La riabilitazione tecnologicamente assistita in età evolutiva: il modello innovativo del Carelab

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1 La riabilitazione tecnologicamente assistita in età evolutiva: il modello innovativo del Carelab Ivana Olivieri U.O. Neuropsichiatria e Riabilitazione dell età evolutiva IRCCS S. Maria Nascente Fondazione Don Gnocchi, Milano

2 Il mercato tecnologico è in continua espansione, l offerta sempre più accattivante, l utilizzo sempre più pervasivo

3 N pubblicazioni La realta virtuale e la riabilitazione Pubmed - Virtual reality- rehabilita on Wiihabilitation Tecnologie sofisticate Soluzioni a basso costo provenienti dal mondo video-ludico

4 Unità Operativa di Neuropsichiatria e Riabilitazione dell età evolutiva DSI: Direzione Sviluppo e Innovazione Direttore: Dott. Furio Gramatica ITB: Laboratorio di Integrazione Tecnologie Biomediche Ing. Paolo Meriggi Mercato, realtà di ricerca e/o clinica esterni, industria DSI ITB Attività Clinica e Riabilitazione, Formazione (FdG) CARE LAB Aree di Ricerca Tecnologica (FdG)

5 Il framework teorico E P I Q Ecologico Personalizzato Interattivo Quantitativo

6 CARE (Computer Assisted REhabilitation) Lab Luogo fisico per una approccio multidisciplinare alla riabilitazione tecnologica (continuum tra ricerca e clinica) Luogo di scouting, analisi e integrazione delle tecnologie esistenti (framework EPIQ); collaborazione con aziende del settore. Design architettonico nell ottica di una tecnologia che sparisce

7 CARE Lab: i progetti VITAMIN IN USO CLINICO Progetto Smart Objects Robotica Educativa e Coding VITAMIN: VIrtual reality platform for Motor and cognitive rehabilitation

8 Realtà virtuale immersiva (visori, gloves, ) REALTÀ VIRTUALE: TIPOLOGIE Realtà virtuale non immersiva Realtà aumentata

9 REALTÀ VIRTUALE e RIABILITAZIONE : POTENZIALITÀ Active ingredients of virtual reality Intensività Flessibilità Ambiente ecologico Motor learning Task specifici Feedback Problem solving Motivazione

10 VIrtual reality platform for Motor and cognitive rehabilitation Terapisti Medici Psicologi Bio-Ingegneri Tecnici/Artisti Computer Grafica Sviluppatori Software

11 VIrtual reality platform for Motor and cognitive rehabilitation Terapista Utente VIDEO Tablet AUDIO Medico Sensori e dispositivi di input Unità di Elaborazione e storage

12 5 programmi riabilitativi codificati VITAMIN: i giochi riabilitativi Potenziamento motorio arti superiori Potenziamento cognitivo: attenzione visiva funzioni esecutive: inibizione shifting memoria lavoro visuo-spaziale GameSet : Gita al parco Pronti via 80 giochi riabilitativi

13 Obiettivo principale : GITA AL PARCO Potenziamento del movimento dell arto superiore e delle funzioni esecutive di attenzione selettiva, sostenuta, inibizione e shifting Svolgimento del gioco: Raggiungimento di target in movimento attraverso il movimento dell arto superiore (flessione a livello della spalla ed in estensione a livello del gomito) in un volume spaziale anteriore al piano frontale del bambino Consegne presentano complessità crescente con modulazione delle richieste cognitive

14 Gita al Parco Parametri modulabili: Numero e gradezza di target (presentazione randomica) Presenza bonus e distrattori (percentuale comparsa) Velocita target Direzione di movimento dei target Durata totale del gioco Modulazione delle consegne (giochi singoli/bipartiti/ tripartiti)

15 Pronti via Obiettivo del gioco Promozione competenze attentive, memoria a breve termine e/o memoria di lavoro spaziale e visiva e inibizione Svolgimento del gioco: Raggiungimento con l arto superiore di un target in posizione fissa in un volume spaziale anteriore al piano frontale del bambino

16 Pronti via Parametri modulabili Grandezza della griglia di riferimento Numero dei target Numero distrattori Presenza / scomparsa dei target Durata del gioco

17 VITAMIN: utilizzo clinico Bambini di età compresa tra i 5 e gli 11 anni Quadri clinici: Paralisi cerebrale infantile Disturbi dello sviluppo della coordinazione Disturbi specifici di apprendimento Ritardi cognitivi Deficit di attenzione e funzioni esecutive Cicli di 10 sedute (45 minuti) a frequenza bisettimanale Studi pilota

18 Studio pilota I Campione 6 soggetti con paralisi cerebrale infantile forme unilaterali Trattamento ciclo di 10 sedute Valutazione pre-post trattamento Melbourne ROM Analisi cinematica e EMG Abilhand-Kids Questionario di gradimento

19 Degrees [ ] Risultati preliminari: Valutazione funzionale 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 92,00% 96,00% 81,48% 61,11% 52,63% 52,38% PRE 65,79% 61,90% POST Movement Range 61,11% 81,48% Precision 92,00% 96,00% Dexterity 52,63% 65,79% Fluency 52,38% 61,90% Scala Melbourne 180 Shoulder flexion (ac ve ROM) T0 T1

20 T0 linea continua blu T1 linea continua rossa DS: linee tratteggiate Dati normativi: grigio

21 Risultati preliminari: abilità quotidiane Abilhand-kids Incremento del punteggio complessivo in tutti i soggetti Maggiore incremento in attività che richiedono movimenti a carico di spalla e gomito (lavare la la parte superiore del corpo, indossare lo zaino, abbottonare la giacca, )

22 Risultati preliminari: Questionario di gradimento Apprezzamento significativo dell esperienza in laboratorio da parte di tutta la popolazione in oggetto 2 bambini su 6 accusano stanchezza fisica al termine delle prime sessioni riabilitative

23 Risultati preliminari: analisi traiettorie Soggetto 8 Sessione 1 Sessione 10 Soggetto 6 Sessione 1 Sessione 10

24 VITAMIN: studio pilota II (DSA) 25 bambini con disturbo dell apprendimento associato disturbo dell attenzione e/o delle funzioni esecutive dalla classe terza primaria alla quinta primaria (8-10 anni) Cicli di 10 sedute (45 minuti) a frequenza bisettimanale Valutazione T0 Valutazione T1 Follow Up

25 INTELLIGENZA ATTENZIONE VISIVA INIBIZIONE DOPPIO COMPITO PIANIFICAZONE FLESSIBILITA MEMORIA VISUO SPAZIALE QI (WISC-IV) Indice Memoria Lavoro Indice Velocità Esecutiva Attenzione Sostenuta (Leiter 3) Campanelle AV 1 (NEPSY II) Inibizione (NEPSY II) Ranette (BIA) Stroop (Leiter 3) Attenzione divisa (Leiter 3) Labirinti (WISC-III) Five point test (NEPSY-II Memoria (Leiter 3) Giro Barattoli (BAFE) BRIEF-2 Inibizione Automonitoraggio REGOLAZIONE COMPORTAMENTALE Shift Regolazione delle emozioni REGOLAZIONE EMOTIVA Avvio Memoria di lavoro Pianificazione ed organizzazione Monitoraggio del compito Organizzazione del materiale REGOLAZIONE COGNITIVA INDICE ESECUTIVO GLOBALE

26 AV1 [ss] Rapidità [%] Accuratezza [%] Risultati preliminari: Attenzione visiva 70,00 60,00 50,00 40,00 Attenzione visiva (Campanelle) * Mean = % SD = % 40,00 70,00 60,00 50,00 40,00 Attenzione visiva (Campanelle) * Mean = % SD = % 38,23 30,00 30,00 20,00 19,23 20,00 15,77 10,00 10,00 0,00-10,00 PRE valutazione POST valutazione 0,00-10,00 PRE valutazione POST valutazione 14,00 12,00 10,00 8,00 Attenzione visiva (NEPSY II) * 7,88 9,68 Mean = 8.78 ss SD = 3.12 ss 6,00 4,00 2,00 0,00 PRE valutazione POST valutazione

27 Ranette [%] Tempo [ss] Accuratezza [%] Risultati preliminari: Inibizione 14,00 12,00 10,00 8,00 Inibizione (NEPSY II - Condizione B) * 7,68 Mean = 8.54 ss SD = 2.64 ss 9,40 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 Inibizione (NEPSY II - Condizione B) * Mean = % SD = % 49,56 6,00 40,00 33,08 4,00 30,00 2,00 20,00 10,00 0,00 PRE valutazione POST valutazione 0,00 PRE valutazione POST valutazione 90,00 80,00 70,00 60,00 Inibizione (BIA) * Mean = % SD = % 56,20 50,00 44,12 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 PRE valutazione POST valutazione

28 Labirinti [ss] Risultati preliminari: Pianificazione 14,00 12,00 10,00 8,00 8,04 Pianificazione (WISC-III) * 9,48 Mean = 8.76 ss SD = 3.22 ss 6,00 4,00 2,00 0,00 PRE valutazione POST valutazione

29 VITAMIN: studio pilota III 11 bambini con disturbo disturbo dell attenzione e/o delle funzioni esecutive dalla classe terza primaria alla quinta primaria (6-10 anni) Cicli di 10 sedute (45 minuti) a frequenza bisettimanale Valutazione T0 Valutazione T1 Follow Up

30 Risultati preliminari: Attenzione visiva/pianificazione Rapidità [%] Labirinti [ss] Accuratezza [%] 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00-10,00 Attenzione visiva (Campanelle) * 20,55 PRE valutazione 43,73 POST valutazione 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00-10,00 Attenzione visiva (Campanelle) * 10,55 PRE valutazione 34,45 POST valutazione Mean = % SD = % 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 8,64 Pianificazione (WISC-III) * 10,55 Mean = 9.60 ss SD = 3.26 ss 6,00 4,00 2,00 0,00 PRE valutazione POST valutazione

31 I risultati preliminari: sembrano confermare ricadute positive sul piano clinicofunzionale nei soggetti valutati con mantenimento al follow-up supportano positivamente l approccio e la metodologia rappresentano la base di partenza per la messa a punto di trial specifici necessari per una valutazione dell efficacia necessitano di essere confermati anche con l acquisizione di dati normativi rispetto alla performance durate le attività di gioco

32 CARE Lab: sviluppi futuri GAMESET VITAMIN : Passo, passo Promozione delle abilità di spostamento nello spazio e di bilanciamento del carico in compiti di pianificazione visuo-spaziale Smart objects Robotica educativa Repliche CARElab (altri centri FDG) CARElab@home

33 Utilizzo di Smart Objects in riabilitazione Obiettivi: Passaggio dalla realtà virtuale a quella reale (oggetti di uso quotidiana) Biofeedback per arricchire l interazione e migliorare la performance Acquisizione dati quantitativi relativi al movimento (operatoreindipendente) Potenziale monitoraggio remoto (riabilitazione a domicilio)

34 Carelab team: Ivana Olivieri Paolo Meriggi Elena Brazzoli Valentina Di Giusto Carolina Zorzi Rosanna Blonda Valentina Volpicelli Silvia Rezzonico Marcella Mazzola Tarjn Reina Grazie a