Protesi bionica al braccio controllata col pensiero  

Scritto da il 14 giugno 2018

Protesi bionica al braccio controllata col pensiero

La reinnervazione muscolare mirata/Campus Bio-Medico

Pubblicato il: 15/06/2018 14:03

Una donna di 27 anni, che un anno e mezzo fa ha perso il braccio destro in seguito a un grave incidente stradale, potrà controllare una nuova protesi all’arto con il pensiero grazie alla reinnervazione muscolare mirata o Targeted Muscle Reinnervation. L’intervento chirurgico è stato eseguito al Policlinico Universitario Campus Bio-Medico da Vincenzo Denaro, ordinario emerito di Ortopedia e Traumatologia dell’ateneo, affiancato dalla sua équipe e dal professor Oskar Aszmann, chirurgo viennese che ha già effettuato interventi di questo tipo. La donna, fino ad oggi, ha indossato soltanto una protesi cosmetica incapace di eseguire alcun movimento.

“La fase di training intensivo necessaria per insegnare alla paziente a muovere l’arto bionico in modo appropriato dovrebbe durare circa tre mesi e avviarsi dopo i primi 4-6 mesi di riabilitazione, utili per il completamento del processo di reinnervazione muscolare – sottolinea il Campus Bio-Medico – Per la prima volta, un paziente operato in Italia con amputazione di questo tipo potrà controllare anche a livello dell’articolazione di spalla la protesi che sarà applicata dal Centro Protesi Inail“.

A seguito della complessa operazione eseguita oggi sulla paziente, amputata all’altezza della spalla, tra circa sei mesi le potrà essere applicata una speciale protesi di arto superiore mossa da sensibili elettrodi di superficie, attivati dai vari fasci del muscolo grande pettorale e da altri muscoli del tronco adeguatamente rieducati, che le consentirà di prendere e manipolare gli oggetti. “Questo grazie agli impulsi che dal cervello arriveranno ai muscoli – spiega Denaro, responsabile clinico del progetto – dove degli speciali elettrodi di superficie trasmetteranno gli impulsi celebrali al braccio bionico, con una intensità mille volte superiore al nervo vero e proprio. Viceversa, degli stimolatori applicati sulla pelle consentiranno di trasmettere al cervello le sensazioni tattili sulla consistenza degli oggetti impugnati dall’arto artificiale, consentendone una più efficace presa e manipolazione”.

Impugnare una mela o portare alla bocca una tazzina di caffè è un miraggio per le oltre 700 persone che ogni anno in Italia, per incidenti stradali, domestici o sul lavoro, perdono un arto superiore – ricorda il Campus Bio-Medico – Sono migliaia i pazienti che, nel tempo, nel nostro Paese hanno subito questa forma di amputazione, che impedisce loro di compiere anche i movimenti in apparenza più banali, ma impossibili per chi un braccio non lo ha più. L’obiettivo della sperimentazione è la creazione di un centro di alta specializzazione per questo tipo di interventi che, per la prima volta in Italia, possa aprire un percorso di protesizzazione analogo anche a tutti gli altri soggetti con lo stesso tipo di amputazione.

La reinnervazione muscolare mirata o ‘Targeted Muscle Reinnervation’ è una metodica complessa, che si pone l’obiettivo di sfruttare un muscolo come il grande pettorale, divenuto non più utile in un soggetto amputato all’altezza della spalla, reinnervandone i fasci attraverso le terminazioni dei nervi che una volta arrivavano fino alla mano del paziente e muovevano muscoli che oggi non ha più, trasformando questi fasci muscolari in ‘amplificatori biologici’ dei segnali nervosi che originariamente controllavano il distretto amputato. Così, il segnale mioelettrico prelevato dai muscoli, dopo la reinnervazione, permetterà il controllo simultaneo e intuitivo di una protesi con un numero elevato di articolazioni attive.

“L’operazione – aggiunge Giovanni Di Pino, responsabile dell’Unità di Neurofisiologia e Neuroingegneria dell’interazione uomo-tecnologia e co-responsabile del progetto – è stata particolarmente delicata, perché si è dovuto prima denervare il grande muscolo pettorale e altre fasce muscolari, quindi prendere dal plesso brachiale i tre grandi nervi residui, radiale, mediano e ulnare, che muovono mano e polso, e applicarli alle fibre muscolari”.

“Un intervento avveniristico, con pochissimi precedenti nel mondo e che rappresenta la prima tappa di un percorso che prevede ora lo studio dei processi di stimolazione, seguito dall’apposizione degli elettrodi di superficie e infine della protesi intelligente – aggiunge Vincenzo Di Lazzaro, Ordinario di Neurologia presso UCBM e anche lui co-responsabile della sperimentazione. Se la rieducazione funzionale di questi fasci andrà come speriamo, quando dal cervello partirà il comando per impugnare un oggetto o piegare il braccio, i tre grandi nervi genereranno delle contrazioni dei rispettivi fasci muscolari che gli elettrodi di superficie interpreteranno e trasformeranno in impulsi in grado di far muovere la protesi”.

“La protesi – sottolinea Loredana Zollo, associato di Bioingegneria dell’Campus Bio-Medico e responsabile ingegneristico del progetto – è di tipo modulare, ovvero costituita da più moduli per il ripristino delle articolazioni di gomito, polso e mano e, in fase sperimentale, anche di spalla. Verranno quindi utilizzate tecniche avanzate di classificazione basate su algoritmi di apprendimento autonomo applicati al segnale muscolare per coordinare il moto dei diversi moduli protesici e rendere il controllo della protesi più naturale ed intuitivo possibile”.

“Questo intervento – osserva Angelo Andretta, direttore del Centro Protesi Inail – costituisce uno snodo cruciale del progetto di ricerca che stiamo realizzando in partnership con l’Università Campus Bio-Medico di Roma e che ha come obiettivo quello di sviluppare pratiche cliniche che permettano di utilizzare appieno le più avanzate soluzioni protesiche rese oggi disponibili dalle nuove tecnologie, utilizzando metodiche innovative nel trattamento delle amputazioni di arto. Infatti, come Centro Protesi dell’Inail – prosegue Andretta – il fine ultimo dei nostri numerosi progetti di ricerca è quello di trovare soluzioni per migliorare tecniche e dispositivi, per rendere più fruibili protesi innovative e influire positivamente sulla qualità della vita dei nostri infortunati sul lavoro”.

“Una sperimentazione, dunque, che vede il Centro protesi Inail al fianco dell’Università Campus Bio-Medico di Roma, a garanzia di una prossima applicazione delle nuove tecnologie ai tanti, lavoratori e non, amputati fino all’intero braccio, finora costretti a movimenti praticamente nulli dalle protesi tradizionali”, conclude la nota del Campus Bio-Medico.


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