Protesi e robotica: il futuro è oggi al Centro Essedi?

Il centro ortopedico Essedi tratta ogni giorno casi di problemi motori. Qui la robotica rappresenta la regola. Panoramica sulle opportunità offerte

Sergio Domenico Carpenteri

Ogni giorno, in tutto il mondo, a causa di malattie o eventi traumatici, migliaia di persone soffrono di gravi difficoltà motorie. L’economia sta spostando parte dei propri interessi nelle nuove tecnologie robotiche, in particolare in ambito sanitario-riabilitativo.

Importanti aziende stanno investendo nel settore: è recente, infatti, la notizia che Microsoft abbia investito 10 milioni di dollari nell’azienda americana Sarcos Robotics, produttrice di esoscheletri per il settore industriale. Google ha, invece, investito in Boston Dynamics, azienda avanzatissima nella riproduzione del movimento umano e animale. Anche Honda sta testando, presso il Rehabilitation Institute of Chicago, il “Walking Assist”, un esoscheletro che permette ai pazienti con difficoltà motorie di migliorare la motilità degli arti inferiori seguendo un percorso fisioterapico.

Attualmente, nelle lesioni spinali si realizzano tutori H.KAFO (hip-knee-footorthesis) con articolazioni meccaniche o pneumatiche.

Gli esoscheletri robotizzati

Ad oggi, questi dispositivi non sono in grado di permettere il recupero motorio a coloro i quali abbiano subito una lesione completa del midollo spinale (la lesione deve essere inferiore a D4). Per utilizzare i nuovi prodotti va seguito un addestramento mirato in centri ospedalieri specializzati.

I costi sono ancora molto alti e non supportati dal Sistema Sanitario Nazionale. L’autonomia è ancora molto breve e bisognosa di molta assistenza. Molte società del settore stanno lavorando a modelli domestici più “leggeri”, in termini di costo e di peso, per allargarne l’uso al di fuori degli istituti medici. Elenchiamo alcuni dei modelli creati:

Rewalk

Progettato dalla società israeliana Argo Medical Technologies. Un’oscillazione del corpo è sufficiente per inviare un segnale al “cervello” del sistema, posto in uno zaino sulle spalle dell’utilizzatore, così da fargli capire se procedere o fermarsi. Il dispositivo si basa su sensori di movimento. Attraverso algoritmi sofisticati, gli spostamenti degli arti superiori sono analizzati e servono per avviare e mantenere gli schemi di andatura e le altre modalità di funzionamento, come il cambio da una posizione seduta ad una in piedi o la salita delle scale.

I pulsanti su un telecomando consentono alla persona di scegliere tra varie impostazioni di programma: camminare, fermarsi, sedersi o alzarsi. Rewalk ha un peso di circa 20 kg e necessita di stampelle. Ha una velocità massima di 3 km/h, la durata della batteria è di 8 ore e si ricarica durante la notte. Può essere usato da adulti con disabilità agli arti inferiori che abbiano mani, braccia e spalle funzionanti e la possibilità di stare in piedi (sistema scheletrico e cardiovascolare sano). L’altezza deve essere compresa tra 1,60 m. e 1,90 m, il peso non può superare i 100 Kg.

Ekso

Prodotto dalla californiana Ekso Bionics, è dotato di 15 sensori che sopperiscono alla mancanza di forza degli arti inferiori e controlla 500 volte al secondo il movimento del corpo per garantirgli stabilità. Il controllo avviene attraverso sensori di forza e di movimento. Utilizza un’interfaccia uomo-macchina che registra i gesti compiuti per capire le intenzioni e agire di conseguenza. Ha una velocità massima di 1,6 km/h.

La durata della batteria è di oltre 6 ore. Movimenti consentiti: camminare in linea retta, alzarsi da una posizione seduta, rimanere in piedi per un lungo periodo di tempo e sedersi da una posizione alzata. Va usato con le stampelle. È indicato per utenti che possano spostarsi autonomamente da una sedia a rotelle ad una sedia, di altezza compresa tra 1,50 m. e 1,90 m. e peso non superiore a 100 kg. Pesa circa 20 kg ed è realizzato in acciaio e carbonio.

Hal

Hybrid assistive limb, della società giapponese CyberdYne in collaborazione con l’Università di Tsukuba (Tokyo), è il primo esoscheletro ad avere ricevuto il certificato globale per la sicurezza. Si aziona con elettrodi che captano i segnali inviati ai muscoli dal cervello. Gli elettrodi sono posizionati sulla pelle della persona che lo indossa e “leggono” gli impulsi elettrici provenienti dalla contrazione muscolare. Sono necessarie le stampelle. Movimenti: alzarsi da una sedia, camminare, salire e scendere le scale. Viene usato da persone con muscoli indeboliti e da persone affette da disabilità causate da ictus e lesioni della colonna vertebrale. La CyberdYne realizza esoscheletri per braccia, gambe, busto. Peso: corpo intero 23 kg, arti inferiori 10 kg. La batteria ha una durata di 2 ore e mezza circa. Per ora Hal non viene venduto, né affittato a privati, ma concesso in uso ad ospedali situati in Giappone ed in Germania.

Phoenix

Progettato dall’Università di Berkeley e prodotto negli Stati Uniti dalla compagnia SuitX. Pesa poco più di 12 kg. Si tratta di un dispositivo modulare: è possibile adeguarlo alle caratteristiche fisiche di chi lo usa ed è collegato ad un’applicazione che monitora l’attività di cammino. Dotato di una velocità massima di circa 1,7 km/h, regola i movimenti delle gambe attraverso la pressione di pulsanti integrati nelle stampelle. La batteria è posta all’interno di uno zainetto e garantisce un’autonomia di 8 ore.

Rex

Dell’australiana Rex Bionics, si gestisce attraverso un joystick. Non sono, quindi, necessari movimenti autonomi per farlo funzionare. La velocità massima è di 3 metri al minuto, la durata della batteria 2 ore.

I movimenti possibili sono: alzarsi, camminare, muoversi lateralmente, girarsi, salire e scendere le scale e camminare su superfici dure, incluse rampe e salite. L’altezza del paziente deve essere compresa tra 1,46 m e 1,95 m, con un peso inferiore ai 100 kg ed una larghezza dei fianchi non superiore a 380 mm. Non necessita di stampelle. Pesa 38 kg.

Indego

È l’ultimo prodotto sviluppato dall’istituto di ricerca Shepard Center di Atlanta. È modulare e di facile applicazione. Mantiene le stesse caratteristiche del ReWalk.

 

Centro Ortopedico ESSEDI: costruiamo la felicità

La nostra esperienza La passione per aiutare le persone con gravi problemi motori ci ha portati, già alla fine degli anni ’90, a ricercare sistemi protesici più performanti di quelli esistenti. Abbiamo compreso da subito come il percorso di ricerca dovesse essere intrapreso al di fuori della nostra Nazione, dove gli studi erano già molto avanzati e più sensibili alle nuove tecnologie per la persona gravata da problemi motori.

La scommessa è stata vinta: per primi in Italia, infatti, abbiamo applicato una protesi di mano robotica poliarticolata, permettendo al nostro assistito di tornare ad una vita quasi normale.

Questa esperienza internazionale ci ha favorito soprattutto nel divenire un’azienda molto considerata dai più noti centri di ricerca mondiali, i quali, condividendo con noi le loro ricerche, fanno si che la nostra proposta sia sempre al top. Siamo felici che, oggi, anche molte aziende italiane si siano ispirate alla nostra filosofia per offrire ai pazienti un servizio migliore. Il nostro percorso è continuato chiedendo ad uno di questi centri la miniaturizzazione della componentistica della mano robotica, in modo tale che anche i bambini potessero farne uso. Grande è stata la soddisfazione quando abbiamo applicato, tra i primi in Europa, le protesi a due bambini, permettendo loro di svolgere azioni altrimenti precluse. Il nostro lavoro è indirizzato anche a rendere queste protesi robotiche esteticamente simili agli arti umani. Ci siamo riusciti con l’introduzione del silicone.

Nel campo delle protesi di arto inferiore si sono raggiunti risultati incredibili con l’utilizzo di microprocessori integrati alle articolazioni di ginocchio e caviglia. Questi consentono movimenti assolutamente naturali. Anche l’utilizzo di nuove leghe metalliche e componenti ad alte prestazioni ha portato l’amputato a raggiungere, soprattutto nello sport, livelli simili ai normododati. Per evitare che il moncone sfugga all’interno dell’invaso, da qualche tempo si stanno anche testando protesi innestate chirurgicamente.

Sergio Domenico Carpenteri, Centro Ortopedico ESSEDI

 

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