Sviluppo di un esoscheletro attivo e di un'applicazione di realtà virtuale per la riabilitazione della mano

Stroke is a serious disease that affects approximately 15 million people worldwide every year, of which 5 million have a permanent disability. This puts it among the leading causes of disability, with an increasing incidence from 45 years. The main desire of the affected people is to regain the hand's motor skills to perform daily living activities. Rehabilitation plays a vital role in this process. However, it was found that most of the devices can only be used in specialized centers and is of the passive type, which implies long times and high costs. On this basis, and considering the importance of continuing therapy even at home, it has created a small, low cost, wearable exoskeleton for hand that allows performing the flexion and extension movements of fingers. It is also controllable from the same patient, suffering from hemiplegia, with his good hand, combining the muscular component with the neuro-cognitive one and allowing you to speed up recovery. To be effective, the therapy must be done consistently, but many patients the irregularly held because of the monotony of the exercises. To prevent this, a virtual reality application with three scenes was made. The first is dedicated to the interactive learning of its operation, the second on the execution of the basic exercises using mirror neurons and the third is a exergame that combines rehabilitation with a playful and motivational component. This will ensure that the patient wants to do exercises to improve his results in the application and his health in real life. The system was experimentally evaluated by a group of people and shown to the Villa Beretta rehabilitation center. In both cases it received a high rating and the experimental analysis has shown a considerable increase of the time devoted to the exercises.

L’ictus è una grave patologia che colpisce circa 15 milioni di persone al mondo ogni anno, di cui 5 milioni presentano una disabilità permanente. Questo lo pone tra le principali cause di invalidità, con un’incidenza sempre maggiore a partire dai 45 anni. Il desiderio principale delle persone colpite è quello di riottenere la capacità motoria della mano per compiere le azioni di vita quotidiana. La riabilitazione svolge un ruolo fondamentale in questo processo. Tuttavia è emerso che la maggior parte dei dispositivi è utilizzabile solo in centri specializzati ed è di tipo passivo, comportando lunghi tempi e costi elevati. Partendo da questi presupposti e considerando l’importanza di proseguire la terapia anche a domicilio, si è realizzato un esoscheletro indossabile per la mano, di dimensioni ridotte, con un costo contenuto che permette di eseguire i movimenti di flesso-estensione delle dita. Inoltre è controllabile dal paziente stesso, affetto da emiplegia, con la mano sana, associando alla componente muscolare quella neuro-cognitiva e permettendo di accelerare il recupero. Per essere efficace, la terapia va eseguita con costanza, ma molti pazienti la svolgono in modo irregolare a causa della monotonia degli esercizi. Per impedire che questo accada, è stata realizzata un’applicazione di realtà virtuale con tre scene. La prima è dedicata all’apprendimento interattivo del suo funzionamento, la seconda all’esecuzione degli esercizi di base sfruttando i neuroni specchio e la terza è un exergame che abbina alla riabilitazione anche una componente ludica e motivazionale. In questo modo sarà il paziente stesso a voler svolgere gli esercizi migliorando i propri risultati nell’applicazione e le sue condizioni di salute nella realtà. Il sistema è stato valutato sperimentalmente da un gruppo di persone e mostrato al centro riabilitativo di Villa Beretta. In entrambi i casi ha ricevuto un elevato indice di gradimento e l’analisi sperimentale ha mostrato un notevole incremento del tempo dedicato agli esercizi.