Progetti

RICERCA E SVILUPPO

ARTE – Analisi EEG del trattamento robotico

In corso – POR-FESR 2014-2020, BANDO SMART FASHION AND DESIGN, ASSE PRIORITARIO I – RAFFORZARE LA RICERCA, LO SVILUPPO E L’INNOVAZIONE Azione I.1.b.1.2 – Sostegno alla valorizzazione economica dell’innovazione attraverso la sperimentazione e l’adozione di soluzioni innovative nei processi, nei prodotti e nelle formule organizzative, nonché attraverso il finanziamento dell’industrializzazione dei risultati della ricerca

Il Progetto si propone di implementare un innovativo sistema rivolto alla neuro-riabilitazione del soggetto anziano affetto da patologie neurodegenerative oppure da soggetti vittime di ictus cerebrali con conseguente disabilità motoria e/o cognitiva.

Il sistema è composto dall’integrazione di dispositivi per la riabilitazione, la valutazione e monitoraggio di pazienti aventi la caratteristica di essere usabili e facilmente indossabili dal paziente. Particolare attenzione sarà posta sulla capacità del sistema di stimolare la motivazione e il grado di coinvolgimento del paziente nell’eseguire gli esercizi pianificati, sulla misurazione dei progressi e sui risultati ottenuti mediante l’utilizzo di innovativi algoritmi in grado di monitorare il coinvolgimento del paziente mediante l’analisi dei segnali EEG durante la sessione riabilitativa.

Il valore aggiunto del sistema è quello di fornire ai centri di riabilitazione uno strumento di supporto intelligente alle decisioni che sia in grado di adattarsi alle esigenze specifiche del paziente.

Il sistema si compone di una piattaforma tecnologica modulare schematicamente composta dalle seguenti parti:

  • Software di “Presa in Gestione del Paziente” (dati anagrafici, anamnesi, condizioni psicofisiche del paziente, banda EEG caratteristica del paziente, parametri biomedicali…) con la possibilità di avere memorizzata la Pianificazione dell’Attività;
  • Dispositivo Robotico Avanzato per la riabilitazione assistita dell’arto superiore;
  • Caschetto Wireless EEG per l’acquisizione e la trasmissione dei segnali Elettroencefalografici;
  • Misura dei parametri vitali: temperatura e frequenza cardiaca;
  • Algoritmo per il calcolo dell’“Engagement”.

Pinch-bite

2018 –POR FESR LIGURIA 2014-2020 – ASSE 1 “Ricerca e innovazione (OT1)” – Azione 1.1.3 “Sostegno alla valorizzazione economica dell’innovazione attraverso la sperimentazione e l’adozione di soluzioni innovative nei processi, nei prodotti e nelle formule organizzative, nonché attraverso il finanziamento dell’industrializzazione dei risultati della ricerca”

Il programma si è posto l’obiettivo di trasformare un prototipo esistente in un prodotto dotato di caratteristiche tecnologiche avanzate ed innovative, dal punto di vista sia hardware (ingegnerizzazione sensori) sia software (interfaccia in forma di giochi interattivi) e si è svolto su 4 aree fondamentali:

  1. ottimizzazione dell’hardware di acquisizione del segnale;
  2. ingegnerizzazione dei sensori, rispettando i requisiti funzionali di sensibilità e range di misura, ergonomia richiesta per ottenere un’acquisizione di valori significativi e producibilità a livello industriale per una produzione di serie;
  3. sviluppo dell’interfaccia software che, oltre a gestire l’anagrafica dei pazienti e l’archivio sessioni, eseguisse le misure valutative e includesse i programmi personalizzabili per la rieducazione motoria specifica;
  4. verifica dell’usabilità e della ripetibilità della misura con il nuovo sistema.

È stata progettata una scheda di acquisizione utilizzabile sia in modalità pinch che in modalità bite, che si collega via USB al pc.

I sensori pinch hanno un range di misura 0-25kg con alta sensibilità soprattutto nella parte bassa della finestra per avere una misura significativa nella dinamica del movimento; inoltre è stata data particolare importanza nella fase di design alla realizzazione di un sensore con minimo spessore possibile tra le dita durante la misura (1.5cm), per riprodurre il più fedelmente possibile gesti della presa fine della mano (tenere una penna, abbottonare un bottone, …).

Per riuscire a coprire efficacemente queste funzionalità, è stata progettata e realizzata una cella di carico custom, in quanto nulla di quanto disponibile sul mercato è risultato utilizzabile.

La cella progettata è stata poi inserita all’interno di un guscio, anch’esso customizzato, che ne ottimizzasse la modalità di carico e fosse funzionale ed ergonomica per il paziente che la utilizza.

Per quanto riguarda i sensori bite hanno un range di misura 0-80kg con alta sensibilità soprattutto nella parte bassa per avere una misura significativa nella dinamica del movimento e uno spessore tra i denti durante la misura minore di 1cm, per non alterare il movimento naturale dell’occlusione.

Inoltre, vista la particolare condizione in cui è realizzata la misura, è stata prestata massima attenzione all’igienizzazione e protezione del sensore dal contatto con la saliva e alla parte ergonomica per evitare il rischio di danneggiamento dei denti durante la misura.

È stato sviluppato un programma, con interfaccia user friendly e percorsi di utilizzo intuitivi, che gestisce l’anagrafica e archivio pazienti, così come l’archivio delle sessioni per ciascun paziente, consentendone anche il confronto diretto. Particolare attenzione è stata dedicata alla grafica che deve fornire il feedback visivo per il corretto svolgimento della misura di valutazione e per la parte di allenamento e rieducazione. Per quest’ultima, al fine di aumentare il coinvolgimento del paziente e quindi l’efficacia della sessione riabilitativa, sono stati previste anche delle sessioni di serious gaming: la performace funzionale richiesta al paziente è la medesima degli esercizi a feedback visivo con le tracce target, ma “rivestito” in modo più accattivante per mantenere maggiormente stimolata l’attenzione.

L’interfaccia è stata sviluppata in modo da risultare semplice ed immediata per gli operatori clinici, permettendone quindi un utilizzo diffuso nella pratica quotidiana all’interno dei centri di riabilitazione.

Nel corso del programma sono state analizzate le metodiche per l’utilizzo del sensore in terapia riabilitativa, in termini di definizione delle esercitazioni da far compiere al soggetto e dei metodi per la valutazione dei risultati e di studio delle tecniche di gamification per migliorare la qualità e l’efficacia del trattamento.

Il prodotto realizzato e il protocollo di misura della condizione basale del paziente sono stati verificati e validati per assicurarne la ripetibilità e affidabilità. Sulla base di questi risultati si può avviare un successivo studio più ampio sull’efficacia delle sessioni riabilitative.

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ARTE – Analisi EEG del trattamento robotico

In corso – POR-FESR 2014-2020, BANDO SMART FASHION AND DESIGN, ASSE PRIORITARIO I – RAFFORZARE LA RICERCA, LO SVILUPPO E L’INNOVAZIONE Azione I.1.b.1.2 – Sostegno alla valorizzazione economica dell’innovazione attraverso la sperimentazione e l’adozione di soluzioni innovative nei processi, nei prodotti e nelle formule organizzative, nonché attraverso il finanziamento dell’industrializzazione dei risultati della ricerca

Il Progetto si propone di implementare un innovativo sistema rivolto alla neuro-riabilitazione del soggetto anziano affetto da patologie neurodegenerative oppure da soggetti vittime di ictus cerebrali con conseguente disabilità motoria e/o cognitiva.

Il sistema è composto dall’integrazione di dispositivi per la riabilitazione, la valutazione e monitoraggio di pazienti aventi la caratteristica di essere usabili e facilmente indossabili dal paziente. Particolare attenzione sarà posta sulla capacità del sistema di stimolare la motivazione e il grado di coinvolgimento del paziente nell’eseguire gli esercizi pianificati, sulla misurazione dei progressi e sui risultati ottenuti mediante l’utilizzo di innovativi algoritmi in grado di monitorare il coinvolgimento del paziente mediante l’analisi dei segnali EEG durante la sessione riabilitativa.

Il valore aggiunto del sistema è quello di fornire ai centri di riabilitazione uno strumento di supporto intelligente alle decisioni che sia in grado di adattarsi alle esigenze specifiche del paziente.

Il sistema si compone di una piattaforma tecnologica modulare schematicamente composta dalle seguenti parti:

  • Software di “Presa in Gestione del Paziente” (dati anagrafici, anamnesi, condizioni psicofisiche del paziente, banda EEG caratteristica del paziente, parametri biomedicali…) con la possibilità di avere memorizzata la Pianificazione dell’Attività;
  • Dispositivo Robotico Avanzato per la riabilitazione assistita dell’arto superiore;
  • Caschetto Wireless EEG per l’acquisizione e la trasmissione dei segnali Elettroencefalografici;
  • Misura dei parametri vitali: temperatura e frequenza cardiaca;
  • Algoritmo per il calcolo dell’“Engagement”.
+ 2018

Pinch-bite

2018 –POR FESR LIGURIA 2014-2020 – ASSE 1 “Ricerca e innovazione (OT1)” – Azione 1.1.3 “Sostegno alla valorizzazione economica dell’innovazione attraverso la sperimentazione e l’adozione di soluzioni innovative nei processi, nei prodotti e nelle formule organizzative, nonché attraverso il finanziamento dell’industrializzazione dei risultati della ricerca”

Il programma si è posto l’obiettivo di trasformare un prototipo esistente in un prodotto dotato di caratteristiche tecnologiche avanzate ed innovative, dal punto di vista sia hardware (ingegnerizzazione sensori) sia software (interfaccia in forma di giochi interattivi) e si è svolto su 4 aree fondamentali:

  1. ottimizzazione dell’hardware di acquisizione del segnale;
  2. ingegnerizzazione dei sensori, rispettando i requisiti funzionali di sensibilità e range di misura, ergonomia richiesta per ottenere un’acquisizione di valori significativi e producibilità a livello industriale per una produzione di serie;
  3. sviluppo dell’interfaccia software che, oltre a gestire l’anagrafica dei pazienti e l’archivio sessioni, eseguisse le misure valutative e includesse i programmi personalizzabili per la rieducazione motoria specifica;
  4. verifica dell’usabilità e della ripetibilità della misura con il nuovo sistema.

È stata progettata una scheda di acquisizione utilizzabile sia in modalità pinch che in modalità bite, che si collega via USB al pc.

I sensori pinch hanno un range di misura 0-25kg con alta sensibilità soprattutto nella parte bassa della finestra per avere una misura significativa nella dinamica del movimento; inoltre è stata data particolare importanza nella fase di design alla realizzazione di un sensore con minimo spessore possibile tra le dita durante la misura (1.5cm), per riprodurre il più fedelmente possibile gesti della presa fine della mano (tenere una penna, abbottonare un bottone, …).

Per riuscire a coprire efficacemente queste funzionalità, è stata progettata e realizzata una cella di carico custom, in quanto nulla di quanto disponibile sul mercato è risultato utilizzabile.

La cella progettata è stata poi inserita all’interno di un guscio, anch’esso customizzato, che ne ottimizzasse la modalità di carico e fosse funzionale ed ergonomica per il paziente che la utilizza.

Per quanto riguarda i sensori bite hanno un range di misura 0-80kg con alta sensibilità soprattutto nella parte bassa per avere una misura significativa nella dinamica del movimento e uno spessore tra i denti durante la misura minore di 1cm, per non alterare il movimento naturale dell’occlusione.

Inoltre, vista la particolare condizione in cui è realizzata la misura, è stata prestata massima attenzione all’igienizzazione e protezione del sensore dal contatto con la saliva e alla parte ergonomica per evitare il rischio di danneggiamento dei denti durante la misura.

È stato sviluppato un programma, con interfaccia user friendly e percorsi di utilizzo intuitivi, che gestisce l’anagrafica e archivio pazienti, così come l’archivio delle sessioni per ciascun paziente, consentendone anche il confronto diretto. Particolare attenzione è stata dedicata alla grafica che deve fornire il feedback visivo per il corretto svolgimento della misura di valutazione e per la parte di allenamento e rieducazione. Per quest’ultima, al fine di aumentare il coinvolgimento del paziente e quindi l’efficacia della sessione riabilitativa, sono stati previste anche delle sessioni di serious gaming: la performace funzionale richiesta al paziente è la medesima degli esercizi a feedback visivo con le tracce target, ma “rivestito” in modo più accattivante per mantenere maggiormente stimolata l’attenzione.

L’interfaccia è stata sviluppata in modo da risultare semplice ed immediata per gli operatori clinici, permettendone quindi un utilizzo diffuso nella pratica quotidiana all’interno dei centri di riabilitazione.

Nel corso del programma sono state analizzate le metodiche per l’utilizzo del sensore in terapia riabilitativa, in termini di definizione delle esercitazioni da far compiere al soggetto e dei metodi per la valutazione dei risultati e di studio delle tecniche di gamification per migliorare la qualità e l’efficacia del trattamento.

Il prodotto realizzato e il protocollo di misura della condizione basale del paziente sono stati verificati e validati per assicurarne la ripetibilità e affidabilità. Sulla base di questi risultati si può avviare un successivo studio più ampio sull’efficacia delle sessioni riabilitative.

MCS Medical Care Systems, fondata nel 2000, si propone come partner specializzato nel campo delle apparecchiature elettromedicali per l’assistenza tecnica, la fornitura, il supporto post vendita, le verifiche di sicurezza e funzionali, la manutenzione e i controlli di qualità.