Una tuta robotica morbida per migliorare la deambulazione delle persone affette dal morbo di Parkinson
L’esosuit robotico (tuta robotica) ha permesso di ridurre il blocco dell’andatura, un sintomo comune e altamente debilitante. Una delle manifestazioni più comuni e debilitanti del morbo di Parkinson, una malattia neurodegenerativa che colpisce più di 9 milioni di persone in tutto il mondo, è il cosiddetto “freezing”. Quando le persone affette dalla malattia di Parkinson si bloccano, perdono improvvisamente la capacità di muovere i piedi, spesso a metà del passo, dando luogo a una serie di passi barcollanti che si accorciano fino a quando la persona si ferma del tutto. Questi episodi sono tra i maggiori responsabili delle cadute nelle persone con morbo di Parkinson.
Oggi il freezing viene trattato con una serie di terapie farmacologiche, chirurgiche o comportamentali, nessuna delle quali è particolarmente efficace. E se ci fosse un modo per fermare del tutto questo fenomeno?
I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e del Sargent College of Health & Rehabilitation Sciences dell’Università di Boston hanno utilizzato un robot morbido e indossabile per aiutare una persona colpita dalla malattia a camminare senza bloccarsi. L’indumento robotico, indossato intorno ai fianchi e alle cosce, dà una leggera spinta ai fianchi mentre la gamba oscilla, aiutando il paziente a ottenere una falcata più lunga.
Il dispositivo ha eliminato completamente il congelamento del partecipante mentre camminava in casa, consentendogli di camminare più velocemente e più lontano di quanto avrebbe potuto fare senza l’aiuto dell’indumento.
Tuta per Parkinson: nuovi sviluppi della ricerca
“Abbiamo scoperto che una piccola dose di assistenza meccanica da parte del nostro abbigliamento robotico morbido ha prodotto effetti istantanei e ha migliorato in modo consistente la deambulazione in una serie di condizioni per l’individuo del nostro studio“. Spiega Conor Walsh, professore di ingegneria e scienze applicate Paul A. Maeder presso il SEAS e autore co-corrispondente dello studio.
La ricerca dimostra il potenziale della robotica morbida per il trattamento di questo sintomo frustrante e potenzialmente pericoloso del morbo di Parkinson e potrebbe consentire alle persone affette dalla malattia di riacquistare non solo la mobilità ma anche l’indipendenza. La ricerca è pubblicata oggi (5 gennaio) su Nature Medicine.
Retroscena della ricerca e della collaborazione
Per oltre un decennio, il Biodesign Lab di Walsh al SEAS ha sviluppato tecnologie robotiche assistive e riabilitative per migliorare la mobilità delle persone post-ictus e di quelle affette da SLA o da altre malattie che influiscono sulla mobilità. Alcune di queste tecnologie, in particolare un exosuit per la riqualificazione dell’andatura post-ictus, hanno ricevuto il sostegno del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering e sono state concesse in licenza e commercializzate da ReWalk Robotics.
Nel 2022, il SEAS e il Sargent College hanno ricevuto una sovvenzione dal Massachusetts Technology Collaborative per sostenere lo sviluppo e la traduzione della robotica di prossima generazione e delle tecnologie indossabili. La ricerca è centrata presso il Move Lab, la cui missione è sostenere i progressi nel miglioramento delle prestazioni umane con lo spazio collaborativo, i finanziamenti, l’infrastruttura di R&S e l’esperienza necessaria per trasformare la ricerca promettente in tecnologie mature che possono essere tradotte attraverso la collaborazione con i partner industriali.
“Sfruttare robot indossabili morbidi per prevenire il congelamento dell’andatura nei pazienti con Parkinson ha richiesto una collaborazione tra ingegneri, scienziati della riabilitazione, fisioterapisti, biomeccanici e designer di abbigliamento“, Ha detto Walsh, il cui team ha collaborato a stretto contatto con quello di Terry Ellis, professore e presidente del dipartimento di terapia fisica e direttore del Centro di neuroriabilitazione dell’Università di Boston.
In conclusione
In una ricerca precedente, Walsh e il suo team hanno sfruttato l’ottimizzazione human-in-the-loop per dimostrare che un dispositivo morbido e indossabile potrebbe essere utilizzato per aumentare la flessione dell’anca e aiutare a far oscillare la gamba in avanti per fornire un approccio efficiente per ridurre il dispendio energetico durante la deambulazione. Il dispositivo indossabile utilizza attuatori e sensori guidati da cavi indossati intorno alla vita e alle cosce. Utilizzando i dati di movimento raccolti dai sensori, gli algoritmi stimano la fase dell’andatura e generano forze di assistenza in tandem con il movimento muscolare. Era anche in grado di camminare e parlare senza congelarsi, una rarità senza il dispositivo.
Il dispositivo potrebbe anche essere utilizzato per comprendere meglio i meccanismi di congelamento dell’andatura, che sono poco conosciuti. “Poiché non comprendiamo veramente la causa dell’immobilità, siamo contenti che quest’approccio funzioni così bene”. Sottolinea detto Ellis. “Ma questo lavoro suggerisce i potenziali benefici di una soluzione dal basso verso l’alto piuttosto che dall’alto verso il basso, per trattare il freezing. Vediamo che con il ripristino di una biomeccanica, quasi normale, altera la dinamica periferica dell’andatura e può influenzare l’elaborazione centrale del controllo stesso”.
tuta per parkinson
