Riabilitazione robotica basata su Brain Computer Interface (BCI) per l'ictus

Il dispositivo riabilitativo proposto è il primo sistema di neuroriabilitazione che combina BCI non invasivo e riabilitazione robotica per l'arto superiore paralizzato entro 6 mesi dall'ictus. Il recupero spontaneo dopo l'ictus avviene nei primi 6-12 mesi dopo l'ictus. I primi 3-6 mesi sono i periodi più cruciali in quanto questo è il periodo di massimo recupero neurologico e neuroplasticità. Tassi differenziali di recupero si verificano per vari tipi di menomazioni post-ictus. In generale, le funzioni motorie (mobilità, deambulazione, funzionalità degli arti superiori, attività della vita quotidiana (ADL)) si riprendono più rapidamente dei disturbi cognitivi o del linguaggio che possono riprendersi in 12 mesi. Sono stati introdotti numerosi approcci alla riabilitazione da lesioni da ictus per facilitare il recupero intrinseco o aiutare la compensazione adattativa per le menomazioni correlate all'ictus. Generalmente, affinché la formazione riabilitativa sia efficace, deve essere iniziata il prima possibile dopo l'ictus. La ricerca attuale dimostra che la riabilitazione che utilizza i tradizionali approcci di neuro-facilitazione è efficace nel migliorare il recupero neurologico e funzionale ed è superiore a nessun trattamento o assistenza infermieristica da sola. I pazienti riabilitati hanno degenze ospedaliere totali più brevi, tassi di complicanze inferiori, tassi di dimissione a casa più precoci e più elevati rispetto ai pazienti che non ricevono riabilitazione. Inoltre, la riabilitazione che coinvolge un approccio di gruppo multidisciplinare guidato da un medico della riabilitazione o da uno specialista si traduce in risultati funzionali migliori rispetto alle terapie generali per acuti di reparto. Affinché la riabilitazione sia efficace nel modificare la neuroplasticità corticale, deve essere mirata alla compromissione specifica dell'ictus, al compito specifico, l'esercizio deve essere ripetitivo e intenso, diretto all'obiettivo e attirare l'attenzione del paziente con ictus. Alcuni dei componenti della riabilitazione includono la terapia fisica, l'allenamento dell'andatura e dell'equilibrio, il condizionamento aerobico, l'allenamento delle attività funzionali della vita quotidiana (ADL), le modalità fisiche per il trattamento del dolore, la stimolazione elettrica funzionale (FES) o la stimolazione elettrica neuromuscolare (NMES). Altri metodi includono trattamenti specifici per affrontare le complicanze della riabilitazione come spasticità, atassia, contratture e incontinenza della vescica o dell'intestino. Spesso sono necessarie terapie one-to-one, altamente laboriose e costose con trattamenti ravvicinati mano dopo mano. I limiti delle attuali tecniche di fisioterapia e terapia occupazionale includono quanto segue: (1) Difficoltà nella riabilitazione per il braccio e la mano gravemente paralizzati che sono spesso trattati con modalità passive come NMES, ROM passivi e altre modalità. (2) Difficoltà nel raggiungere una riabilitazione intensiva e ripetizioni elevate in quelli con paralisi degli arti superiori da moderata a grave a causa della mancata partecipazione o del dolore che è più comune in quelli con paralisi grave. (3) Problemi nel motivare e sostenere l'interesse del paziente per esercizi ripetitivi. (4) La terapia è spesso percepita come noiosa ea causa della mancanza di un biofeedback immediato. (I) Riabilitazione assistita da robot: il MIT (USA) ha sviluppato un robot, chiamato MIT-MANUS, per aiutare la terapia delle vittime di ictus. Piccoli studi clinici hanno riportato che il robot ha migliorato significativamente il recupero del movimento e della funzione motoria del braccio da parte dei pazienti con miglioramenti sostenuti diversi mesi dopo l'interruzione del trattamento. Questo sistema viene utilizzato clinicamente come strumento di formazione riabilitativa in oltre 20 centri in tutto il mondo. I vantaggi della riabilitazione assistita da robot includono la capacità di documentare e memorizzare i parametri di movimento e forza, la capacità di ottenere migliaia di ripetizioni per sessione di trattamento (100 volte in più rispetto al trattamento convenzionale o FES) senza causare lesioni o dolore ai tessuti, alta intensità con basso attrito, formazione dell'attenzione e aumento del biofeedback attraverso l'incorporazione di videogiochi interattivi, che possono simulare traiettorie, labirinti, attività ADL come preparare un pasto e simulazione di attività spaziali come fare la spesa. Inoltre, dopo il periodo di formazione iniziale, la supervisione del paziente da parte del terapista può essere ridotta a causa della sostenibilità della partecipazione del paziente da parte del robot o della riabilitazione robotica basata su BCI. Quindi, la produttività del terapeuta umano è aumentata dal robot. Il robot funge quindi da ausilio ad alta tecnologia per il clinico e il terapista. Il sistema è anche portatile, dando vita alla possibilità di opzioni di teleriabilitazione con le prestazioni e il progresso del paziente monitorati dall'istituzione da remoto. (II) Riabilitazione robotica basata su BCI basata su BCI: questo dispositivo non invasivo mira a utilizzare un nuovo approccio nell'addestramento robotico, che non è mai stato impiegato nel regno terapeutico prima. Nel MIT-MANUS e nei relativi sistemi disponibili in commercio, non esiste comunicazione diretta tra la mente del paziente oi processi di pensiero o il pensiero volontario motorio e il sistema robotico. Sebbene vengano utilizzati alcuni sensori per rilevare il debole movimento del paziente, non si sa mai quando e come il paziente vuole muoversi. Il braccio robotico a cui il paziente è legato o vincolato pianifica la traiettoria del movimento per il paziente e riduce il suo ruolo attivo man mano che il paziente recupera il movimento volontario. Nella maggior parte dei casi, il paziente può seguire solo passivamente il programma predefinito, che potrebbe non esplorare completamente le iniziative motorie del paziente e le potenzialità oi processi di attenzione.