Linea di Ricerca 1 - Fondazione Don Carlo Gnocchi

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trattare anche muscoli prossimali (che agiscono su spalla e gomito) per ottimizzare il trattamento e ampliare la casistica dei potenziali fruitori del sistema. A questo fine è iniziato lo sviluppo di un sistema MeCFES multicanale la cui applicazione su pazienti è prevista nel 2011. 2. I risultati ottenuti finora dalla robot-terapia sui pazienti con SM dimostrano che dopo il training, entrambi i gruppi migliorano significativamente la velocità, la linearità e la fluidità del movimento di reaching. Per quanto riguarda la trasferibilità degli effetti a compiti funzionali, il gruppo trattato con training virtuale mostra un moderato miglioramento (ARAT: +2 pt; 9HPT: 18%) mentre nel gruppo funzionale sembrano distinguersi 2 sottogruppi: 3 pazienti ottengono un miglioramento clinicamente significativo (ARAT: +5 pt; 9HPT: 29%), mentre gli altri 3 pazienti non presentano alcun effetto consistente (ARAT: −0,3 pt; 9HPT: −15%). Sulla base delle evidenze finora raccolte si può concludere che entrambi gli approcci di robot-terapia sono applicabili in ambito clinico e migliorano la coordinazione dell’arto superiore. Mentre il protocollo virtuale produce moderati miglioramenti anche in compiti funzionali, il training virtuale sembra essere significativamente efficace solo nel 50% dei pazienti trattati. Benché non si possano trarre conclusioni prima della conclusione del reclutamento, questi risultati preliminari suggeriscono che in alcuni soggetti gli effetti della terapia robotica possono essere migliorati aggiungendo ai dispositivi esistenti la possibilità di far eseguire compiti più vicini alle ADL. In futuro occorrerà valutare se esistono indici che permettano a priori di stabilire se un soggetto potrà beneficiare di protocolli funzionali di terapia robotica. 3. I risultati ottenuti sui primi 3 pazienti con esiti di ictus, hanno per ora dimostrato la fattibilità di raccogliere dati sui miglioramenti nella funzione locomotoria (valutata tramite gait analysis) dovuti alla riabilitazione con biofeedback e sulle corrispondenti modifiche nell’attivazione cerebrale (rilevata tramite fMRI) durante l’esecuzione di movimenti del piede (Del Din et al., 2011). La casistica è però ancora troppo limitata per trarre conclusioni sulla correlazione fra miglioranti nel cammino e modifiche nell’attivazione corticale. Linea di Ricerca 1 PRODOTTI SCIENTIFICI – Carpinella I, Cattaneo D, Abuarqub S, Ferrarin M. Robot-based rehabilitation of the upper limbs in multiple sclerosis: Feasibility and preliminary results. J Rehabil Med. 2009 Nov;41(12):966-70. – Thorsen R, Cortesi M, Jonsdottir J, Carpinella I, Morelli D, Casadio M, Puglia M, Mazzoleni P, Casiraghi A, Diverio M, Converti RM, Ferrarin M. Rehabilitation of the hemiplegic hand with MeCFES – An interim analysis of the influence of treatment frequency on the outcome. 14 th Annual Conference of the International FES Society, September 13 th - 17 th , 2009 – Seoul (Corea), pp. 63-64, 2009. – Jonsdottir J, Cattaneo D, Recalcati M, Regola A, Rabuffetti M, Ferrarin M, Casiraghi A. Task-Oriented Biofeedback to Improve Gait in Individuals With Chronic Stroke: Motor Learning Approach. Neurorehabil Neural Repair. 2010 Jun;24(5):478-85. – Thorsen R, Cortesi M, Jonsdottir J, Carpinella I, Morelli D, Casiraghi A, Converti RM, Ferrarin M. Improving the Hemiplegic Hand Function by FES using Direct Myoelectric Control. 15 th Annual International FES Society Conference and 10 th Vienna Int. Workshop on FES Vienna (Austria), September 8 th -12 th , 2010. – Del Din S, Bertoldo A, Sawacha Z, Rabuffetti R, Ferrarin M, Laganà M, Jonsdottir J, Baglio F, Rovaris M, Cobelli C. fMRI analysis of brain activation during ankle dorsi/plantarflexion in post-stroke patients: a case study. II Congresso Nazionale di Bioingegneria, GNB2010, Torino, 8-10 luglio 2010. – Del Din S, Bertoldo A, Sawacha Z, Rabuffetti M, Laganà M, Jonsdottir J, Baglio F, Rovaris M, Cobelli C, Ferrarin M. Combined analysis of fMRI and gait analysis data for evaluating biofeedback rehabilitation in post-stroke patients. Gait&Posture, 33(S1): S10-S11, 2011. – Jonsdottir J, Rabuffetti M, Cattaneo D, Recalcati M, Casiraghi A, Crippa A, Montesano A, Ferrarin M. Changes in gait parameters from self selected to fast gait velocity before and after task-oriented biofeedback, compared to healthy controls. Gait&Posture, 33(S1): S5-S6, 2011. Ricerca corrente 71
Ricerca corrente 72 Linea di Ricerca 1 Sviluppo e applicazione di metodologie per l’analisi del movimento umano in condizioni fisiologiche e in presenza di patologie del sistema neuro-muscolo-scheletrico Responsabile: Ferrarin Maurizio INTRODUZIONE L’analisi multifattoriale del movimento consente da una parte di approfondire le conoscenze sulla fisiologia del movimento (nel bambino, nell’adulto, nell’anziano) e la patofisiologia dei disordini motori, e quindi riveste un ruolo importante nella ricerca fisiopatologica di base, dall’altra è uno strumento utile in clinica per i seguenti aspetti: a. quantificare le alterazioni locomotorie presenti in varie patologie nei diversi stadi (acuti, cronici, degenerativi) della malattia (assessment/monitoring); b. aiutare nella pianificazione dell’intervento terapeutico/riabilitativo (treatment decision making); c. valutare quantitativamente l’efficacia di trattamenti terapeutici, chirurgici, riabilitativi, farmacologici (outcome assessment); d. indirizzare nella scelta e personalizzare ausili, ortesi, protesi (device adaptation). OBIETTIVI Nel biennio 2009-2010 sono stati portati avanti 3 sottoprogetti i cui obiettivi sono indicati di seguito: 1. Valutazione della variabilità inter-operatore di un protocollo di analisi del cammino (LAMB); 2. Applicazione di protocolli di valutazione della stabilizzazione posturale su casistiche selezionate di soggetti con disordini della postura; 3. Sviluppo e applicazione di protocolli per l’analisi dei disturbi motori in pazienti con malattia di Charcot-Marie-Tooth. METODI 1. La variabilità inter-operatore è stata valutata su 6 operatori esperti, che hanno partecipato agli esperimenti su 3 soggetti normali. Si è utilizzato l’approccio della calibrazione tecnica di marcatori anatomici, per identificare i sei profili cinematici e dinamici derivanti dalla collocazione dei marcatori da parte dei diversi operatori. Sono poi stati calcolati degli indici medi di variabilità per ciascuna curva nel ciclo del passo. 2. Il protocollo per lo studio della stabilizzazione posturale, sviluppato presso la nostra unità di ricerca, è stato applicato a tutto il 2010 su 40 soggetti normali (di cui 10 hanno ripetuto due volte l’esperimento per valutare la test-retest reliability), 20 soggetti con Sclerosi Multipla, 24 soggetti con malattia di Charcot-Marie-Tooth e 63 soggetti anziani (gruppo selezionato presso residenze protette del Canton Ticino e analizzato in collaborazione con l’Ospedale Beata Vergine di Mendrisio, Ticino, Svizzera). 3. Il protocollo per la valutazione dei disordini locomotori in pazienti con malattia di CMT è stato sviluppato e applicato su un totale di 40 soggetti sani e 53 pazienti con CMT, comprendente sia adulti che bambini. Su 20 pazienti è stata valutata la test-retest reliability a distanza di 4-6 settimane, mentre su 42 pazienti è stato anche effettuato il follow up a 18 mesi dalla prima valutazione. Per la classificazione dei disordini locomotori è stata utilizzata la cluster analysis sui segni primari e sui compensi. RISULTATI 1. La variabilità inter-operatore del protocollo LAMB è stata generalmente valutata nella letteratura disponibile sull’argomento in termini di variabilità nel posizionamento dei marcatori sui reperti anatomici. I risultati della presente sperimentazione confermano tali dati presenti in letteratura: la variabilità (ovvero la deviazione standard della posizione) osservata oscilla tra 3,1 mm e 16,4 mm (quest’ultimo valore riferito al gran trocantere) con una media di 8,4 mm. L’effetto di tale variabilità sulle variabili angolari di output (ovvero angoli articolari e di orientamento dei segmenti anatomici) oscilla tra 0,2° e 4,2° (tale valore per l’angolo di rotazione dell’anca) con un valore medio di 1,5°. Tali valori determinano di fatto una soglia per il riconoscimento di profili alterati rispetto a pattern di normalità. 2. La sperimentazione con il protocollo di analisi della stabilizzazione posturale ha, innanzitutto, dimostrato che tale fase esiste: al termine di spostamenti macroscopici il raggiungimento di una stazione eretta stabile si realizza progressivamente mediante oscillazioni intorno a un punto centrale di equilibrio la cui ampiezza decresce progressivamente con una legge esponenziale negati-
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