Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e centro Protesi Inail: TWIN, il nuovo esoscheletro robotico per arti inferiori

Venerdì 23 febbraio, a Milano, presso la Sala Cenacolo del Museo Nazionale Scienza e Tecnologia di Milano, è stato presentato TWIN, il nuovo esoscheletro robotico per gli arti inferiori, che è stato progettato e realizzato da Rehab Technologies IIT - Inail, il laboratorio congiunto tra Istituto Italiano di Tecnologia e Centro Protesi Inail di Budrio.

La conferenza stampa è stata aperta con i saluti istituzionali di Fabrizio D’Ascenzo, Commissario straordinario Inail, Gabriele Galateri di Genola, Presidente IIT, Andrea Tardiola, Direttore Generale Inail, Giorgio Metta, Direttore Scientifico IIT e Fiorenzo Marco Galli, Direttore Generale Museo Nazionale Scienza e Tecnologia.

Matteo Laffranchi, Responsabile del laboratorio Rehab Technologies IIT Inail, ha dichiarato: All’inizio di questo progetto abbiamo avuto diversi scambi con ospedali e pazienti che hanno portato alla realizzazione di una serie di tecnologie chiave per permettere l’utilizzo dell'esoscheletro in semi-autonomia alle persone con lesione midollare completa. Ora, a distanza di anni, siamo riusciti ad ampliare l’utilizzo di Twin a persone con diverse tipologie di disabilità motoria, come ad esempio soggetti con capacità motoria residua. ... Abbiamo introdotto una serie di funzionalità e tecnologie, specificamente pensate per l’utilizzo clinico di Twin, che permettono di misurare lo stato del paziente e il progresso della terapia. Siamo molto soddisfatti dei risultati ottenuti e delle ampie prospettive di utilizzo che siamo riusciti a creare in questi anni di continuo sviluppo e dialogo con il mondo clinico e gli utilizzatori della tecnologia.

Emanuele Gruppioni, Direttore Tecnico Area Ricerca Centro Protesi Inail, ha detto: Questo progetto affonda le sue radici nelle prime attività che vennero svolte con questa tipologia di dispositivi nel 2010 al Centro Protesi. Ricordo bene che, a quel tempo, sui primi dispositivi commerciali trovammo numerosi aspetti clinici e tecnici da rivedere per renderli davvero fruibili e maturò quindi l’ambizione di realizzare un dispositivo innovativo tutto italiano. ... È fonte di grande orgoglio vedere oggi i frutti di tanta attività e di ciò che è possibile realizzare quando grandi centri di ricerca italiani come Inail e IIT, lavorano in sinergia tra loro e assieme ai pazienti.

All'evento erano presenti anche Giorgio Soluri, Direttore centrale assistenza protesica e riabilitazione Inail, Lorenzo De Michieli, Direttore Technology Transfer IIT e Patrizio Rossi, Sovrintendente sanitario centrale Inail,.

Durante la conferenza stampa due pazienti Davide Costi ed Alex Santucci e hanno indossato la prima (Davide Costi) e la seconda versione (Alex Santucci) di TWIN, dando, così, dimostrazione pratica delle caratteristiche del nuovo dispositivo.

Davide Costi ha spiegato: Superato il timore iniziale, l’utilizzo di Twin si è rivelato molto più facile del previsto. Penso che l’allenamento sia fondamentale per potersi fidare e sfruttare a pieno le potenzialità del dispositivo che, oltre alla possibilità di assumere una posizione eretta, consente di tornare a vivere lo spazio e a muoversi in un modo più naturale.

Alex Santucci, in particolare, ha accompagnato tecnici e ricercatori durante tutto il periodo di progettazione e finalizzazione del dispositivo, partecipando ai trial clinici come tester, in linea con l’approccio di Rehab Tech, laboratorio congiunto IIT e Inail, animato da una forte propensione al trasferimento tecnologico, dove sostenibilità, usabilità e soddisfazione dell’utente finale sono prioritari in tutte le fasi dello sviluppo dei dispositivi.

Alex Santucci ha detto: Ho iniziato a sperimentare Twin durante il mio percorso riabilitativo e si è rivelato fin da subito uno strumento in grado di supportarmi sia dal punto di vista fisico che psicologico. Prima di tutto la verticalizzazione consente di mettersi al livello di chi sta in piedi e poi la deambulazione assistita consente la libertà di cambiare posizione, di avere benefici per il sistema circolatorio e l’apparato muscolo-scheletrico e costituisce di per sé un ottimo allenamento. ... È una grande opportunità per le persone in carrozzina e spero che a breve diventi uno strumento per l’utilizzo quotidiano o per lo meno frequente.

La sperimentazione clinica, è stato precisato, si è svolta, oltre che presso il Centro Protesi Inail di Vigorso di Budrio, anche presso il Montecatone Rehabilitation Institute di Imola e a Villa Beretta di Costa Masnaga (LC).

Gli esoscheletri costituiscono, ad oggi, l’unico dispositivo che permette l’ottenimento di una deambulazione autonoma per pazienti con deficit motori conseguenti a lesioni midollari dovute a traumi o patologie neurologiche. Da qui nasce l’interesse scientifico di Inail e IIT verso queste tecnologie con l’obiettivo di realizzare dispositivi che consentano il reinserimento del lavoratore gravemente infortunato in contesti sociali e lavorativi. Per questi motivi il settore degli esoscheletri è in rapidissima ascesa e nel campo della ricerca tecnologica si sono concentrati importanti investimenti.

L’esoscheletro motorizzato TWIN è una struttura esterna in grado di potenziare le capacità fisiche di chi lo indossa con importanti applicazioni in ambito medico e nelle terapie riabilitative.

TWIN può essere indossato quotidianamente per alcune ore, poiché assumere la posizione eretta porta grandi benefici a livello muscoloscheletrico, circolatorio, psicologico e di funzionalità dell’apparato digerente dei pazienti che utilizzano la carrozzina, e può essere utilizzato nelle cliniche riabilitative durante le sessioni di fisioterapia.

TWIN, infatti, è controllato dall’operatore mediante specifica applicazione Android installata sul tablet fornito in dotazione: in particolare, l’interfaccia grafica consente di comandare l’esoscheletro nell’esecuzione delle attività implementate, di impostare i parametri cinematici del movimento e di scegliere tra differenti modalità di esecuzione del passo.

TWIN fornisce l’energia sufficiente per permettere a persone con capacità motorie degli arti inferiori ridotte o addirittura assenti, come in caso di lesioni complete del midollo, di mantenere la posizione eretta, di camminare. I motori attivano i giunti di ginocchio e anca imponendo agli arti del paziente un pattern di movimento completamente configurabile dal personale clinico in termini di lunghezza e tipologia del passo e di velocità di cammino. La batteria ha un’autonomia di circa quattro ore e necessita di un’ora per ricaricarsi.

L’attuale modello di TWIN offre una migliore performance rispetto a quello precedente a fronte di maggior potenza del motore, minor peso e maggior attenzione al design del software e della struttura, che lo rende più adattabile alle caratteristiche di chi lo indossa.

La struttura, infatti, è regolabile in base alle caratteristiche fisiche del paziente mediante link telescopici posti al livello del femore e della tibia. Caviglie e supporto del piede sono disponibili in diverse taglie per adattarsi all’ergonomia del fruitore, sia donna o uomo, giovane o adulto.

Nell’ottica di mettere il singolo paziente e le sue esigenze al centro della realizzazione del dispositivo, anche le modalità di funzionamento si adattano al grado di deficit motorio della persona che lo indossa e in particolare alla sua capacità di eseguire o meno una camminata autonoma.

TWIN prevede tre modalità di funzionamento:

modalità Cammina, pensata per pazienti con funzione motoria assente: l’esoscheletro impone un modello deambulatorio secondo i parametri programmati;

modalità Retrain, utilizzata per pazienti con compromissione parziale della funzione motoria degli arti inferiori, cioè in grado di effettuare un movimento più o meno autonomo ma con difficoltà in alcune fasi del passo: l’esoscheletro supporta con più o meno intensità il movimento del paziente, indirizzandolo verso una traiettoria ottimale di riferimento;

modalità TwinCare, pensata per pazienti che presentano una compromissione motoria parziale e differenziata tra i due arti, in cui, cioè, una gamba è sana e riesce, quindi, a muoversi autonomamente, mentre l’altra gamba necessita di un aiuto, più o meno marcato, in alcune fasi del passo.

Il prossimo obiettivo di TWIN è la marcatura CE, che avverrà in partnership con un soggetto industriale, con conseguente processo di industrializzazione.

L'auspicio che, una volta ottenuta la marcatura CE ed immesso sul mercato, a seguito alla fase di industrializzazione, TWIN possa essere dispinibile per i pazienti nel corso di pochi anni per essere, così, utilizzato dai pazienti che ne necessitano.