Sviluppo di protesi bioniche di arto superiore con interfaccia personalizzata e ritorno sensoriale per pazienti macrolesi con amputazione a causa di incidente stradale

Obiettivi del progetto

Il progetto ha l'obiettivo di sviluppare un sistema protesico di arto superiore con interfacce innovative non invasive per il controllo intuitivo della protesi e un ritorno sensoriale di tipo tattile il più possibile naturale. Lo scopo ultimo è consentire al paziente di pensare il movimento di presa, attuarlo attraverso la protesi e modificarlo grazie alla percezione dell'oggetto afferrato, restituita con la stimolazione.

Si studieranno due tecniche di stimolazione non invasiva a diversa complessità. La prima, già consolidata, è la stimolazione elettrica transcutanea del sistema nervoso periferico (TENS) mentre la seconda, più innovativa, è la stimolazione focalizzata ad ultrasuoni (FUS) del sistema nervoso centrale.

Si effettuerà uno studio estensivo del controllo bidirezionale della protesi basato su TENS mentre si svolgerà uno studio di fattibilità della FUS dal momento che quest'ultima è una tecnica nuova e solo preliminarmente testata su soggetti sani.

In particolare sarà affrontata la realizzazione di un sistema protesico modulare con un'interfaccia non invasiva e personalizzabile sulle capacità residue dell'utente.

Le funzionalità delle attuali protesi verranno migliorate attraverso lo sviluppo sia di una mano protesica sensorizzata con sensori di forza che di un controllo in forza e posizione per garantire una presa stabile.

Infine verrà realizzato un sistema di ritorno sensoriale per la restituzione di sensazioni tattili e di forza all'utente e l'inclusione dell'utente stesso nel controllo della presa e della manipolazione.

L'efficacia, la funzionalità e l'accettabilità del sistema protesico sviluppato verranno valutate in contesti di vita quotidiana. A tal fine verrà effettuato uno studio su 10 soggetti sani e almeno 5 soggetti macrolesi con amputazione per la stimolazione TENS, mentre la stimolazione FUS verrà testata su soggetti sani e, possibilmente, su un soggetto macroleso con amputazione.

Attraverso entrambi i metodi, verrà valutata la possibilità di fornire sensazioni tattili selettive e discriminabili come tocco, pressione e consistenza dell'oggetto.

Saranno valutate le capacità motorie e le abilità funzionali nelle attività di vita quotidiana acquisite dai pazienti grazie al sistema protesico sviluppato ma anche la soddisfazione degli utenti nell'utilizzo della protesi.

Data di inizio e fine

Settembre 2018 - settembre 2020

Responsabile scientifico

Prof.ssa Loredana Zollo, Professore Associato dell'Unità di Ricerca di Robotica Biomedica e Biomicrosistemi

Istituzione coordinatrice del progetto

Università Campus Bio-Medico di Roma

Fonte di finanziamento

Fondazione ANIA