06 OTTOBRE 2020

Tra gamification, realtà virtuale e aumentata: la riabilitazione digitale e immersiva.

Negli ultimi anni gli ambienti interattivi hanno visto un crescente utilizzo nell'ambito della riabilitazione motoria, neuromotoria e cognitiva.

L'utilizzo della tecnologia per dar vita ad ambientazioni virtuali è stato supportato da numerosi studi che dimostrano la loro funzionalità per far lavorare il paziente simulando situazioni del mondo reale.

Ecco quindi che realtà virtuale (virtual reality), realtà aumentata (augmented reality) ed exergames si sono ampiamente diffusi nel trattamento di molte patologie sia acute sia degenerative e il mondo scientifico ha scommesso su questi sistemi

Insieme alla robotica, gli ambiti citati costituiscono gli scenari più interessanti nell'evoluzione tecnologica della riabilitazione.

L'evoluzione della gamificazione in riabilitazione

Il progresso tecnologico nel campo dell’informatica, dell’elettronica e della telematica sta contribuendo a diffondere la digitalizzazione nell'ambito della riabilitazione.

Di pari passo con l'evoluzione del digitale la comunità scientifica ha verificato negli anni la funzionalità di questa trasformazione per rispondere ai bisogni crescenti di continuità, efficacia e sostenibilità delle cure fisiche per i pazienti.

La realtà virtuale, la realtà aumentata e gli exergames sono in grado di generare delle ambientazioni e degli scenari realistici attraverso la computer grafica su uno schermo bi o tridimensionale.

Il paziente ha, così, la possibilità di interagire con gli elementi rappresentati con un alto grado di somiglianza rispetto agli ambienti reali garantendo un'esperienza immersiva.


Come nasce l'exergame

Le radici di questo progresso risiedono nella gamificazione, un processo che ha avuto inizio con la diffusione delle prime piattaforme di gioco videoludiche, già alla fine degli anni Settanta, con l’esordio della console Atari.

Il continuo progresso tecnologico continuò ad evolversi fino all’inizio degli anni Novanta, quando iniziarono a comparire i primi devices portatili (Game Boy, Sega Master System ecc.).

L'utente non dava più comandi diretti a un gioco (tramite joystick o tastiera), ma iniziava, così, ad interagire con un vero movimento, che se ripetuto portava ad esercitare uno sforzo fisico.

In tempi recenti nasce la categoria Exergame, derivante dall’unione delle due parole exercise e gaming.

Iniziarono ad apparire nelle sale giochi i primi exergame di danza interattivi, come Dance Dance Revolution di Konami. Seguì poi una rivoluzione di massa con l’introduzione di console domestiche, come la Nintendo Wii e successivamente le console Xbox e PlayStation.

Lo sviluppo delle applicazioni in ambito riabilitativo

Dopo un primo approccio riguardante la sfera health fitness, lo sviluppo delle console nell’ambito riabilitativo non è tardato ad arrivare.

Il problema principale delle prime applicazioni ha riguardato la poca applicabilità in termini di soluzioni, soprattutto perché i primi applicativi erano principalmente indirizzati ad un pubblico sano, con poco in comune con la sfera ortopedica e neurologica.

Di conseguenza, la scarsa adattabilità di questi prodotti ha generato la scintilla che ha stimolato la ricerca scientifica e tecnologica a indagare e sviluppare soluzioni con lo scopo di sfruttare la forza degli exergame in ambito riabilitativo.


I nuovi scenari della teleriabilitazione

Negli ultimi anni, inoltre, si sta assistendo allo studio di applicazioni di realtà virtuale che siano in grado di guidare, sotto il controllo del fisioterapista, il processo di presa in carico e cura anche direttamente al domicilio del paziente, in modo da favorire la continuità di cura.

Questo processo ha il nome di “teleriabilitazione” e permette, tra le altre cose, di monitorare l’evoluzione clinica dei pazienti in seguito alla dimissione ospedaliera o ad un primo ciclo di fisioterapia.

La tecnologia che guida queste nuove frontiere della riabilitazione lavora si ad ovviare problematiche ed esigenze post-trauma o intervento, ma risulta molto utile anche come forma di prevenzione, fondando il proprio progresso sul valore del movimento per la salute dei pazienti.

I vantaggi e le applicazioni della gamificazione nella riabilitazione

L’esercizio terapeutico eseguito con la realtà virtuale è in grado di indurre un riarrangiamento funzionale della corteccia motoria e delle reti neuronali danneggiate dall’evento patologico, anche grazie alla mediazione dei cosiddetti neuroni specchio.

Queste particolari cellule del cervello ci permettono di comprendere le dinamiche di un movimento, più o meno complesso, semplicemente attraverso l'osservazione.
Le aree applicative della realtà virtuale in riabilitazione sono:

  • il trattamento delle patologie ortopediche (interventi di protesi all’anca, al ginocchio ed esiti di fratture),
  • la riabilitazione delle patologie neuromotorie (esiti di trauma cranico, di ictus, Parkinson, Sclerosi Multipla e gli eventuali disturbi cognitivi ad esse correlati),
  • la riabilitazione psichiatrica,
  • il recupero cognitivo e della memoria.

Nelle persone con disabilità motoria, ad esempio, è possibile intervenire col supporto della realtà virtuale per:

  • la riabilitazione delle funzioni motorie deficitarie,
  • il training per l'utilizzo di ausili per la mobilità,
  • interventi per il miglioramento della qualità della vita della persona.

I risultati in termini di efficacia e di tempo impiegato per il recupero dei pazienti sono notevoli.

Inoltre questi programmi sono stati applicati anche come strumento per promuovere la qualità di vita globale dei pazienti.

Alcune ricerche si sono focalizzate sullo studio degli effetti dell'utilizzo della realtà virtuale su dimensioni come il tono dell'umore, l'autostima, il senso di padronanza e la motivazione a fare delle persone, in particolare bambini e giovani adulti con disabilità motoria.

Motivo per cui exergames, realtà virtuale e aumentata si dimostrano ideali anche per avviare i bambini al movimento e promuovere uno stile di vita attivo e sano nel contesto di una nuova psicomotricità.

I sistemi digitali per la riabilitazione

I sistemi digitali per la riabilitazione non solo rendono possibili percorsi di recupero, prevenzione e cura dei pazienti, bensì permettono di generare report utili alla verifica dell’efficacia degli esercizi attuati e alla pianificazione progressiva della strategia riabilitativa da impostare di volta in volta in relazione ai livelli di recupero del paziente.

La chiave di volta nell'utilizzo di questi sistemi, infatti, sta nell'oggettivazione dei dati scientifici che vengono emessi dai sistemi stessi.

La gamma di sistemi digitali TecnoBody per la riabilitazione include elementi alla base del nuovo processo riabilitativo hi-tech quali:

  • il Biofeedback, ovvero l'“informazione biologica di ritorno”, che consiste nell’avere un segnale di varia natura (acustico, visivo, tattile) in tempo reale, che possa informare il paziente al riguardo le sue componenti biologiche. Il biofeedback può riguardare una moltitudine di informazioni sulla sfera biologica, come per esempio la natura biomeccanica associata al movimento, il controllo posturale (sia statico che dinamico), controlli cinematici relativi a forza, potenza, accellerazione, velocità.
  • Virtual reality, ossia l'utilizzo di ambientazioni virtuali totalmente o parzialmente immersive per la persona. All’interno dell’ambiente virtuale la persona è rappresentata da un Avatar, ovvero una figura ricostruita digitalmente che sta ad impersonificare l’utente, facilitando in questo modo la simulazione dei compiti da svolgere (molto utile soprattutto in ambito neurologico e della terapia occupazionale).
  • Augmented Reality, ovvero la realtà aumentata che favorisce l’arricchimento della percezione sensoriale umana mediante informazioni, raccolte e convogliate elettronicamente, che non sarebbero percepibili con i cinque sensi.

Questi tre elementi tecnologici vengono utilizzati, per esempio, nella funzione Gait Trainer di WalkerView e la funzione Move e Monitor (presenti nel D-Wall) trattate successivamente.

La Gait Analysis tramite Walker View 3.0 SCX