Trattamento abilitativo precoce nelle paralisi cerebrali infantili: ruolo del fisioterapista

La terapia assistita da robot è una forma di terapia fisica che utilizza un dispositivo robotico per aiutare una persona con capacità funzionali compromesse a recuperare la propria funzione. La macchina eroga il trattamento richiesto e lo standardizza. Il dispositivo robotico propone un compito, il setting viene impostato in base alla disabilità del paziente. Egli svolge il compito al massimo delle sue competenze e viene aiutato dalla macchina ad eseguire il movimento fisiologico. Altra cosa fondamentale, il robot restituisce un feedback del movimento che il soggetto fa: vi è uno schermo dove viene rappresentata un’attività finalizzata (solitamente sono azioni di terapia occupazionale). Il paziente vede sullo schermo l’attività proposta e tenta di compierla tramite la sollecitazione delle imbracature meccaniche. Per i bambini possono anche essere impostati videogames. Vengono proposti movimenti ripetitivi con un obiettivo ben preciso. La risposta motoria deve essere coordinata con la percezione visiva ed uditiva. La cosa interessante è anche che il paziente prende uno score, quindi una sorta di ricompensa e quindi sarà portato a cercare di ottenere un risultato sempre più alto. I robot riescono a registrare la cinematica e a percepire miglioramenti anche minimi, cosa che non avviene facilmente con le scale di valutazione. Ciò spinge il paziente a fare sempre meglio.

A partire dalla fine degli anni 80, è stato introdotto l’utilizzo del tapis roulant associato alla sospensione del peso corporeo (Body Weight Supported Treadmill Training - BWSTT). Si va a coadiuvare il normale intervento manuale dei fisioterapisti che seguono il movimento degli arti inferiori e lo accompagnano in uno schema il più possibile simile a quello fisiologico. Il tappeto rotante favorisce la ripetizione di passi e crea uno stimolo sensitivo continuo che aiuta il paziente nel suo riapprendimento motorio. Attraverso processi di integrazione sensori-motoria, vengono stimolati i fenomeni di neuroplasticità. L’apparecchiatura simula le fasi del passo, sostiene i pazienti in funzione delle loro capacità e controlla gli spostamenti del tronco in direzione verticale e orizzontale. L’imbragatura sostiene il 60-80% del peso del paziente. La seduta è spesso limitata ad un minimo di 15 minuti fino ad un massimo di 30 minuti per limiti ergonomici delle strutture lavorative. Il fisioterapista deve essere pronto a correggere lo schema del passo manualmente qual ora ve ne fosse il bisogno.
A partire dalla fine degli anni 90, sono stati resi disponibili dei nuovi sistemi robotizzati che promuovono la mobilizzazione automatica degli arti inferiori in associazione alla sospensione del peso corporeo. La svolta sta nel fatto che i parametri del cammino (ampiezza e frequenza del passo, grado di allevio del peso corporeo, contributo elettromeccanico al movimento) possono essere costantemente monitorati e regolati in base al grado di compromissione motoria e alla fase di recupero, l’esercizio può assumere una graduale progressione della difficoltà. Il paziente viene abilitato alla terapia con maggiore precocità, anche se è molto compromesso, viene sfruttato maggiormente il potenziale di recupero. I sistemi attualmente in uso si suddividono sostanzialmente in due classi:
- I sistemi antropomorfi o esoscheletri, sono caratterizzati da un dispositivo esterno in grado di mobilizzare gli arti del paziente secondo uno schema predeterminato. Permettono di concentrarsi su più articolazioni contemporaneamente e sono adatte anche a pazienti che non possiedono una grossa motilità oppure non ce l’hanno affatto. Consentono una traiettoria del cammino più precisa e ripetitiva rispetto alla terapia manuale. Richiedono una lunga procedura di setting per il rilievo delle misure antropometriche e per l’adattamento al paziente.
- I sistemi non-antropomorfi o end-effector, non possiedono un esoscheletro ma sono costituiti da un dispositivo mobile a cui vengono fissate le estremità dell’arto per simulare la deambulazione. Tali ausili richiedono una discreta quota di unità residue e un maggior controllo da parte del paziente.

I dispositivi possono essere usati sia per gli arti inferiori che per quelli superiori. Per gli arti inferiori abbiamo NF-Walker, Innowalk e Innowalk-Pro, Lokomat, Gait Trainer e esoscheletri Ekso e Re-walk. Per gli arti superiori abbiamo Mit-Manus, Armeo, Amadeo e Gloreha. NF-Walker è un dispositivo di assistenza ibrida che fornisce un supporto dinamico per il posizionamento in piedi e per la deambulazione (fig.18). Il peso dell'utente viene scaricato dalle ruote del dispositivo. È stato sviluppato da Made for Movement. Si compone di una parte ortesica che lascia articolazioni di anca e ginocchio libere e articolazione tibiotarsica con possibilità di dorsi-flessione regolabile. Questa parte è collegata a un deambulatore a 4 ruote. Questo dispositivo fornisce stimoli motori per gli utenti e dà loro un senso di realizzazione. Inoltre, dà un supporto antigravitario: la base scarica la pressione a terra attraverso le ruote. Può essere adattato individualmente al bambino. Gli altri dispositivi sviluppati da Made for Movement sono Innowalk e Innowalk-Pro. Entrambi sono robot che possono indurre pattern normali di deambulazione negli utenti. Innowalk offre ai disabili la possibilità di sperimentare un movimento assistito, guidato e ripetuto. I movimenti sono costanti e corretti. Con l'Innowalk-Pro, i movimenti degli arti inferiori sono coordinati con quelli degli arti superiori come parte della terapia (fig.19). Sono entrambi dispositivi statici perché il paziente non si muove all’interno della stanza. Lokomat è una macchina di supporto alla locomozione. È la piattaforma robotica per il training della deambulazione più diffusa in tutto il mondo. Esiste una versione pediatrica adattata all'anatomia del singolo paziente. Esercita terapie riabilitative/abilitative utilizzando movimenti ripetitivi. Lokomat è costituito da un esoscheletro a 2 gambe con azionamenti a motore, un supporto al peso corporeo e un tapis roulant sincronizzato. Un’ortesi motorizzata guida il movimento dell'anca, del ginocchio e della caviglia mentre il paziente cammina su una pedana mobile. Si tratta di una camminata che può essere più o meno assistita. Il paziente è imbracato mediante un sistema di supporto del peso corporeo (fig.20). Se il paziente si sposta tramite la sedia a rotelle, può essere portato alla rampa sul tapis roulant e facilmente inserito nel Lokomat. I parametri vengono settati da un’interfaccia. Le ortesi motorizzate permettono al paziente di camminare su di un treadmill nel modo più fisiologico possibile. I motori che permettono di muovere le ortesi registrano anche le risposte motorie del paziente e autoadattano il proprio funzionamento per ottenere la migliore risposta possibile. In questo modo, il paziente può interagire con le proposte abilitative e ludiche che visualizza nello schermo di fronte a sé. Il paziente riceve un feedback visivo, quindi può avere proprio la sensazione di camminare e si possono anche cambiare gli scenari. Il Gait Trainer è un altro dei dispositivi utilizzato per l'addestramento robotico assistito nei bambini con PCI. Esso mira a migliorare la capacità del paziente di camminare attraverso un training ripetitivo. Il peso del bambino viene alleviato, egli viene posizionato su due pedane che simulano la posizione e le fasi di oscillazione della deambulazione (fig.21). Un recente studio ha verificato l'efficacia di questo dispositivo rispetto al training convenzionale. Risultati significativi si sono riscontrati per quanto riguarda la velocità, la lunghezza e la cadenza del passo. Re-Walk è un esoscheletro pediatrico col quale bambini e ragazzi con disabilità possono tornare a camminare. Si indossa esternamente agli indumenti degli arti inferiori. I motori elettrici, alimentati da una batteria posta in uno zaino portato sulle spalle, comandano le articolazioni delle anche e delle ginocchia e sono controllati da un sistema computerizzato, anch’esso alloggiato nello zaino (fig.22). L’esoscheletro si usa con l’accompagnamento di due bastoni canadesi per garantire la stabilità nella stazione eretta e nella deambulazione. L’attivazione del dispositivo avviene tramite un sensore posizionato nella parte antero-superiore del corpo. Il paziente controlla l’esoscheletro mediante piccoli cambiamenti del centro di gravità, ovvero attraverso movimenti di inclinazione della parte superiore del corpo. Le prime sedute serviranno per l’addestramento del paziente all’uso di tale tecnologia. La
maggior parte dei dispositivi robotici per l’arto superiore sono sistemi attivi-assistiti dove il paziente compiere il movimento normalmente e viene aiutato nell’escursione che non riesce portare a termine. Il primo sistema robotico testato clinicamente su larga scala è stato il Mit-Manus, un manipolatore che possiede due gradi di libertà, commercializzato
come InMotion2 (fig.23). Questo dispositivo serve a migliorare il range di movimento, la coordinazione, la forza e la velocità di movimento dell’arto superiore. A livello della spalla e del gomito si riscontrano notevoli miglioramenti rispetto al solo impiego della terapia tradizionale (che va comunque effettuata nonostante l’impiego della terapia robotica). L’Interactive Motion Technologies ha sviluppato il MIT- Manus InMotion3, che guida la flessione, l’estensione, la pronazione e la supinazione del polso affetto. I risultati sono simili a quelli di InMotion2. Il sistema Armeo è un esoscheletro robotizzato progettato per i pazienti che possiedono severi deficit di esecuzione del movimento. L’esoscheletro motorizzato assiste il paziente in un ampio ambiente di lavoro in 2D o 3D promuovendo il movimento (fig.24).

L’imbragatura prende tutta la parte superiore, dunque l’Armeo va molto bene per la rieducazione della parte prossimale dell’arto superiore, per i movimenti di riccing, cioè di raggiungimento di un bersaglio. Quindi, va molto bene per i muscoli della spalla, deltoide, bicipite, lungo supinatore, ecc... L’Armeo permette anche i movimenti di flesso-estensione del polso. Il macchinario si può adattare in lunghezza e circonferenza alla struttura del bambino e non vi è differenza se l’esercizio deve essere svolto col braccio destro o col braccio sinistro. Se il paziente manifesta difficoltà nel movimento delle dita e delle mani può essere utilizzato il dispositivo Amadeo. Amadeo è un end-effector costituito da un quadro di sostegno per mano e avambraccio che è regolabile in altezza, un meccanismo di movimento azionato dal software e alimentato elettricamente, un pannello di comando, un’unità operativa connessa a un PC e un software per il movimento delle dita. Il paziente viene posizionato davanti al dispositivo e l’avambraccio e il polso vengono fissati a un supporto regolabile. Le falangi distali delle cinque dita vengono fissate alle slitte scorrevoli mediante l’uso di magneti (fig.25). La valutazione iniziale prevede l’impostazione del ROM e la valutazione della forza (flesso-estensione delle dita). Anche qui il movimento può essere meno o più assistito. Il dispositivo non è personalizzabile per bambini al di sotto dei 7 anni. Tutti questi sistemi sono combinati con giochi di realtà virtuale che rendono la formazione divertente, motivante e impegnativa per un tempo prolungato. Gloreha è un esoscheletro che mobilizza le articolazioni delle dita: vengono utilizzati guanti per massimizzare il comfort e ottimizzare il movimento di flesso-estensione (fig.26). Alla mobilizzazione sono associati effetti visivi e sonori per stimolare il recupero neurocognitivo e la plasticità neuronale. Inoltre, è programmato sia per supportare il movimento delle articolazioni delle dita, sia per riconoscere i movimenti che il paziente compie attivamente. Anche in questo caso di tratta di un movimento accompagnato, quindi il paziente con motilità residua ci metterà qualcosa e poi il resto lo metterà la macchina. Rivedere il movimento che si effettua nello schermo è anche importante a livello dei neuroni specchio, poiché indirettamente si attivano. I movimenti rieducati sono quelli di grasping, di afferramento degli oggetti, di pinza, ecc... Si possono intraprendere attività ludiche oppure, anche in questa macchina, si possono impostare dei video games, dunque si ottiene la ricompensa e aumenta la motivazione.

Un nuovo e avanzato metodo di feedback è l'applicazione di scenari virtuali in cui l'utente è immerso in una realtà virtuale durante la terapia. Questa tecnica nasce dal fatto che i cambiamenti nelle mappe corticali sono guidati anche da specifici aspetti comportamentali (ad esempio motivazione ed emozione), oltre che dalla ripetizione di un’azione o di un training per aumentare la forza. La realtà virtuale (RV) è uno strumento molto interessante per consentire l'adozione di tecniche di biofeedback per il trattamento dei bambini con PCI. Il biofeedback di tipo sensoriale viene presentato con un'osservazione oggettiva. Ci sono due motivazioni per spiegare l’uso del biofeedback durante l'esercizio terapeutico. In primo luogo, si va a migliorare l'efficacia del trattamento di abilitazione fornendo un incentivo ad esercitarsi. In secondo luogo, la registrazione dei parametri fisiologici fornisce un monitoraggio quantitativo e una documentazione del progresso del paziente durante il trattamento. Quest'ultima caratteristica è particolarmente importante quando il trattamento di abilitazione è esteso e prolungato, il che è in genere il caso dei pazienti con PCI. C'è un grande interesse nell'utilizzo della realtà virtuale nell’abilitazione di bambini con PCI per trattare le funzioni motorie degli arti superiori e inferiori.