Un programma di riabilitazione dell'allenamento su tapis roulant supportato dal peso corporeo assistito da esoscheletro con realtà virtuale non immersiva per pazienti colpiti da ictus

L'efficacia della combinazione di allenamento su tapis roulant assistito da esoscheletro e supportato dal peso corporeo con la realtà virtuale basata sul gioco sulla capacità di doppio compito nei sopravvissuti all'ictus deve ancora essere studiata. Pertanto, questo programma di riabilitazione mira a studiare le potenziali funzioni e i vantaggi di questa combinazione nel migliorare la capacità di camminare durante il recupero dall'ictus.

L'ictus è un evento cerebrovascolare che influisce in modo significativo sulla mobilità e sull'indipendenza dei pazienti. Il ripristino dei modelli di deambulazione è un obiettivo fondamentale della riabilitazione dell'ictus e le terapie basate sulla tecnologia hanno mostrato risultati promettenti. La terapia dell'esoscheletro degli arti inferiori, l'allenamento su tapis roulant supportato dal peso corporeo (BWSTT) e l'allenamento basato sul gioco in realtà virtuale (VR) sono approcci innovativi che hanno migliorato la forza muscolare, l'equilibrio e la capacità di camminare nei pazienti con ictus. L'integrazione di queste terapie in un programma riabilitativo completo può migliorare il recupero motorio e gli esiti funzionali per i sopravvissuti all'ictus. Questo studio indaga i potenziali vantaggi della combinazione di BWSTT assistita da esoscheletro con la realtà virtuale basata su giochi nel migliorare la capacità di doppia attività durante il recupero dall'ictus. La Berg Balance Scale (BBS) ha dimostrato un miglioramento significativo dopo l'allenamento (p = 0,03), ma non sono state osservate differenze statistiche nel Timed Up-and-Go Test (TUG, p = 0,15) e nella Functional Independence Measure (FIM, p = 0,38). In sintesi, questo trattamento ha portato a miglioramenti nell'equilibrio del paziente. L'uso di dispositivi tecnologici avanzati in questo protocollo riabilitativo durante la fase acuta successiva a un ictus è promettente e giustifica ulteriori indagini attraverso uno studio controllato randomizzato.

Nel 2020, i tassi approssimativi di ictus nella Cina continentale sono stati i seguenti: un tasso di prevalenza del 2,6%, un tasso di incidenza di 505,2 per 100.000 individui all'anno e un tasso di mortalità di 343,4 per 1.00.000 di individui all'anno¹. Questa condizione debilitante causa disabilità funzionale, compromissione motoria e dipendenza nel 70%-80% dei pazienti². Poiché camminare è una componente essenziale del movimento umano, svolge un ruolo cruciale nel trasferimento indipendente, nel benessere fisiologico e nell'attività fisica generale³. Pertanto, il ripristino dei modelli di deambulazione nei pazienti con ictus è un obiettivo fondamentale della riabilitazione, in quanto garantisce una maggiore indipendenza. Mentre i metodi tradizionali hanno facilitato la capacità di camminare dopo l'ictus, la terapia basata sulla tecnologia ha fatto passi da gigante nel recupero dall'ictus negli ultimi anni, creando modelli di allenamento più intensivi². Inoltre, i progressi tecnologici nella riabilitazione dell'ictus possono motivare e promuovere ulteriormente il recupero nei sopravvissuti all'ictus.

La terapia con esoscheletro degli arti inferiori (EXO) è un approccio promettente e innovativo per assistere i pazienti che non possono camminare a causa di deficit motori degli arti inferiori³. Questa terapia offre un programma di allenamento ad alto dosaggio e ad alta intensità, consentendo una mobilizzazione precoce in modo più sicuro. Studi recenti hanno dimostrato i potenziali benefici di questa terapia per i pazienti colpiti da ictus, tra cui miglioramenti della forza muscolare, dell'equilibrio e della capacità di camminare⁴. Altri studi che hanno confrontato individui con lesione del midollo spinale indicano che sia l'allenamento locomotorio con esoscheletro che l'allenamento basato sull'attività migliorano significativamente gli indici cardiovascolari, con l'allenamento locomotore con esoscheletro che mostra una maggiore efficacia nel migliorare le risposte cardiache allo stress ortostatico e ridurre la frequenza cardiaca in piedi⁵.

Il sistema di allenamento della deambulazione robotico assistito utilizzato in questo studio è progettato per assistere i pazienti nella riabilitazione della deambulazione. Questo dispositivo esoscheletro robotico, dotato di motori computerizzati alle articolazioni dell'anca e del ginocchio, consente ai pazienti di impegnarsi in una deambulazione passiva o attiva-assistita, seguendo diversi schemi di andatura programmati. Il sistema include una struttura robotica che supporta gli arti inferiori del paziente fornendo assistenza e resistenza controllate durante la deambulazione. I meccanismi di feedback sono integrati nel sistema per guidare i movimenti del paziente e fornire dati in tempo reale ai medici, migliorando il processo di apprendimento motorio.

L'allenamento su tapis roulant supportato dal peso corporeo (BWSTT) è un sistema di allenamento a piedi assistiti che combina un'imbracatura per sostenere parzialmente il peso corporeo del paziente e un tapis roulant motorizzato per facilitare il movimento⁶. Il sistema di supporto del peso impiegato in questo studio utilizza una combinazione di imbracature e telai; Il sistema ridistribuisce una parte del peso corporeo del paziente sul dispositivo, alleggerendo efficacemente il carico di peso durante l'allenamento. Questo sistema di supporto del peso regolabile incoraggia i pazienti con ictus con dipendenza o modelli di andatura anormali a raggiungere una qualità dell'andatura più elevata. Il paziente può ottenere un migliore controllo dell'auto-aiuto dell'arto interessato riducendo il carico sull'arto inferiore sul lato emiplegico. Inoltre, l'imbracatura fornisce un mezzo sicuro per prevenire le cadute durante la mobilizzazione precoce e intensiva. BWSTT ha dimostrato un notevole potenziale nel promuovere le capacità di equilibrio, la velocità dell'andatura e la resistenza alla deambulazione in un'ampia gamma di livelli di camminata funzionale nei pazienti con ictus⁷.

I sistemi di allenamento in realtà virtuale (VR) basati su giochi consentono ai pazienti colpiti da ictus di interagire con oggetti ed eventi in un ambiente realistico attraverso applicazioni informatiche ricreative ^6,8. Il sistema di realtà virtuale utilizzato in questo studio non si basa su cuffie VR, ma fornisce un'esperienza di realtà virtuale di base utilizzando sensori sull'esoscheletro per trasmettere i movimenti del paziente in un ambiente di gioco virtuale visualizzato su uno schermo, simulando uno scenario di realtà virtuale interattiva. Questo sistema di allenamento, che è più coinvolgente e stimolante, aumenta la preferenza e l'aderenza tra i sopravvissuti all'ictus, portando potenzialmente a benefici più significativi rispetto all'allenamento fisico convenzionale durante il lungo processo di recupero. Inoltre, la riabilitazione VR come intervento surrogato ha dimostrato risultati promettenti nel migliorare l'andatura, l'equilibrio, la capacità cognitiva e le attività della vita quotidiana fornendo un allenamento a doppio compito⁸. L'attuale studio ha dimostrato che la realtà virtuale, se utilizzata in aggiunta all'allenamento locomotore robotico-assistito, ha migliorato sia l'equilibrio che l'andatura nei pazienti con ictus cronico, evidenziando il suo potenziale per aumentare la funzionalità negli individui ambulatoriali con ictus⁹. Inoltre, altre ricerche hanno indicato che la riabilitazione robotica-assistita, in particolare se integrata con la realtà virtuale, può migliorare il recupero cognitivo e il benessere psicologico negli individui con ictus cronico¹⁰.

I dispositivi terapeutici sopra menzionati possono essere efficacemente combinati per creare un programma di riabilitazione distinto su misura per le esigenze di ciascun paziente. Il BWSTT assistito dalla realtà virtuale, come combinazione, sembra fattibile e promettente. La ricerca suggerisce che può ridurre l'inclinazione pelvica e può superare l'allenamento tradizionale della deambulazione, soprattutto con un intervento modesto, aiutando i pazienti emiparetici precoci¹¹. In confronto, l'esplorazione dell'uso di esoscheletri integrati nella realtà virtuale per la riabilitazione degli arti inferiori è minima, rispetto alla riabilitazione degli arti superiori¹². Mirelman et al. hanno dimostrato l'efficacia della combinazione di esoscheletri con realtà virtuale e videogiochi per la riabilitazione della caviglia e del piede, con conseguente aumento della velocità di deambulazione, miglioramento del controllo motorio paretico della caviglia, aumento del momento di massima flessione plantare e maggiore generazione di potenza della caviglia¹³.

La combinazione di un esoscheletro con BWSTT e VR fornisce un approccio completo alla riabilitazione dell'ictus (vedi Figura 1). Questa terapia integrata combina i vantaggi dell'allenamento della deambulazione assistito da esoscheletro, della tecnologia VR non immersiva e del supporto del peso regolabile fornito da un tapis roulant. Questo approccio ha il potenziale per migliorare il recupero motorio, l'equilibrio e i risultati funzionali complessivi per i pazienti con ictus⁶. Mentre i protocolli di riabilitazione che utilizzano queste tecnologie sono stati esplorati in vari studi di ricerca, l'efficacia della combinazione di BWSTT assistita da esoscheletro con VR basata su giochi sulla capacità dual-task nei sopravvissuti all'ictus è stata raramente studiata. Pertanto, questo programma di riabilitazione mira a studiare le potenziali funzioni e i vantaggi di questa combinazione nel migliorare la capacità di camminare durante il recupero dall'ictus.

Questa ricerca è stata una serie di casi retrospettivi di pazienti ricoverati reclutati dopo l'ictus presso il Peking Union Medical College Hospital. Questo programma di riabilitazione è stato approvato dall'Institutional Review Board del Peking Union Medical College Hospital. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i pazienti prima della partecipazione. I dettagli delle attrezzature e dei software utilizzati in questo studio sono elencati nella tabella dei materiali.

1. Reclutamento dei partecipanti

1. Arruolare i pazienti nello studio seguendo un rigoroso processo di screening basato su specifici criteri di inclusione. Organizzare i dati di base dei pazienti (vedi Tabella 1). Tali criteri sono i seguenti:
   1. Età: 20-65 anni.
   2. Stabilità medica confermata da un medico della riabilitazione dopo l'ictus (ischemico/emorragico).
   3. Un punteggio della scala di Ashworth modificata (MAS) di ≤2 (spasticità muscolare minima)².
   4. Capacità di camminare per 10 m con o senza un dispositivo di assistenza per completare le valutazioni, tra cui la Berg Balance Scale (BBS), il Timed Up-and-Go Test (TUG) e la Functional Independence Measure (FIM)⁶.
2. Escludere i pazienti con le seguenti condizioni:
   1. Restrizione del range di movimento (ROM) delle articolazioni dell'anca o del ginocchio.
   2. Presenza di trombosi venosa profonda (TVP).
   3. Punteggio Mini-Mental State Examination (MMSE)¹⁰ su meno di 27 (deterioramento cognitivo).
   4. Peso corporeo superiore a 150 kg.
   5. Altezza superiore a 200 cm.
3. Effettuare nuovamente lo screening dei pazienti prima di ogni sessione di trattamento. Terminare la prova se si verifica uno dei seguenti sintomi:
   1. Coscienza alterata: improvvisa confusione, disorientamento o perdita di coscienza.
   2. Difficoltà respiratorie: respirazione rapida, mancanza di respiro o altre difficoltà respiratorie.
   3. Frequenza cardiaca anormale: frequenza cardiaca insolitamente alta o bassa, palpitazioni o battito cardiaco irregolare.
   4. Pressione sanguigna anormale: aumento o diminuzione significativa della pressione sanguigna, accompagnata da vertigini o svenimento.
   5. Ostruzione delle vie aeree: tosse, soffocamento o improvvisa difficoltà respiratoria.
   6. Dolore o disagio: dolore intenso, disagio o sensazioni insolite.

2. Misurazione

NOTA: Queste misure sono essenziali per il corretto montaggio e personalizzazione dell'esoscheletro, garantendo un supporto ottimale. Sebbene il processo complessivo sia simile a quello di altri dispositivi della stessa categoria, dettagli come il funzionamento del software, i pulsanti di controllo e il fissaggio della cinghia possono variare a seconda dell'attrezzatura specifica.

1. Effettuare le misurazioni mentre il paziente è seduto.
   1. Misurare la larghezza pelvica utilizzando un nastro flessibile (da ASIS a ASIS).
   2. Misurare la lunghezza della parte superiore della gamba (dal grande trocantere al condilo femorale laterale).
   3. Misurare la lunghezza della parte inferiore della gamba (dal malleolo laterale al condilo femorale laterale).
2. Regolare il dispositivo esoscheletro in base ai dati raccolti.
   NOTA: Queste regolazioni sono fondamentali per adattare l'esoscheletro all'anatomia di ciascun paziente. L'adattamento e l'allineamento corretti consentono al dispositivo di supportare e migliorare efficacemente la mobilità e la riabilitazione.
   1. Regolare la larghezza utilizzando la maniglia girevole (vedi Figura 2A) aumentandola di 2-3 cm oltre la larghezza pelvica.
   2. Tirare l'interruttore a fessura sul braccio robotico della parte superiore della gamba (Figura 2B), regolare la lunghezza in base alle misure e reinserire l'interruttore. Serrare l'interruttore rotante per fissare il braccio. Allineare l'articolazione del ginocchio con il motore del dispositivo per un movimento fluido e sincronizzato.
   3. Regolare il braccio robotico della parte inferiore della gamba seguendo la procedura descritta al punto 2.2.2.
3. Assicurarsi che l'alimentatore sia collegato dopo aver regolato il dispositivo per adattarlo all'ergonomia del paziente. Assistere il paziente nell'indossare il dispositivo.

3. Indossare il sistema di supporto del peso

1. Ruotare le due maniglie in senso antiorario (vedere la Figura 2C) per allentarle, quindi tirare l'esoscheletro verso l'esterno (vedere la Figura 2D) per liberare la pista del tapis roulant e creare spazio per il paziente.
2. Guidare il paziente sulla pista.
   1. Per i pazienti che camminano: guidarli dalla rampa posteriore a quella anteriore.
   2. Per i pazienti che non deambulano: assisterli nell'ingresso con una sedia a rotelle e posizionarli in avanti.
3. Abbassare l'imbracatura (vedi Figura 2E) del sistema di sospensione utilizzando il telecomando (vedi Figura 2F). Regolare l'imbracatura in modo che sia a filo o leggermente al di sotto del busto del paziente, assicurandosi che si adatti correttamente.
4. Slacciare l'imbracatura per facilitare la vestizione del paziente.
   NOTA: Seguendo questi passaggi, regolare l'imbracatura secondo necessità per facilitare il processo di vestizione per il paziente, sia in piedi che su una sedia a rotelle.
   1. Paziente in piedi: applicare l'imbracatura slacciata sul busto del paziente da dietro. Fissare comodamente le cinghie attorno al busto. Posizionare le cinghie per le gambe attorno alle cosce e fissarle saldamente.
   2. Paziente su sedia a rotelle: sollevare il busto del paziente dallo schienale. Infilare l'imbracatura slacciata attorno al busto da dietro e fissare comodamente le cinghie. Posiziona le cinghie per le gambe intorno alle cosce e fissale saldamente per una vestibilità comoda.
5. Sollevare il sistema di supporto del peso per portare il paziente in posizione eretta. Fermarsi quando l'imbracatura fornisce una leggera sensazione di tensione. Regolare la riduzione di peso utilizzando il telecomando e monitorare i dati di perdita di peso sull'unità (vedere la Figura 2G). Sollevare leggermente il corpo del paziente per ridurre il peso evitando che i piedi pendano.
   NOTA: Eseguire ripetute operazioni di sollevamento e abbassamento in qualsiasi momento durante le fasi successive, se necessario, per il comfort del paziente e lo spazio libero per i piedi senza ridurre eccessivamente il peso del paziente.
   1. Posizione eretta del paziente: Utilizzare il telecomando per regolare gradualmente la riduzione del peso in base alle condizioni del paziente.
   2. Paziente su sedia a rotelle: sollevare con cautela il paziente dalla sedia a rotelle e sollevarlo in posizione eretta utilizzando il sistema di sospensione ascendente. Rimuovere la carrozzina dalla pista e regolare la riduzione del peso del paziente con il telecomando.

4. Indossare l'esoscheletro

NOTA: Seguendo questi passaggi, l'esoscheletro può essere indossato correttamente, fornendo il supporto e la stabilità necessari per il paziente durante la riabilitazione o l'esercizio.

1. Reimpostare l'esoscheletro aperto verso l'esterno verso l'interno e ruotare entrambe le maniglie in senso orario per innestare il dispositivo di immobilizzazione.
2. Premere sull'esoscheletro piegato e sospeso per passare dalla posizione seduta a quella eretta (vedere la Figura 2H).
3. Istruire il paziente ad appoggiarsi all'indietro contro il busto dell'esoscheletro e ad attaccare le cinghie di ancoraggio toracico.
4. Regolare l'altezza del dispositivo per allineare l'asse del motore del braccio con le articolazioni dell'anca e del ginocchio del paziente.
5. Stringere le cinture a un livello confortevole. Allacciare saldamente le cinghie della coscia e del polpaccio, assicurandosi che siano adeguatamente strette per il comfort del paziente.
   NOTA: Questo passaggio è fondamentale per prevenire l'allentamento dell'attrezzatura durante l'esercizio e per garantire la sicurezza del paziente.
6. Applicare uno stabilizzatore alla caviglia se il paziente ha il piede cadente.

5. Funzionamento dell'esoscheletro

1. Accedi al software di controllo sul computer e inserisci le informazioni di base del paziente.
2. Regola la durata del trattamento, la velocità di deambulazione e la mobilità articolare massima consentita per le articolazioni dell'anca e del ginocchio su entrambi i lati nell'interfaccia del software.
   NOTA: In questo studio, utilizzare le impostazioni predefinite del range di movimento articolare, impostare la velocità di camminata per i pazienti a 1,5 km/h e impostare la durata del trattamento su 20 minuti.
3. Fare clic su Inizia per iniziare la terapia. L'esoscheletro e il tapis roulant inizieranno a funzionare insieme.

6. Apertura del programma VR basato sul gioco

NOTA: La Tabella 2 fornisce una panoramica dei giochi e delle loro meccaniche. Ogni gioco è progettato per mirare a specifici esercizi degli arti inferiori su misura per soddisfare le esigenze individuali dei pazienti per una riabilitazione efficace.

1. Aprire il software ZEPU Gait Training and Evaluation sul computer. Seleziona Gioco.
2. Guidare il paziente durante il movimento assistito dall'esoscheletro. Quando una gamba è in fase di oscillazione, istruire il paziente a controllarla attivamente. Quando la gamba è pronta per la propulsione, istruire il paziente a spingerla con forza ed eseguire la flessione dell'anca.
   NOTA: I sensori del braccio robotico rileveranno la coppia attiva del paziente e il feedback verrà visualizzato nel gioco.
3. Prima della prima sessione, spiegare al paziente le fasi e i principi dell'interazione di gioco. Fornisci una breve sessione di pratica con promemoria verbali per aiutarli a capire quando applicare la forza attiva durante la corretta fase dell'andatura. Iniziare la terapia formale una volta che il paziente dimostra la capacità di utilizzare correttamente il dispositivo.

7. Rimozione dell'esoscheletro

NOTA: Garantire la sicurezza e il comfort del paziente durante tutto il processo di rimozione.

1. Rilasciare l'esoscheletro slacciando le cinghie.
2. Sollevare l'esoscheletro in posizione seduta sospesa.
3. Ruotare le maniglie di fissaggio (vedere la Figura 2C) in senso antiorario per rilasciarle.
4. Aprire l'esoscheletro verso l'esterno per liberare la pista, consentendo una rimozione sicura.

8. Rimozione del sistema di supporto del peso

1. Per i pazienti che camminano: abbassare il paziente utilizzando il telecomando, slacciare le cinghie e aiutarlo a scendere dalla pista.
2. Per i pazienti che non camminano: utilizzare il telecomando per abbassare il paziente sulla sedia a rotelle. Slacciare le cinghie e rimuovere il sistema di riduzione del peso. Guidare il paziente fuori dalla pista.

9. Emergenza

NOTA: Se il paziente presenta uno dei sintomi elencati nei passaggi 1.3.1-1.3.6 durante il trattamento, interrompere l'esercizio e consultare immediatamente un medico. Monitorare attentamente il paziente per rilevare la presenza di sintomi e cambiamenti durante la riabilitazione.

1. Individuare il dispositivo di arresto di emergenza sul binario destro (vedere la figura 2I). Tenere premuto con decisione il pulsante per arrestare l'apparecchiatura.
2. Una volta passata la crisi, ripristinare l'attrezzatura tirando il pulsante verso l'alto.

10. Valutazione e intervento

1. Confermare che i partecipanti mostrino una capacità deambulatoria limitata e mirino a raggiungere un livello funzionale più elevato.
2. Condurre valutazioni pre-intervento
   1. Valuta la capacità di equilibrio utilizzando la Berg Balance Scale (BBS), ottenendo un punteggio da 0 (il più basso) a 56 (il più alto)⁶.
   2. Valutare l'andatura utilizzando il test Timed Up and Go (TUG)⁶.
   3. Misurare le attività della vita quotidiana utilizzando la misura dell'indipendenza funzionale (FIM)⁶.
   4. Eseguire tutte le valutazioni 24 ore prima della prima sessione di trattamento.
3. Somministrare l'intervento di quattro settimane
   1. Pianifica 10 sessioni di trattamento nell'arco di 4 settimane.
   2. Condurre sessioni il lunedì, il mercoledì e il venerdì durante le prime tre settimane.
   3. Amministrare la sessione finale il lunedì della quarta settimana.
   4. Assicurati che tutte le sessioni di trattamento inizino alle 14:00.
4. Attuare il programma di riabilitazione
   1. Formare i pazienti all'utilizzo del programma di riabilitazione prima della prima seduta.
   2. Fornisci istruzioni concise attraverso le applicazioni di gioco.
   3. Assegna quattro partite, ciascuna della durata di 5 minuti, per un totale di 20 minuti per sessione.
   4. Assicurarsi che i pazienti si impegnino in modo indipendente con il programma per tutti i 20 minuti.
   5. Imposta il supporto del peso corporeo al 50% durante ogni sessione.
   6. Consenti il massimo movimento del giunto utilizzando le impostazioni predefinite dell'intervallo di movimento del giunto.
   7. Impostare la velocità di camminata a 1,5 km/h.
5. Condurre valutazioni post-intervento
   1. Eseguire le valutazioni BBS, TUG e FIM 24 ore dopo la sessione di trattamento finale⁶.
   2. Assicurati che tutte le valutazioni cliniche siano condotte dallo stesso fisioterapista qualificato ed esperto per mantenere la coerenza.

11. Analisi statistiche

1. Utilizzare software statistici per analizzare statisticamente i risultati sperimentali.
2. Applica il test di Shapiro-Wilk per confermare che tutte le variabili di risultato seguono una distribuzione normale.
3. Condurre un t-test accoppiato per ogni variabile di esito prima e dopo il trattamento. Considera p < 0,05 come soglia per la significatività statistica.
4. Utilizza il software grafico per creare rappresentazioni grafiche dei dati.

Dopo aver completato un trattamento di 4 settimane senza manifestare effetti avversi, è stato valutato il progresso del paziente e i risultati sono stati riassunti nella Tabella 3. Il punteggio BBS⁶ è aumentato da 43,88 ± 3,80 a 48,38 ± 3,66, indicando una risposta positiva. Anche i punteggi TUG e FIM hanno mostrato un miglioramento, con il TUG in calo da 21,88 ± 5,62 a 17,63 ± 5,42 e il FIM in aumento da 92,75 ± 12,80 a 98,75 ± 13,38.

I dati (vedi Figura 3) hanno mostrato che, confrontando i risultati pre e post valutazione, il punteggio BBS ha dimostrato un miglioramento significativo (p = 0,03, p < 0,05). Sebbene non siano state osservate differenze statisticamente significative per TUG (p=0,15) e FIM (p=0,38), è stata osservata clinicamente una tendenza al miglioramento (vedi Figura 4). Questi risultati suggeriscono che il regime di trattamento ha migliorato significativamente l'equilibrio dei pazienti, mentre i miglioramenti nell'andatura e nelle capacità di vita quotidiana non hanno raggiunto la significatività statistica.

Figura 1: Sistema di allenamento su tapis roulant supportato dal peso corporeo assistito da esoscheletro combinato con realtà virtuale basata sul gioco. (A) Il sistema di allenamento integra tre dispositivi, consentendo ai pazienti di eseguire un allenamento a doppio compito mentre si impegnano in una camminata a peso ridotto. (B) Un paziente sottoposto a terapia EXO-BWSTT-VR. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Dimostrazione delle procedure operative e dei componenti dell'apparecchiatura. Questa figura fornisce una panoramica dei componenti e delle procedure chiave dell'apparecchiatura per migliorare la comprensione del funzionamento del sistema. (A) Maniglia girevole circolare. (B) Braccio robotico regolato tramite un interruttore a fessura. (C) Maniglie girevoli circolari. (D) Esoscheletro tirato verso l'esterno (freccia blu). (E) Imbracatura. (F) Telecomando per regolare l'elevazione (+), l'abbassamento (-), l'aumento del supporto del peso (p) e la diminuzione del supporto del peso (q). (G) Visualizzazione dei dati di supporto del peso. (H) Esoscheletro premuto verso il basso (freccia blu). (I) Dispositivo di arresto di emergenza. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Cambiamenti nelle misure di esito alla fine del trattamento. (A) Variazione del punteggio della Berg Balance Scale (BBS) (n = 8). (B) Modifica dei risultati del test Timed Up-and-Go (TUG) (n = 8). (C) Variazione del punteggio FIM (Functional Independence Measure) (n = 8). Le misurazioni sono state effettuate prima del trattamento (Pre) e due settimane dopo il trattamento (Post) con la terapia EXO-BWSTT-VR. Le barre di errore rappresentano la deviazione standard (SD). *p < 0,05; NS: Non significativo. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Linea di tendenza delle misure di esito prima e dopo il trattamento per ciascun paziente. (A) Variazione del punteggio BBS. (B) Modifica dei risultati dei test TUG. (C) Variazione del punteggio FIM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Tabella 1: Caratteristiche demografiche e cliniche dei partecipanti. Abbreviazioni: SD = deviazione standard; I = ischemico; H = emorragico; MMSE = Mini-Esame dello Stato Mentale; Y = sì; N = no.

Tabella 2: Contenuto del gioco e gameplay del programma di realtà virtuale basato sul gioco. Ogni applicazione di gioco è progettata per esercizi specifici orientati al compito, con livelli di difficoltà personalizzati in base alla funzione degli arti inferiori di ciascun paziente.

Tabella 3: Valutazioni e test della bilancia funzionale di base e di quattro settimane. Abbreviazioni: BBS = Berg Balance Scale; TUG = Timed Up-and-Go Test; FIM = Misura dell'Indipendenza Funzionale. *Test t accoppiato. I dati sono presentati come media ± SD (intervallo).

In questo intervento proposto, viene presentato un approccio terapeutico completo che integra un sistema di supporto del peso corporeo e una terapia con esoscheletro integrati dalla tecnologia VR per facilitare l'allenamento a doppio compito per le persone con menomazioni degli arti inferiori correlate all'ictus. L'allenamento sul tapis roulant, se combinato con altri interventi, è stato identificato come quello che ha il maggiore impatto, in particolare se applicato prima dell'allenamento dell'andatura in superficie, massimizzando l'effetto dell'allenamento¹⁴. La riabilitazione robotica-assistita, basata sui principi dell'apprendimento motorio, utilizza il feedback VR e gli esercizi guidati da avatar per attivare il sistema specchio, migliorando l'apprendimento motorio e inducendo significativi cambiamenti corticali e sottocorticali a livello cellulare e sinaptico¹⁵.

Nella riabilitazione neurologica, il livello di coinvolgimento durante la terapia influenza significativamente la partecipazione attiva, un effetto particolarmente evidente se confrontato con il trattamento che coinvolge esclusivamente robot esoscheletrici come Ekso o ReWalk¹⁶. Data la stretta interconnessione tra i domini motorio e cognitivo, la combinazione di più strategie di intervento sembra essere un approccio promettente. L'integrazione dell'allenamento motorio intensivo e ripetitivo con il feedback basato sulla realtà virtuale e gli esercizi dual-task probabilmente influenza le aree di integrazione senso-motoria, contribuendo a migliorare il recupero motorio e cognitivo¹⁰. Di conseguenza, l'integrazione delle tecniche di gamification nei modelli di neuroriabilitazione consolidati per aumentare il coinvolgimento dei partecipanti ha acquisito importanza negli ultimi anni¹⁷.

Sebbene la funzione cognitiva non sia stata valutata direttamente, gli elementi interattivi del gioco hanno introdotto sfide cognitive che hanno aumentato la complessità dell'allenamento. Attraverso l'interazione sinergica di giochi e dispositivi, la creazione di un ambiente simulato ha il potenziale per migliorare il coinvolgimento del paziente, rendendo più piacevoli e sostenibili esercizi di riabilitazione altrimenti ripetitivi.

Tuttavia, secondo ricerche precedenti, non tutti i risultati sono ottimistici. Alcuni studiosi ritengono che gli individui deambulanti con ictus possano sperimentare risultati riabilitativi peggiori se confinati in sistemi robotici o di imbracatura¹⁸. Hornby et al. hanno scoperto che tra quarantotto sopravvissuti ambulatoriali all'ictus cronico stratificati per gravità dei deficit locomotori, l'allenamento locomotore assistito dal terapista ha portato a maggiori miglioramenti nella capacità di camminare rispetto a un dosaggio simile di allenamento locomotore assistito da robot¹⁹. Nel frattempo, Westlake et al. hanno riferito che mentre gli esiti primari erano simili tra i gruppi Lokomat e BWSTT manuale dopo l'allenamento, il gruppo Lokomat ha mostrato miglioramenti nella velocità di camminata autoselezionata, nel rapporto di lunghezza del passo paretico e in quattro misure secondarie, mentre il gruppo manuale ha principalmente migliorato i punteggi di equilibrio²⁰.

Un fattore che contribuisce alla variabilità dei risultati potrebbe essere l'eterogeneità delle popolazioni partecipanti. Le differenze di età, gravità della compromissione e precedenti esperienze riabilitative possono influenzare l'efficacia di exo-BWSTT, portando a risultati incoerenti tra gli studi. Inoltre, la durata e l'intensità degli interventi exo-BWSTT variavano in modo significativo. I protocolli a breve termine o meno intensivi potrebbero non dimostrare il pieno potenziale della tecnologia, mentre interventi più lunghi o più intensivi potrebbero produrre benefici più sostanziali, il che potrebbe spiegare alcune delle discrepanze nei risultati riportati.

Questo protocollo di trattamento mira a integrare o potenzialmente sostituire i programmi di riabilitazione convenzionali. L'obiettivo principale di questo intervento è quello di migliorare la funzione motoria e promuovere una maggiore indipendenza nei pazienti con ictus. Combinando tecnologie innovative e strategie terapeutiche, i risultati della riabilitazione possono essere ottimizzati, migliorando in ultima analisi la qualità complessiva della vita delle persone colpite da ictus.

È necessaria un'ulteriore implementazione pratica per progettare le prescrizioni di esercizi per i pazienti, tra cui la determinazione della durata dell'allenamento, la frequenza, la progressione della velocità di camminata, la selezione e la combinazione del gioco e gli aggiustamenti della difficoltà del gioco. Inoltre, nella futura pratica clinica dovrebbero essere esplorate prescrizioni personalizzate basate sul peso su misura per i singoli pazienti. Nei futuri protocolli di riabilitazione dovrebbero essere presi in considerazione anche l'integrazione dei dispositivi con la fisioterapia tradizionale e la graduale riduzione della frequenza di utilizzo dei dispositivi al raggiungimento di specifici obiettivi di miglioramento della deambulazione²¹. In definitiva, l'obiettivo è quello di sviluppare un programma di pratica clinica più completo che soddisfi le esigenze personalizzate dei pazienti colpiti da ictus.

Il disegno dello studio presenta alcune limitazioni. In primo luogo, si tratta di una serie di casi retrospettivi con un disegno di autocontrollo prima e dopo l'intervento del paziente, privo di un adeguato gruppo di controllo sperimentale. Ciò limita la capacità di determinare se questo sistema è più efficace dei metodi di terapia fisica tradizionali. In secondo luogo, la dimensione relativamente piccola del campione può limitare la generalizzabilità dei risultati e ridurre la capacità statistica di rilevare differenze significative. Inoltre, a causa della selezione degli strumenti di valutazione, i pazienti con scarse capacità di stare in piedi e di camminare non sono stati inclusi in questo studio.

Inoltre, la variabilità intrinseca nella durata della degenza ospedaliera tra i pazienti ha limitato l'intervento a sole 10 sessioni. Questo periodo di tempo limitato potrebbe non essere stato sufficiente per osservare tutti i potenziali benefici del trattamento. Includere i successivi trattamenti ambulatoriali e le valutazioni di follow-up sarebbe stato utile per valutare gli effetti a lungo termine e la sostenibilità dell'intervento.

Questo studio dimostra gli effetti benefici del programma di riabilitazione sulla capacità di camminare, sull'equilibrio, sull'indipendenza e sui livelli funzionali quotidiani nei pazienti con ictus. Inoltre, evidenzia il valore della ricerca del dispositivo combinato, EXO-BWSTT-VR, nella riabilitazione dell'ictus. Sebbene esista un'ampia letteratura sui sistemi robotici in riabilitazione, questo studio rappresenta solo una frazione di questo corpus di lavori. L'ampia varietà di dispositivi robotici e protocolli di trattamento negli studi esistenti limita la generalizzabilità di questi risultati.

Sebbene le revisioni sistematiche e le meta-analisi abbiano esplorato la frequenza e l'intensità del trattamento, attualmente non esistono programmi di trattamento standardizzati basati su questi risultati. Ad esempio, alcuni studi sulla riabilitazione robotica degli arti superiori raccomandano di somministrare terapie robotiche tre volte a settimana per 10 settimane, con ogni sessione della durata di 60 minuti²². Tuttavia, i protocolli di trattamento variano notevolmente tra gli studi e questa mancanza di standardizzazione è un limite di questo studio. La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sulla definizione di linee guida terapeutiche più coerenti sulla base delle prove esistenti. Inoltre, le indagini future dovrebbero mirare a condurre esperimenti più precisi, dettagliati e ben progettati per esplorare ulteriormente questi aspetti.

Tutti gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Il progetto di ricerca ha ricevuto finanziamenti dal Programma speciale di ricerca clinica del Peking Union Medical College Hospital con il numero di sovvenzione 2022-PUMCH-B-053.