Biological feedback. Retroinformazione relativa a funzioni e/o strutture biologiche. Corso di laurea in Educazione motoria preventiva ed adattata

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1 (BFB) Retroinformazione relativa a funzioni e/o strutture biologiche Corso di laurea in Educazione motoria preventiva ed adattata

2 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

3 Neuroriabilitazione (BFB) Neuroriabilitazione: comprende i metodi e le tecnologie volte a massimizzare l'ecienza delle preservate strutture neuromuscolari nelle persone con disabilità motorie. Obiettivo: identicare la parte dei circuiti neuronali che si è preservata o è stata solo in parte disconnessa e di sfruttare questi circuiti residui per il recupero delle abilità motorie perse a seguito di lesioni o malattie. Attraverso il training è possibile un recupero funzionale di attività motorie. Tale recupero può avvenire tramite processi di compensazione, sostituzione e riorganizzazione dinamica.

4 (BFB) La neuroriabilitazione in soggetti con lesioni al sistema nervoso centrale prevede: un training di base un training che fornisca un costante e progressivo aumento del feedback un training prolungato ed intenso volto allo sviluppo di tasks che richiedano l'integrazione di strutture potenzialmente funzionali un progressivo aumento delle dicoltà dei tasks del training.

5 (BFB) La neuroriabilitazione in soggetti con lesioni al sistema nervoso centrale prevede: un training di base un training che fornisca un costante e progressivo aumento del feedback un training prolungato ed intenso volto allo sviluppo di tasks che richiedano l'integrazione di strutture potenzialmente funzionali un progressivo aumento delle dicoltà dei tasks del training.

6 (BFB) La neuroriabilitazione in soggetti con lesioni al sistema nervoso centrale prevede: un training di base un training che fornisca un costante e progressivo aumento del feedback un training prolungato ed intenso volto allo sviluppo di tasks che richiedano l'integrazione di strutture potenzialmente funzionali un progressivo aumento delle dicoltà dei tasks del training.

7 (BFB) La neuroriabilitazione in soggetti con lesioni al sistema nervoso centrale prevede: un training di base un training che fornisca un costante e progressivo aumento del feedback un training prolungato ed intenso volto allo sviluppo di tasks che richiedano l'integrazione di strutture potenzialmente funzionali un progressivo aumento delle dicoltà dei tasks del training.

8 (BFB) Apprendimento in condizioni patologiche In presenza di cerebro-lesioni il cervello umano è assimilabile ad un complesso computer che in seguito ad una rottura viene sostituito con un altro di minor potenza e con una compatibilità di linguaggio rispetto al computer originario variabile in rapporto inverso all'entità del danno. Tutti i programmi in dotazione al primo computer non sono più utilizzabili, in toto o in parte, dal nuovo computer residuato dalla rottura. Per realizzare le operazioni si impone la riscrittura dei programmi dedicati a specici compiti e funzioni nel linguaggio utilizzato dal nuovo computer e in rapporto alla relativa potenza. Necessario quindi attivare un processo di apprendimento (riscrittura) di nuove abilità motorie (realizzate in modo diverso dalla situazione pre-lesionale) in modo da attivare comportamenti adeguati alle richieste interne ed esterne dell'individuo neuro-leso.

9 (BFB) Controllo in anello chiuso Un controllore informato del risultato del prodotto del sistema mediante un usso di informazioni provenienti dall'oggetto controllato è in grado di intervenire sul processo al ne di adeguare il risultato a quanto programmato correggendone gli eventuali errori.

10 Controllo motorio Neuroriabilitazione (BFB)

11 (BFB) Feedback intrinseco Nei sistemi biologici esistono costantemente, almeno in condizioni normali, informazioni aerenti inviate al sistema nervoso centrale e generate dal movimento stesso. L'uomo dispone di una serie di recettori che non possono non venire eccitati nel corso del movimento (es.: non è possibile saltare da un gradino senza che la frequenza di scarica dei recettori vestibolari sia modicata). Esiste quindi una sorta di feedback inevitabile denito INTRINSECO costituito dall'insieme delle aerenze di ritorno del movimento, che non può essere soppresso se non in condizioni patologiche.

12 Feedback estrinseco Neuroriabilitazione (BFB) Il feedback intrinseco non è l'unica sorgente di informazione utilizzabile dal soggetto per controllare e perfezionare il comportamento motorio; egli può attivamente ricercare ulteriori informazioni dall'ambiente. Questo tipo di informazioni prende il nome di feedback ESTRINSECO. In questa categoria di informazioni è possibile includere anche la conoscenza del risultato (CR) che gioca un ruolo cruciale in molte teorie dell'apprendimento motorio.

13 (BFB) Feedback estrinseco (CR) Il concetto di conoscenza del risultato riveste un ruolo centrale in molte teorie sull'apprendimento motorio. Sembrerebbe, da evidenze sperimentali, che la CR avrebbe una funzione importante soprattutto nella fase precoce di acquisizione di un'abilità motoria. Solo in una fase più tardiva dell'apprendimento è possibile il miglioramento della prestazione anche in assenza di CR.

14 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

15 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione BFB Insieme dei principi di base comuni all'utilizzo clinico di una serie di dispositivi terapeutici che forniscono al paziente informazioni relative ad eventi interni allo stesso, concernenti funzioni siologiche, sia patologiche, mediante segnali uditivi, visivi somatosensitivi con l'intento di facilitare l'acquisizione e la produzione di una desiderata modicazione comportamentale.

16 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione BFB Insieme dei principi di base comuni all'utilizzo clinico di una serie di dispositivi terapeutici che forniscono al paziente informazioni relative ad eventi interni allo stesso, concernenti funzioni siologiche, sia patologiche, mediante segnali uditivi, visivi somatosensitivi con l'intento di facilitare l'acquisizione e la produzione di una desiderata modicazione comportamentale.

17 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione BFB Insieme dei principi di base comuni all'utilizzo clinico di una serie di dispositivi terapeutici che forniscono al paziente informazioni relative ad eventi interni allo stesso, concernenti funzioni siologiche, sia patologiche, mediante segnali uditivi, visivi somatosensitivi con l'intento di facilitare l'acquisizione e la produzione di una desiderata modicazione comportamentale.

18 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione BFB Insieme dei principi di base comuni all'utilizzo clinico di una serie di dispositivi terapeutici che forniscono al paziente informazioni relative ad eventi interni allo stesso, concernenti funzioni siologiche, sia patologiche, mediante segnali uditivi, visivi somatosensitivi con l'intento di facilitare l'acquisizione e la produzione di una desiderata modicazione comportamentale.

19 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Fornisce la possibilità di acquisire il controllo volontario di certi eventi siologici mediante l'informazione coscientizzata, istantanea, continua, proporzionale, suciente chiara sull'andamento della funzione monitorata fornita dalle apparecchiature di BFB, che trasformano eventi biologici in segnali uditivi, visivi tattili.

20 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione E' una modalità per apprendere ad inuire in modo signicativo su risposte siologiche di due tipi: quelle solitamente al di fuori del controllo volontario quelle che, se generalmente facilmente controllabili, sono sfuggite ai meccanismi regolatori in seguito ad una malattia o ad evento traumatico.

21 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

22 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Schema tipico di un sistema di BFB

23 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

24 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Punti critici Due sono i punti critici del sistema: interfaccia paziente-apparecchiatura interfaccia apparecchiatura-paziente La prima, in uscita dal paziente, è importante per permettere una congrua rilevazione del parametro più signicativo di una determinata funzione all'interno di uno specico contesto terapeutico. La seconda, in entrata verso il paziente, ha un'importanza molto particolare in quanto la scelta del tipo di FB e soprattutto la modalità con la quale viene fornito al paziente inuenza l'apprendimento.

25 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

26 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Riabilitazione: uso del BFB L'esercizio terapeutico convenzionale insegna direttamente al paziente nuove abilità o ne aumenta indirettamente la performance attraverso il miglioramento della coordinazione, della forza muscolare ecc. Il BFB utilizzato come ausilio all'esercizio terapeutico fornisce ai pazienti ed ai terapeuti accesso ad informazioni non disponibili mediante l'esercizio terapeutico convenzionale.

27 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione Il feedback è utile al paziente ma anche al sioterapista o ai medici. Questi ultimi possono utilizzare l'informazione data dal feedback per eettuare un'attenta valutazione su speciche componenti abnormi del comportamento motorio e in seguito decidere specici programmi terapeutici, selezionare esercizi utili e condurli in modo da averne la massima ecacia.

28 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

29 Neuroriabilitazione (BFB) Sfrutta il monitoraggio dei fenomeni elettrochimici legati al metabolismo cutaneo che variano in risposta a determinate stimolazioni del sistema nervoso autonomo, a loro volta molto spesso legate a certi comportamenti psicoemotivi. Molto utile come tecnica di rilassamento generale e di controllo dell'emotività.

30 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

31 Neuroriabilitazione (BFB) Fornisce al paziente indicazioni sulla temperatura delle estremità degli arti addestrandolo ad ottenere un aumento o una diminuzione. Variazioni di qualche grado centigrado si possono facilmente riscontrare già dopo poche sedute. Utilizzato nel trattamento di cefalee vasomotorie ed in altre patologie vascolari periferiche.

32 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

33 (BFB) Sono nalizzati al controllo e alla modicazione terapeuticamente utile di tali parametri. Il BFB del ritmo cardiaco sembra oggi denitivamente passato da mezzo terapeutico a strumento di valutazione psicosiologica. Interessanti risultati si sono ottenuti in soggetti ipertesi (riduzione del regime pressorio) e nel controllo dell'ipotensione ortostatica in soggetti mielolesi.

34 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

35 (BFB) Il biofeedback elettromiograco permette di acquisire il controllo volontario della muscolatura striata mediante l'utilizzo di apparecchiature EMG che forniscono al paziente informazioni semplicate sul grado di contrazione muscolare. Tecnicamente il BFB EMG si basa sulla possibilità di registrare l'attività elettrica muscolare durante una contrazione convertendola in un segnale visivo e/o uditivo più comprensibile del segnale EMG e meglio utilizzabile ai ni terapeutici.

36 (BFB) Il segnale di uscita può essere presentato con diverse modalità: il FB acustico può essere caratterizzato da diversi tipi di suono; il FB visivo è generalmente preferito dai pazienti perché più signicativo e sensibile.

37 FB acustico Neuroriabilitazione (BFB) Esistono diverse modalità di presentazione del suono: suono a frequenza ssa di impulsi (tipo bip) con possibilità talvolta di modicare un intervallo tra un impulso e l'altro, o con modicazioni della frequenza in modo proporzionale al segnale EMG; suono di tipo continuo con tonalità variabile; suono ad impulsi con variazione della tonalità. La possibilità di scegliere la modalità di comparsa dei dierenti suoni è utile per adattare il FB alle varie esigenze.

38 FB visivo Neuroriabilitazione (BFB) Esistono diverse modalità di presentazione: segnale luminoso semplice con un'unica spia che si accende e si spegne con il raggiungimento del valore di soglia; serie di led di dierente colore che si illuminano in successione con l'aumentare della contrazione; display digitale sul quale è riportato il valore in microvolt dell'ampiezza del segnale EMG registrato; un oscilloscopio che riproduce il segnale EMG retticato.

39 Applicazioni Neuroriabilitazione (BFB) Le tecniche di BFB EMG trovano impiego nel trattamento delle lesioni del sistema nervoso centrale e periferico ed in alcune patologie dell'apparato osteoarticolare. Gli esercizi specici utilizzati durante il trattamento comprendono essenzialmente: l'addestramento al rilassamento di muscoli contratti o spastici; il reclutamento più o meno selettivo di muscoli accidi, paretici ed ipertroci; l'addestramento funzionale.

40 (BFB) BFB EMG: Il BFB EMG ha come obiettivo l'acquisizione o il miglioramento del controllo volontario sulla muscolatura striata attraverso l'uso di apparecchiature elettromiograche che forniscono al paziente informazioni semplicate e di facile comprensione sull'attività contrattile muscolare. Il loro uso non richiede da parte del paziente alcuna conoscenza di elettromiograa.

41 (BFB) Esso trova l'indicazione in due categorie di disturbi: 1 comprende alterazioni della funzione muscolare 2 è rappresentata da situazioni nelle quali il muscolo, pur non essendo danneggiato direttamente, presenta uno squilibrio funzionale relativo ad altre condizioni patologiche

42 (BFB) Sommario 1 Neuroriabilitazione 2 (BFB) Denizione Schema Criticità BFB in riabilitazione 3 4

43 (BFB) Nell'ambito della Medicina Riabilitativa sono stati introdotti nuovi dispositivi di BFB particolarmente importanti nella rieducazione delle motulesioni: BFB goniometrico (BFB di posizione) che monitora gli angoli articolari nell'attivazione motoria BFB di forza in grado di rilevare l'entità del carico o di una forza realizzata da un segmento corporeo.

44 (BFB) Questi dispositivi costituiti da trasduttori meccanici di forza e posizione consentono misurazioni tanto accurate quanto obiettive del movimento e la denizione di mete riabilitative progressive. Possono essere completati con l'aggiunta della variabile tempo in modo da associare ad esempio l'entità del carico per un tempo adeguato selezionato dal sioterapista, oppure eseguire un determinato angolo articolare in un tempo desiderato.

45 BFB goniometrici Neuroriabilitazione (BFB) Si basano sul rilievo di parametri cinematici impiegando goniometri che misurano gli angoli articolari durante il movimento.

46 BFB goniometrici Neuroriabilitazione (BFB)

47 BFB di forza Neuroriabilitazione (BFB) Utili quando il terapista vuole far comprendere al paziente la qualità e la quantità delle forze che egli è in grado di imprimere sia in relazione al terreno che in relazione ad una qualsiasi leva meccanica.

48 BFB di forza Neuroriabilitazione (BFB)

49 (BFB) Monitor della postura Permettono la misura e la visualizzazione dello spostamento del centro di pressione del paziente (con lesioni del sistema nervoso centrale) che presenta disturbi della postura e dell'equilibrio. Costituiti da 1 pedana dinamometrica 2 monitor o visualizzatore della posizione del CoP. Il paziente segue sul monitor la presentazione in tempo reale dello spostamento del CoP ed in ultima analisi delle sue oscillazioni secondo una rappresentazione bidimensionale.

50 (BFB) Il monitor ed il sistema di elaborazione provvedono inoltre a presentare dei target prestabiliti al paziente all'interno dei quali egli dovrà limitare il proprio controllo posturale. Inoltre il dispositivo è corredato di allarme e segnalazione di errore al paziente per informarlo in tempo reale di eccessive oscillazioni.

51 (BFB) Biofeedback: funzioni e vantaggi Il BFB può essere denito come il mezzo che permette di rilevare istantaneamente, sotto forma di segnali per lo più acustici e visivi, l'entità di una contrazione muscolare e o della relativa forza attivata, la posizione di un'articolazione o di un segmento corporeo, la direzione in cui si sta muovendo, la correttezza del risultato ottenuto rispetto ad un compito pressato, selezionando, amplicando e semplicando l'informazione di ritorno in modo da facilitare l'acquisizione ed il consolidamento di un migliore comportamento motorio e funzionale del soggetto disabile.

52 (BFB) Oltre che come strumenti terapeutici, i dispositivi di BFB rivestono un importante ruolo nella valutazione, quantizzazione ed analisi dei segni che determinano la disabilità e consentono nalmente di sondare la validità delle varie strategie terapeutiche. Valutazione oggettiva del recupero funzionale durante lo svolgimento di protocolli riabilitativi. Permettono il confronto di protocolli riabilitativi diversi.

53 (BFB) L'apparecchio, se utilizzato correttamente, è in grado di fornire non solo informazioni semplici, ma anche di tipo globale sulla performance attivata, CR, che potranno essere utilizzate con maggiore o minore azione facilitante l'apprendimento motorio. Nei pazienti con grave compromissione delle sensibilità somatocinestetiche il BFB è una delle poche possibilità, a volte l'unica, per riottenere una riaerentazione utile nell'esercitazione terapeutica. La possibilità di utilizzare le apparecchiature di BFB come mezzo di valutazione e quantizzazione obiettiva di certe componenti abnormi del comportamento motorio, consentendo di vericare la validità delle varie proposte terapeutiche.

54 (BFB) BFB Si possono individuare due tipi di approccio nel monitoraggio e nell'utilizzo riabilitativo dei parametri spazio temporali dell'abilità motoria: 1 Privilegia l'analisi di parametri intrinseci al movimento stesso (misurazione di parametri cinematici relativi alla variazione di posizione dei segmenti corporei o le grandezze dinamiche relative alle forze in gioco durante il movimento. 2 Valuta il risultato funzionale della risposta motoria in riferimento ad un obiettivo o ad un criterio di correttezza predeterminato (si basano sulla misurazione dell'errore compiuto dal soggetto in un determinato compito motorio).