Miglioramento della funzione di presa nelle persone con disabilità sensomotorie combinando la stimolazione elettrica con un'ortesi robotica della mano (SENSIBLE-EXO)

Le menomazioni motorie e sensoriali della mano derivanti da disturbi neurologici o lesioni colpiscono più di 50 milioni di persone in tutto il mondo. Condizioni come ictus, lesioni del midollo spinale (SCI) e lesioni cerebrali traumatiche (TBI) possono causare danni alle mani a lungo termine, con un forte impatto sulle attività quotidiane e sull'integrazione sociale. Poiché la fisioterapia tradizionale ha un'efficacia limitata nella riabilitazione, i dispositivi di assistenza che aiutano a svolgere le attività quotidiane sono emersi come una soluzione necessaria. Gli esoscheletri morbidi offrono vantaggi in quanto sono più comodi e adattabili per l'utente, ma spesso fanno fatica a generare una forza sufficiente. D'altra parte, gli indumenti per la stimolazione elettrica, come le maniche elettroniche, mostrano risultati promettenti stimolando nervi e muscoli dell'avambraccio. Tuttavia, ottenere un controllo del movimento preciso e stabile rimane difficile a causa delle difficoltà nel posizionamento degli elettrodi per la stimolazione mirata. Inoltre, nessuno dei dispositivi attualmente disponibili è in grado di ripristinare artificialmente la sensazione perduta nelle mani degli utenti, limitando la loro capacità di manipolazione con oggetti fragili.

Riconoscendo queste limitazioni, il nostro studio propone una soluzione che combina un esoscheletro morbido della mano standard con: (i) stimolazione elettrica ai muscoli flessori ed estensori delle dita per generare contrazioni muscolari artificiali sincronizzate con il movimento dell'esoscheletro, compensando la mancanza di forza di presa, e (ii) stimolazione elettrica ai nervi per ripristinare artificialmente la sensazione tattile perduta, consentendo agli utenti di ricevere un feedback sulla forza che stanno applicando quando interagiscono con l'ambiente. Gli investigatori si riferiscono a questa combinazione proposta come Sensible-Exo.

Per raggiungere questo obiettivo, il nostro progetto mira a valutare i miglioramenti funzionali negli scenari assistivi e riabilitativi utilizzando SensoExo rispetto all'utilizzo del solo esoscheletro o all'assenza totale di supporto. L'esoscheletro sarà accoppiato con un manicotto elettrico stimolante in grado di fornire stimolazione elettrica non invasiva sotto forma di stimolazione elettrica funzionale (FES) e stimolazione nervosa elettrica transcutanea (TENS). Verrà utilizzato un guanto con sensori di forza e flessione incorporati per modulare la stimolazione elettrica. Inoltre, oltre a studiare il miglioramento dei compiti funzionali, i ricercatori esploreranno i miglioramenti nella percezione del corpo, nella rappresentazione e nell'integrazione multisensoriale. In effetti, i ricercatori mirano anche a identificare il modo in cui i pazienti percepiscono il proprio corpo mediante valutazioni di realtà virtuale ad hoc che sono state sviluppate. Prima di ogni valutazione, il paziente eseguirà alcuni movimenti predefiniti nella realtà virtuale per familiarizzarsi con esso e aumentare l'incarnazione.

Durante lo studio, i partecipanti eseguiranno una serie di compiti in base alle loro capacità residue, inclusi compiti motori (ad es. afferrare e rilasciare, test della funzione della mano del Toronto Rehabilitation Institute, test di regolazione della forza di presa, test dell'uovo virtuale), compiti cognitivi (compiti doppi) , e valutazioni della rappresentazione e percezione del corpo. Alcuni di questi compiti saranno condotti in ambienti di realtà virtuale, sia con che senza stimolazione attiva.