Exergame e Realtà Virtuale per la riabilitazione: l’innovazione di “CoCare”

I videogiochi - o meglio, alcuni particolari tipi di games - come ‘palestra’ per la mente degli anziani. Perché la riabilitazione ormai non comporta solo farmaci, o esercizi fisici: numerose ricerche stanno infatti dimostrando come gli exergame (videogiochi basati sul movimento) possano migliorare le funzioni cognitive e fisiche nelle persone anziane e ridurre pertanto il rischio di cadute.

Va in questa direzione il progetto “CoCare” (“A comprehensive concept for healthy aging supported by digital solutions across the geriatric Continuum-of-Care”), cofinanziato a livello nazionale dal Ministero della Salute, che si propone di valorizzare esercizi in Realtà Virtuale per la riabilitazione geriatrica.

“CoCare” è supportato dal programma “Active and Assisted Living (AAL)” della Commissione Europea sul bando 2020. focalizzato sulla tematica “Invecchiamento in buona salute con il supporto di soluzioni digitali”.

Ne parliamo con l’ingegner Maurizio Ferrarin, responsabile del Polo Tecnologico della Fondazione Don Gnocchi di Milano e coordinatore del progetto per conto della Fondazione.

In cosa consiste questo progetto innovativo su cui state lavorando?

“Numerose ricerche stanno dimostrando come gli exergame, i videogiochi basati sul movimento, possano migliorare le funzioni cognitive e fisiche nelle persone anziane e ridurre pertanto il rischio di cadute. Va in questa direzione il progetto CoCare, che vede impegnati insieme all’IRCCS Fondazione Don Gnocchi di Milano anche l’ETH di Zurigo (Svizzera) e due aziende, Agecare Limited (Cipro) e Dividat AG (Svizzera)”.

Come si inserisce la Fondazione Don Gnocchi in questo contesto di collaborazione?

“Il nostro ruolo fa leva sulle competenze clinico-riabilitative della Fondazione e sul know how tecnico-scientifico nel campo dell’analisi del movimento. Il sistema CoCare si colloca infatti in un solco ben tracciato da tempo: la Fondazione Don Gnocchi offre da anni ai propri pazienti modalità di riabilitazione innovative”.

Investire in innovazione dunque si può, anche sul fronte della riabilitazione?

“Certamente. La ricerca delle migliori soluzioni per l’assistenza e la cura delle persone fragili è nel Dna della nostra Fondazione: lo stesso don Carlo Gnocchi volle inserire la ricerca scientifica e l’innovazione tecnologica tra le attività statutarie della sua opera. Con gli anni il nostro impegno scientifico è cresciuto: il ministero della Salute lo ha ufficialmente certificato e sostenuto tramite il riconoscimento di IRCCS (Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico) nel settore della medicina riabilitativa. La rete di collaborazioni nazionali e internazionali che abbiamo instaurato con Università e Centri di ricerca ci ha permesso di sviluppare nuovi metodi e tecnologie per la riabilitazione e la valutazione delle capacità motorie e cognitive. La Fondazione da anni sta investendo in nuove soluzioni di riabilitazione tecnologica che vanno dalla riabilitazione robotica, alla teleriabilitazione cognitiva e neuromotoria e riabilitazione computer-assistita. La riabilitazione supportata dalla tecnologia consente al paziente di mantenere il contatto umano con il fisioterapista, godendo inoltre del beneficio motivazionale legato al fatto che gli esercizi sono presentati sotto forma di giochi che danno feedback e gratificazioni in tempo reale. Non solo: la tecnologia permette anche una più efficace rilevazione dei parametri e un’oggettiva valutazione dei risultati dei trattamenti”.

Quando è partito “CoCare” e quanto durerà?

“Il nuovo progetto ha preso il via nello scorso mese di maggio e prevede una durata di 30 mesi: il tutto con l’obiettivo di realizzare e sperimentare un ecosistema innovativo da utilizzare nei Centri geriatrici, ma anche a domicilio, per la valutazione delle funzionalità dei pazienti anziani e la loro riabilitazione grazie a esercizi personalizzati che integrano componenti fisiche e cognitive”.

Come funziona in concreto e quali sono i benefici sulle persone anziane?

“Puntiamo in sostanza a una riabilitazione più efficace e sostenibile. L’ipotesi sottesa è che l’impiego di un tale sistema sia più efficace dei metodi tradizionali di esercizio (o almeno altrettanto efficace), ma che sia meno costoso e quindi più sostenibile per i sistemi sanitari, oltre che più piacevole per gli utenti, migliorando l’aderenza alle terapie. La piattaforma di allenamento Senso – già messa a punto dagli svizzeri di Dividat, coordinatori del progetto - è un sistema composto da uno schermo con il software di gioco e un pannello a pavimento con quattro campi che misurano i passi, lo spostamento del peso e l’equilibrio. Gli utenti tentano di completare una sequenza di movimenti con i piedi, allenando simultaneamente sia il movimento fisico che la funzione cognitiva. Ora l’obiettivo è contribuire allo sviluppo del prototipo SensoFlex, un sistema ancora più leggero e flessibile che la persona anziana potrà utilizzare a casa propria, eventualmente con una supervisione da remoto”.

Quali tipi di videogiochi si adattano al programma e quali sono gli strumenti necessari?

“Più che di videogiochi veri e propri, in riabilitazione e nella pratica clinica si parla di exergame. Questi esercizi, che si svolgono in un contesto ludico di Realtà Virtuale, sono studiati appositamente da un team multidisciplinare composto da ingegneri, fisioterapisti e medici, in grado di combinare l’attività fisica con l’esercizio cognitivo. Per quanto riguarda gli strumenti, ci sono due soluzioni: una creata per la clinica da fornire all’Istituto di riabilitazione e un’altra ideata per il domicilio del paziente. La prima consiste in una solida pedana con dei supporti laterali e uno schermo sorretto da un piedistallo da posizionare davanti alla piattaforma, mentre la seconda è stata ridotta a un tappetino arrotolabile sensorizzato connesso a un mini pc, a sua volta collegato alla tv di casa”.

Il paziente necessita di un supporto professionale per l’utilizzo di questo programma? Esistono inoltre eventuali controindicazioni?

“Durante l’esercizio riabilitativo in ospedale il paziente è assistito da un fisioterapista appositamente preparato e formato all’uso del dispositivo e all’interpretazione dei risultati che la piattaforma produce a ogni sessione di riabilitazione. In linea di massima, non ci sono controindicazioni per utilizzare il programma, a patto che vengano rispettati i criteri di inclusione nella scelta dei pazienti e le istruzioni d’uso fornite dal fisioterapista durante le sessioni di training”.

Quanti sono gli anziani coinvolti in questa sperimentazione?

“La sperimentazione clinica a livello europeo coinvolgerà 160 anziani, 80 dei quali saranno reclutati dai Servizi Territoriali dell’Istituto “Palazzolo” e dal Servizio Dat-Domotica, Ausili, Terapia Occupazionale dell’IRCCS “Don Gnocchi” di Milano. Di questi, 40 useranno l’ecosistema “CoCare” e 40 seguiranno invece metodi tradizionali di esercizio. Oltre alla sperimentazione clinica, ci occuperemo della raccolta dei pareri sul prototipo di SensoFlex sia di persone anziane sia di operatori sanitari, attraverso questionari di gradimento e test di usabilità, dando indicazioni su quali aspetti devono essere migliorati”.

Con quali criteri sono stati scelti i pazienti?

“Il progetto CoCare prevede rigidi criteri di inclusione o esclusione dettati dal protocollo clinico della sperimentazione. I pazienti vengono reclutati o esclusi a seconda di determinati livelli di capacità fisiche e cognitive, funzionalità cardio-respiratorie e altri parametri”.

A quali altri progetti sta attualmente lavorando il Polo Tecnologico della Fondazione Don Gnocchi?

“Il nostro Laboratorio di Analisi del Movimento ne sta seguendo diversi. Ne riassumo alcuni. FEAT (Functional Ergonomic and neuro-muscular Assessment of TWIN-Acta exoskeleton) è finanziato da EUROBENCH (progetto della European Commission) con lo scopo di realizzare - presso la struttura EUROBENCH di Madrid – una serie di valutazioni su TWIN-Acta, l’esoscheletro per la riabilitazione di soggetti post-stroke che FDG sta sviluppando in collaborazione con il Rehab Technology Lab dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova.

C’è poi MOTU - Il ruolo della protesi nella valutazione del rischio di caduta e della funzionalità motoria in pazienti con amputazione di arto inferiore. Uno studio di fattibilità osservazionale prospettico. Si tratta di un progetto multicentrico finanziato da INAIL con l’obiettivo di valutare la fattibilità di un protocollo di misure su pazienti con amputazione transfemorale. Saranno reclutati pazienti con amputazione transfemorale o disarticolazione di ginocchio, maggiorenni, alla loro prima fornitura di ginocchio protesico. E ancora, il Laboratorio lavora ad ACTUAL: “Active Exoskeleton for Unilaterally Assisted Locomotion”, progetto nell’ambito del Joint Lab IIT-FDG, finalizzato allo sviluppo e applicazione di un esoscheletro denominato TWIN-Acta per la riabilitazione locomotoria di pazienti post-stroke. Le fasi del progetto comprendono: la realizzazione di modifiche al sistema TWIN già sviluppato da IIT per pazienti paraplegici, con l’inclusione di ulteriori sensori e di una modalità di controllo assist-as-needed; la valutazione dell’usabilità e della sicurezza del sistema TWIN-Acta; l’esecuzione di uno studio pilota sul recupero motorio indotto dall’uso del sistema. Infine prendiamo parte a FIT-FES (Advanced development and engineering of MecFES (Myoelectrically Controlled Functional Electrical Stimulation). È un progetto nell’ambito del Joint Lab IIT-FDG con lo scopo di ingegnerizzare il dispositivo prototipale MeCFES (Myoelectrically Controlled Functional Electrical Stimulation), un dispositivo sviluppato e già brevettato dal Polo Tecnologico della FDG per la riabilitazione dell’arto superiore di pazienti con esiti di stroke e per l’autonomia quotidiana di pazienti con lesioni midollari. Verranno ottimizzati alcuni aspetti elettronici e il design meccanico del dispositivo, predisponendo la documentazione per la marcatura CE. Infine la nuova versione verrà testata su pazienti post-stroke, valutandone l’usabilità da parte del paziente e del fisioterapista”.