Perché i fisioterapisti dovrebbero usare gli esoscheletri per la riabilitazione delle lesioni al midollo spinale

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), ogni anno tra le 250.000 e le 500.000 persone soffrono di lesioni al midollo spinale (SCI) a causa di traumi da corpo contundente, incidenti stradali, cadute e altri meccanismi di lesione. [1] Qualche anno fa, questo avrebbe significato la fine dell'autonomia e della mobilità per molte persone, ma grazie ai progressi della tecnologia, sono disponibili più terapie riabilitative, tra cui gli esoscheletri. La FDA designa gli esoscheletri medici come un dispositivo medico di classe II (rischio intermedio) e sono autorizzati per l'uso con i pazienti che hanno una SCI. [2]

Gli esoscheletri danno alle persone con lesioni al midollo spinale la possibilità di deambulare, fare esercizio fisico e impegnarsi in attività di mobilità e autonomia. In questo articolo, scoprirà cosa sono gli esoscheletri, come funzionano e come possono essere utili nella terapia fisica per i pazienti con lesioni al midollo spinale.

Che cos'è una lesione del midollo spinale (SCI)?

Secondo il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), una lesione del midollo spinale è "un danno allo stretto fascio di cellule e nervi che invia e riceve segnali dal cervello al resto del corpo". [3] Le SCI possono essere il risultato diretto di un danno al midollo spinale stesso, come nel caso di una ferita da arma da fuoco, ma possono anche derivare da un danno ai tessuti e alle ossa circostanti che poi comprimono il midollo spinale. Queste lesioni possono compromettere in modo permanente o temporaneo la mobilità, la sensibilità e altri processi corporei. A seconda dell'estensione e della localizzazione del danno al midollo spinale, i pazienti possono sperimentare una forma di paralisi e/o deficit sensoriali che possono essere migliorati attraverso la riabilitazione, portando potenzialmente a un recupero completo.

Le cause più comuni di SCI sono raggruppate in cause traumatiche e non traumatiche. Le cause traumatiche di SCI possono includere incidenti d'auto, cadute e incidenti sportivi. Le cause non traumatiche includono tumori, malattie neurodegenerative, infezioni e cause genetiche. 

Metodi di riabilitazione disponibili per i pazienti con lesione al midollo spinale

Le terapie di riabilitazione per i pazienti con una lesione al midollo spinale dipendono dall'entità del danno e dal tipo di lesione. I pazienti di solito iniziano nell'unità di terapia intensiva, seguita dalla riabilitazione per acuti, in regime di ricovero e ambulatoriale. Alcuni ospedali hanno persino un reparto di lesioni al midollo spinale specializzato in questo tipo di riabilitazione. La riabilitazione può durare da tre a dodici mesi o più, a seconda della gravità della lesione. Le tecniche riabilitative più diffuse includono: 

1. Esercizi per l'ampiezza di movimento, la forza e lo stretching

Le lesioni al midollo spinale limitano la gamma di movimenti, causando immobilità articolare e problemi di flessibilità. Tuttavia, si può ovviare a questo problema con esercizi di stretching e di forza. Secondo uno studio del 2020, gli esercizi di ampiezza di movimento aiutano a "prevenire le contratture, proteggere l'effetto della tenodesi, rafforzare i muscoli paralizzati, promuovere il rimodellamento nervoso e cerebrale e migliorare il microambiente spinale e la prognosi funzionale". [3]

2. Stimolazione elettrica funzionale

La stimolazione elettrica funzionale funziona stimolando artificialmente i sistemi sensoriali-motori mediante impulsi elettrici. Attiva i percorsi neurali, che stimolano i muscoli e provocano il movimento. Questa terapia viene utilizzata insieme ad altri metodi di riabilitazione per ripristinare la mobilità. Secondo uno studio, questa procedura "fornisce anche il fitness cardiorespiratorio; migliora la postura e la stabilità del tronco; previene le contratture, le ulcere da pressione e l'ipotensione ortostatica; promuove il ripristino dei nervi e previene il deterioramento dei nervi periferici". [4]

3. Stimolazione elettrica epidurale (EES) del midollo spinale

In questa procedura, un dispositivo viene impiantato sulla dura madre del midollo spinale attraverso una laminectomia. Quindi produce un impulso elettrico ritmico alle radici nervose posteriori, che attivano i circuiti centrali responsabili della regolazione del dolore, del movimento e del sistema cardiorespiratorio. L'EES è utile per ridurre la fatica, migliorare la forma cardiovascolare, aumentare la massa corporea e migliorare la minzione nei pazienti. [4] Tuttavia, non si tratta di una procedura semplice, poiché i pazienti devono sottoporsi a un intervento chirurgico per l'impianto del dispositivo e non è ancora ampiamente disponibile. 

4. Stimolazione elettrica transcutanea del nervo (TENS)

La TENS utilizza una stimolazione elettrica alta e bassa del nervo per gestire il dolore. Può anche aiutare la propriocezione, l'equilibrio e la spasticità. Questo metodo è molto conveniente e i pazienti possono farlo da soli senza bisogno di molta assistenza.  

5. Terapia occupazionale

La terapia occupazionale si concentra sul miglioramento delle funzioni fisiche, sensoriali e cognitive dei pazienti. Aiuta i pazienti affetti da SCI a ritrovare la loro autonomia e indipendenza. Si concentra sull'esecuzione di attività quotidiane come la toelettatura, il bagno, la cucina e la vestizione, tra le altre. L'occupazione è la porta d'accesso che aiuta i pazienti a raggiungere l'inclusione e l'adattamento totale al loro ambiente.

6. Esoscheletri robotici

La robotica indossabile, nota anche come esoscheletri robotici o esoscheletri, è uno sviluppo recente nel settore sanitario che presenta un potenziale illimitato per i pazienti con lesioni al midollo spinale e viene utilizzata in collaborazione con i fisioterapisti. Gli esoscheletri robotici sono utilizzati nella riabilitazione per aiutare il recupero della mobilità attraverso movimenti ripetuti che portano a una maggiore plasticità neurale. [5] Le tute esotiche offrono vantaggi come una migliore deambulazione, una migliore qualità di vita, un miglioramento dell'umore e un migliore controllo della vescica, tra gli altri, come illustrato di seguito.

Secondo il Dr. Chester Ho, Professore Associato presso il Dipartimento di Neuroscienze Cliniche dell'Università di Calgary e membro dell'Hotchkiss Brain Institute, l'introduzione di tute robotiche all'inizio del processo di riabilitazione di un paziente offre migliori possibilità di recupero. Dice: "I primi nove mesi dopo una lesione del midollo spinale sono cruciali per il recupero, quindi vogliamo cercare di introdurre la riabilitazione e la mobilizzazione fin dall'inizio e vedere se fa la differenza". [6]

Che cos'è un esoscheletro?

Gli esoscheletri, sviluppati per la prima volta nel 1890, sono dispositivi elettromeccanici indossabili che supportano il movimento delle articolazioni, migliorando la forza e le capacità di deambulazione di chi li indossa. Il telaio di un esoscheletro è fatto per circondare la vita e altre articolazioni come le spalle e le ginocchia. Gli esoscheletri possono essere classificati in due tipi: attivi, alimentati da una fonte di energia esterna; o passivi, alimentati da molle meccaniche e forze di contrappeso. 

Gli esoscheletri sono utilizzati nelle cliniche di riabilitazione fisica per promuovere la mobilità del paziente e aumentare la sua forza muscolare. Lo fanno consentendo movimenti ripetuti che aumentano la plasticità neurale e aiutano a sviluppare la mobilità. [4] Si dice che l'uso di esoscheletri nella terapia fisica aumenti "la qualità della vita, la composizione corporea, la densità ossea, il dolore neuropatico, la spasticità, la velocità del passo, il numero di passi e la distanza prima e dopo 90 giorni di allenamento". [4]

Come vengono controllati gli esoscheletri?

Il controllo dell'esoscheletro è fondamentale in un ambiente di fisioterapia. Gli esoscheletri offrono diverse modalità di controllo e gli operatori possono scegliere la quantità di resistenza applicata alle articolazioni. Gli esoscheletri possono essere controllati dal paziente o dal fisioterapista, a seconda del grado di recupero del paziente. I metodi di controllo includono: [7]

• Sensori: Le tute esotiche controllate da sensori hanno numerosi sensori inseriti nella struttura che catturano i segnali nervosi e controllano la coppia, la pressione, l'inclinazione e la rotazione. 
• Pulsanti/pannelli di controllo: Alcune tute esotiche contengono modalità pre-programmate, che normalmente vengono controllate dall'utente o dal fisioterapista. La maggior parte dei pannelli di controllo si trova sugli ausili per la deambulazione.
• Joystick: Questo si trova comunemente nelle tute attive che forniscono tutta l'energia necessaria a chi le indossa.
• Mente Controllata: Questi utilizzano una calotta cranica con elettrodi come metodo principale di controllo.

Nessun controlloLa maggior parte delle tute esotiche passive non hanno pulsanti di controllo e rispondono ai movimenti meccanici di chi le indossa.

Tipi di esoscheletri medici

Gli esoscheletri non sono tutti uguali. Hanno caratteristiche e capacità diverse. Inoltre, l'uso degli esoscheletri medici può variare tra le persone in base all'entità della lesione e alla loro capacità di recupero. Gli esoscheletri sono normalmente suddivisi in:

• Esoscheletri per la parte superiore del corpo

Gli esoscheletri per la parte superiore del corpo sono costruiti per sostenere le estremità superiori, comprese le braccia e il busto. Sono progettati specificamente per aiutare i pazienti nella riabilitazione motoria della parte superiore del corpo, posizionando la spalla, il braccio e il gomito attraverso movimenti e orientamenti specifici. Sono estremamente importanti per i terapisti, perché possono essere utilizzati per esercizi motori intensi e movimenti specifici.

• Esoscheletri per la parte inferiore del corpo

Gli esoscheletri riabilitativi per la parte inferiore del corpo sono realizzati per i pazienti con disfunzioni motorie degli arti inferiori, per consentire il recupero della mobilità degli arti inferiori. Normalmente utilizzano il controllo dell'impedenza per generare forze di resistenza che sono essenziali per l'allenamento riabilitativo. Gli esoscheletri per la parte inferiore del corpo hanno la capacità di controllare il movimento delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia.

Vantaggi dell'uso degli esoscheletri dopo le lesioni del midollo spinale

Gli esoscheletri sono vantaggiosi sia per i pazienti che per i terapisti. Hanno la capacità di ridurre l'onere dei terapisti e di aiutare la raccolta di dati quantitativi e la valutazione dei pazienti.

1. Addestramento all'andatura:

L'addestramento alla deambulazione consiste nell'esercitarsi a camminare con l'obiettivo di aiutare il paziente a recuperare la sua normale andatura. L'uso di esoscheletri ha il potenziale di rendere l'addestramento alla deambulazione più facile e più conveniente per i terapisti, date le numerose funzioni di supporto che offrono. Per esempio, gli esoscheletri free-standing aiutano i pazienti a fare esercizio in posizione eretta, cosa che sarebbe quasi impossibile e ingombrante senza l'uso degli esoscheletri. [8]

Uno studio del 2008 sull'addestramento alla deambulazione condotto su due sopravvissuti all'ictus riporta che "alla fine dell'addestramento, il modello di andatura dei pazienti è migliorato e si è avvicinato al modello di andatura di un soggetto sano". Il miglioramento in questo studio è stato definito come "l'aumento della dimensione del modello di andatura dei pazienti, l'aumento delle escursioni articolari del ginocchio e della caviglia e l'aumento della velocità di camminata sul tapis roulant". [9] Gli esoscheletri hanno anche caratteristiche uniche che aiutano la riabilitazione. Per esempio, l'EksoNR ha dei sensori che servono a monitorare i movimenti delle gambe del paziente e a regolare la sua andatura. [10] 

2. Funzione vescicale e intestinale:

L'uso di esoscheletri può migliorare la funzione vescicale e intestinale del paziente. Questo secondo il feedback ricevuto dai ricercatori dello Spinal Cord Injury Model System Centres (SCIMS) dai focus group tenuti con 30 terapisti. Hanno registrato che "i pazienti che hanno acquisito la capacità di stare in piedi e camminare con un esoscheletro spesso hanno sviluppato una migliore resistenza, hanno migliorato il controllo dell'intestino e della vescica e hanno avuto meno probabilità di sviluppare infezioni del tratto urinario". [11]

Gli scienziati ritengono che coinvolgere i pazienti in attività fisiche e mantenere posture erette possa avere un ruolo nel migliorare la motilità intestinale. Uno studio del 2019 ha testato la gestione intestinale dopo l'allenamento con l'esoscheletro e ha riportato un miglioramento fino a 80%. [12]

3. Miglioramento della forza muscolare e della spasticità:

Incorporare gli esoscheletri nel trattamento di fisioterapia può aiutare i pazienti a migliorare la loro forza muscolare. Uno studio del 2021 che ha esaminato gli effetti degli esoscheletri nella fisioterapia ha osservato che l'uso degli esoscheletri ha migliorato la forza della presa, la forza del quadricipite e la funzione motoria degli arti inferiori. [8] Questo è stato osservato anche in uno studio del 2019 che ha riportato che gli esoscheletri hanno migliorato la forza muscolare dopo un test di forza muscolare manuale, "il punteggio totale di entrambi i lati era: P3 UEMS è aumentato da 30 a 37, e LEMS da 23 a 25; P11 UEMS è aumentato da 33 a 37, e LEMS da 27 a 30, dove il punteggio massimo per UEMS e LEMS è 50". [13]

Un altro studio condotto su pazienti che hanno avuto un ictus ha concluso che l'uso di esoscheletri nella terapia ha migliorato la forza muscolare del tibiale anteriore e la funzione motoria dell'arto inferiore dei pazienti. [14]

4. Miglioramento dell'umore del paziente:

Sebbene non sia un beneficio significativo, l'uso di esoscheletri nella terapia può aiutare a migliorare l'umore del paziente. Uno studio del 2021 che esamina gli effetti degli esoscheletri sui pazienti con lesioni al midollo spinale mostra un miglioramento dell'umore in uno dei pazienti durante la fase di riabilitazione. Riferisce anche una diminuzione della stanchezza e un miglioramento della qualità di vita. [8] Poiché gli esoscheletri robotici sono una tecnologia "nuova" nella riabilitazione, possono essere eccitanti per i pazienti e possono motivarli a fare più esercizio. Alcuni terapisti riferiscono anche che gli esoscheletri offrono ulteriori benefici psicologici ai pazienti. Per esempio, i pazienti hanno riportato gli effetti psicologici di avere conversazioni occhi-occhi con gli altri e anche un maggiore impegno nelle attività quotidiane. [11]

5. Indipendenza del paziente:

Gli esoscheletri possono aiutare i pazienti ad acquisire una certa indipendenza nelle loro attività quotidiane, come muoversi e camminare. Prima dell'invenzione degli esoscheletri medici, i pazienti dovevano affidarsi ai terapisti per muoversi e fare esercizio. Tuttavia, ora non è più così. Ora possono fare esercizio e muoversi da soli, il che dà loro un senso di indipendenza. Il fisioterapista Kyle McIntosh dice: "L'esoscheletro permette ai pazienti di fare passi reali, il che non solo è più realistico, ma anche molto meno ingombrante". McIntosh dice anche: "Ogni passo è diverso con questo dispositivo, quindi i pazienti imparano dai loro errori in tempo reale. Ai pazienti piace molto usare il dispositivo; dà loro speranza". [6]

Conclusione

La tecnologia riabilitativa ha fatto molta strada, dalle stampelle ai deambulatori, alle sedie a rotelle e ora agli esoscheletri robotici. La riabilitazione robotica assistita è molto promettente sia per i pazienti che per i fisioterapisti. Diversi studi hanno dimostrato i potenziali benefici dell'esercizio fisico con un esoscheletro indipendente per i pazienti con lesioni al midollo spinale. Se lei è un fisioterapista, questo è il prossimo cambiamento della tecnologia medica che la aiuterà a offrire soluzioni terapeutiche di livello superiore ai suoi pazienti.

Ekso Bionics è all'avanguardia nella creazione di esoscheletri medici della migliore qualità da oltre un decennio. Il nostro EksoNR è stato uno dei primi esoscheletri medici approvati dalla FDA per la riabilitazione e continua ad essere l'esoscheletro preferito da molte cliniche di riabilitazione della mobilità. La preghiamo di leggere le nostre indicazioni d'uso per determinare l'idoneità. [15]

Fonte: Perché i fisioterapisti dovrebbero usare gli esoscheletri per la riabilitazione delle lesioni al midollo spinale - Ekso Bionics (18.10.2022)