito di nu- non conclusività delle conoscenze tamente l’autonomia ed è costretto
merosi studi che ne hanno sottolin- attuali. in carrozzina. (3)
eato l’utilità. La significativa riduzione dell’endur-
Questo in particolare per il recupero ance e la precoce faticabilità cogniti-
del cammino nel soggetto con esiti di Introduzione
va, tipica del paziente neurologico,
ictus. Nei paesi industrializzati è stata cal- determinano un’altra limitazione
Scopo del presente lavoro è quello di colata un’incidenza annuale di ic- importante delle prestazioni durante
fornire al riabilitatore una estrema tus – patologia più comune tra il training neuromotorio (4). Le
sintesi dei risultati della letteratura e quelle neurologiche acquisite- che sedute riabilitative finalizzate al re-
delle acquisizioni da implementare va dai 76 casi per 100.000 all’anno cupero del cammino risultano dun-
nella pratica clinica, pur nella cons- in Australia ai 119 per 100.000 del- que estremamente impegnative sia
apevolezza che si è solo all’inizio di la Nuova Zelanda (1). Grazie al cos- da un punto di vista fisico che men-
una definizione dell’esatta “posolo- tante miglioramento delle tecniche tale e necessitano, spesso, di un rap-
gia” per un utilizzo corretto, basato di rianimazione ed all’introduzione porto numero terapisti su numero
sulle evidenze, e clinicamente appli- nella pratica clinica di tecnologie e pazienti superiore a uno, con un pe-
cabile per il recupero del cammino protocolli terapeutici sempre più sante impatto in termini di risorse da
negli esiti di ictus con dispositivi ro- efficaci, negli ultimi decenni si è as- impegnare.
botizzati. sistito ad un progressivo e significa- L’applicazione della tecnologia ro-
In questo lavoro si vuole trasmettere tivo aumento dell’aspettativa di botica in riabilitazione si inserisce in
le nozioni elementari limitatamente vita in soggetti affetti da ictus cere- questo contesto.
alla classe di dispositivi maggior- bri. Tale cambiamento del quadro L’utilizzo di un dispositivo robotico
mente diffusi: gli apparecchi robotiz- socio-demografico ed economico, permette di alleggerire il lavoro
zati su superfici fisse. Queste nozioni anche in un’ottica di politiche pub- dell’operatore con modalità di al-
che si raffineranno nei prossimi bliche e sanitarie, impone un’atten- levio del peso e di intensificare il
anni, per la conoscenza delle poten- ta presa in carico riabilitativa, con trattamento permettendo esercizi al-
zialità di questi utili e innovativi l’obiettivo di massimizzare le possi- tamente ripetitivi, progressivamente
strumenti per la riabilitazione, al bilità di recupero (ad oggi ancora intensivi e programmabili sulla base
fine di migliorare le nostre possibilità parziali) allo scopo di limitare il più delle necessità del paziente. Infatti, i
di trattamento per renderlo più effi- possibile la disabilità residua di dispositivi robotizzati sono dotati di
cace. queste persone. sistemi di controllo adattivi che per-
Pertanto abbiamo presentato il razi- Tra le varie problematiche seconda- mettono, nel caso della riabilitazi-
onale dell’utilizzo della robotica su rie a un danno neurologico, il deficit one, di individualizzare il trattamen-
superfici fisse per la riabilitazione del cammino rappresenta una delle to a seconda delle necessità e abilità
del cammino sulla base delle nu- più importanti ed invalidanti. A tre residue specifiche di ciascun pazi-
merose evidenze e delle linee guida mesi dall’ictus circa il 70% dei pazi- ente, al fine di favorire il recupero
nazionali e internazionali, come enti superstiti ha infatti velocità nel sensomotorio, cognitivo e comporta-
parte integrante del Progetto Riabil- cammino ed endurance (i.e. decon- mentale.
10 Vol. 36 - N. 3 - Giornale italiano di Medicina Riabilitativa
LETTERATURA INTERNAZIONALE
Negli ultimi anni sono inoltre com- La riabilitazione del cammino robot spazio su superfici non meccanizza-
parsi in commercio dispositivi robot- assistita te) e, mentre gli end-effector robots
izzati che permettono l’esecuzione sono organizzabili in footplate-based e
del training in modo semi-autono- Hobbs e Artemiadis (8) hanno te- platform-based. (12 – 14).
mo, con la programmazione individ- orizzato, a fini sostanzialmente di- Lokomat, BLEEX, HAL e LOPES
uale impostata dal riabilitatore, ridu- dattici, tre distinte strategie di ap- sono tra gli esoscheletri più comune-
cendo quindi l’impegno diretto delle proccio riabilitativo che possono es- mente citati in letteratura mentre
risorse umane e migliorando l’ad- sere insite nell’utilizzo dei dispositivi strumenti quali Gait-Trainer, G-EO
robotizzati: System e Haptic Walker sono i robot
erenza ai trattamenti.
– Targeted sensorimotor pathways (at- end-effector più rappresentati negli
Questi dispositivi permettono anche
traverso meccanismi di coordi- studi. In fig.1e 2 sono illustrati i ro-
di raccogliere informazioni quali/
nazione inter-arto, percezione bot su superfici fisse esoscheletrici e
quantitative sul movimento del pazi-
aptica e cutanea, propriocezione end effector più presenti nel mercato
ente, attraverso sistemi di raccolta
e percezione audio-visiva); italiano: il Lokomat e il GEO system.
dati, monitorando le performances
– Physical implementation (attraverso In questa overview saranno trattati,
durante ogni sessione e i risultati del esercizi task-oriented, stimolazione
training, e concorrono a individual- come argomento iniziale e fonda-
elettrica e magnetica, esoscheletri mentale di conoscenza fisiatrica, i
izzare il programma riabilitativo ed ortesi potenziate, allevio del
adattandosi alle caratteristiche del dispositivi robotici agenti su superfici
carico, end-effectors);
paziente, pur continuando a mante- fisse.
– Interaction goal & type (feedback
nere carattere di riproducibilità e se- aumentativo con correzione re-
rialità. (5) al-time dell’errore). La riabilitazione robot assistita per
Queste caratteristiche, specifiche dei Ad oggi non esiste un’unica classifi- il cammino nel paziente affetto da
dispositivi robotici, rendono questa cazione dei vari dispositivi attual- ictus cerebri
tecnologia particolarmente funzio- mente in commercio.
nale alla riabilitazione del deficit Non esistono ancora raccomandazi-
In generale, e dal punto di vista ap-
neuromotorio. (6) oni esaustive sull’utilizzo della ro-
plicativo clinico, i diversi dispositivi
Relativamente alla riabilitazione del botica nello stroke.
posso essere distinti sulla base della
modalità di controllo, distinguendo Diverse Linee Guida internazionali e
cammino, gli studi che propongono
tra Robot In Charge (RIC) e Patient in nazionali che si occupano della ri-
l’ausilio di tecnologia robotica (co-
Charge (PIC) (9). Nel primo caso il abilitazione dei pazienti con acciden-
nosciuta in letteratura col termine
paziente viene guidato dalla macchi- ti cerebrovascolari, in accordo con il
Robot-Assisted Gait Rehabilitation,
na all’interno di una cinematica resto della letteratura sulla RAGT
RAGT) si occupano dell’argomento
completamente predeterminata e (15 - 20), concludono per una sua
che ha visto il più grande sviluppo
non ha possibilità di deviare rispetto maggiore efficacia rispetto al solo
negli ultimi anni in termini di pub-
alla traiettoria programmata, nel trattamento convenzionale, se in
blicazioni scientifiche.
secondo il paziente interagisce con il add-on, ovvero in aggiunta all’usuale
I dispositivi attualmente disponibili
sistema con un certo grado di tolle- training per il cammino.
per la RAGT sfruttano principi di mo-
ranza cinematica. Pertanto, esse sostengono, dopo un
tor learning (risultanti da attività mo- ictus, l’utilità del training robot as-
torie finalistiche proposte in maniera Un’altra classificazione dei disposi-
tivi impiegati per la riabilitazione, sistito per il cammino che in ogni
seriata ad alta intensità) che implica- caso non deve essere utilizzato al
quella più nota, è quella che opera
no l’impegno attivo (motorio e cog- posto del trattamento convenzionale
una distinzione tra end-effector ed es-
nitivo) del paziente. (4,7) ma deve essere integrato, e in aggi-
oscheletri (10-11). I sistemi a es-
Le tecnologie robotiche già dis- unta al resto dei trattamenti, nel pia-
oscheletro sono tipicamente fissati ai
ponibili sul mercato o in fase speri- no riabilitativo individuale.
segmenti corporei ed imprimono dif-
mentale presentano caratteristiche Più precisamente, esse suggeriscono
ferenti forze essenzialmente secondo
talora assai diverse tra loro, sia dal che tale tipo di training venga sem-
linee e gradi finiti. I sistemi end-ef-
punto di vista della costruzione mec- fector prevedono invece un solo pre considerato per i soggetti che
canica che rispetto ai loro sistemi di contatto uomo macchina, localizzato non recupererebbero in altro modo
controllo e quindi presentano indi- all’estremità distale dell’arto e non una deambulazione, ovvero quelli
cazioni e modalità di utilizzo diverse. prevedono restrizioni dei gradi di lib- più gravemente compromessi, e che
Scopo di questa brief overview è forni- ertà articolari. (10) i migliori risultati sono registrabili se
re una panoramica delle tecnologie, É possibile operare un’ulteriore sot- il training avviene nei primi 3 - 6
dei dispositivi più diffusi esistenti sul toclassificazione degli esoscheletri tra mesi dall’evento (19).
mercato, e indicazioni sulle modalità treadmill-based, ovvero fissi (possono Purtroppo dall’esame di queste Linee
di applicazione della riabilitazione esercitare in uno spazio fisso, come Guida non emergono indicazioni su
robot-assistita del cammino in sog- su treadmill), o leg outhouses to train quali specifici dispositivi utilizzare
getti affetti da deficit della deam- over ground, ovvero mobili (indossati, nelle diverse fasi del recupero o nei
bulazione a seguito di ictus cerebri. permettono un cammino nello diversi livelli di disabilità e tanto
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to, con risultati sull’incremento di
velocità di cammino tanto migliori
quanto precoce è l’inizio del tratta-
mento. Non ravvisa invece significa-
tivi miglioramenti in pazienti in fase
cronica.
Al contrario, Mazzoleni e colleghi
hanno rilevato miglioramenti anche
in fase cronica, nell’endurance e nel-
la autonomia del cammino, espressa
come livello di Functional Ambula-
tory Cathegory (FAC), e hanno cor-
relato i migliori risultati anche a una
maggiore frequenza delle sessioni
(22).
Relativamente al livello di disabilità,
e a sostegno di quanto già sostenuto
dalle Linee Guida internazionali, la
riabilitazione robot assistita del cam-
mino con allevio del carico pare es-
sere funzionale al raggiungimento
dell’autonomia deambulatoria so-
Figura 1 prattutto nei soggetti gravi (FACLETTERATURA INTERNAZIONALE
colazioni, se i pazienti sono molto ciata alla riabilitazione standard. misure cinematiche, per la migliore
compromessi è maggiormente nec- Per quanto riguarda l’associazione individualizzazione del training.
essaria un’assistenza diretta e man- RAGT e Realtà Virtuale tre linee gui-
uale da parte del fisioterapista. Al da nazionali (Australia, Olanda e Considerazioni finali
contrario, tutto ciò è possibile senza Nuova Zelanda) pongono indicazi-
il contatto manuale del riabilitatore one a questo binomio, senza far Sulla base della letteratura scientifica
nel caso dei robot esoscheletrici che, riferimento a tempi e modalità di e con il parere degli esperti che van-
consentendo il controllo selettivo di utilizzo (31). Più in particolare, l’uti- no operando ormai da anni in questo
singole articolazioni (tipicamente lizzo di Realtà Virtuale unita a rtrain- campo, possiamo concludere per
anca e ginocchio), permettono il ing robot assistito sembrerebbe pro- l’efficacia del trattamento riabilitati-
trattamento specifico di problemi durre migliori risultati in termini di vo robot assistito per il recupero del
quali il recurvatum di ginocchio e il accettabilità e motivazione, anche se cammino negli esiti di stroke.
deficit di estensione dell’anca. non sembra cambiare gli outcome Possiamo anche iniziare a identifi-
Al termine di questa veloce esame funzionali (32). care i dispositivi robotici più “adatti”
dei dati di letteratura integrati dalle per le caratteristiche funzionali e
cliniche e i livelli di disabilità, ma, in
esperienze cliniche che si vanno via Le misure di outcome per il training termini di dose e protocolli è possi-
via mettendo in pratica , è utile cita-
re un interessante lavoro del gruppo
robot assistito nel paziente con bile mettere in evidenza ancora in
di Morone (27 ) che semplifica il esiti di stroke letteratura una grande variabilità da
profilo delle indicazioni emerse fino- cui risulta non facile identificare
A questo proposito, la letteratura
un’indicazione standardizzabile.
ra, classificando i pazienti sulla base non è conclusiva.
È generalmente suggerito l’utilizzo
della funzionalità e del cammino con Gli studi ricorrono a numerose scale
della riabilitazione robot-assistita
la Functional Ambulatory Cathegory e misure funzionali cammino-cor-
come add-on rispetto al trattamento
, FAC, e indicando la classe di dis- relate come endpoint del trattamen-
convenzionale. Nel paziente con esiti
positivi robotizzati, elettromeccanici to robotico rendendo difficilmente
di ictus cerebri, dove troviamo molta
e meccanici maggiormente utili nelle comparabili i risultati dei vari trials.
letteratura scientifica, emergono al-
diverse fasi del recupero sensomoto- Ad ogni modo è evidenziabile un ri-
cuni suggerimenti dalla nostra sinte-
rio. Nel suo studio ha messo in evi- levante utilizzo di indicatori clinici
si, in base alla disabilità classificata
denza come le differenti tecnologie (cammino-correlate come endpoint con FAC: i pazienti con disabilità più
di RAGT siano funzionali, ognuna del RAGT) che, pur differenziandosi grave (FACLETTERATURA INTERNAZIONALE
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