Fattori determinanti l'efficacia della terapia robotica nel recupero della deambulazione nei pazienti con ictus

Stroke is considered the most important cause of morbidity and long term disability in Europe, and is the third leading cause of death. Demographic changes will lead to an increase in both incidence and prevalence suggesting it could actually be considered as a pandemia. The incidence of stroke in Italy is about 200,000 every year, of which 80% are new episodes and 20% recidives. Following the acute phase of stroke, the patient is cured and cared by a multidisciplinary team with the aim of identifying impaired functions, reducing disability affecting activities of daily living and improving patient's participation to social life. Among the major determinants of disability after stroke there is the impairment in walking, the recovery of which can be considered as the main purpose of the neuromotor rehabilitation. To date, the conventional physiotherapy results not compleately satisfactory and is long and expensive. About half of the patients who had a first stroke has a mobility deficits that probably will lead them to be confined on wheelchair after three months of neurorehabilitation. There is therefore the need of improving the effectiveness of rehabilitation and on the other hand to reduce its costs. In the last two decades the neurorehabilitation has benefited of new principles emerging from neuroscience and through functional imaging techniques, that have allowed us to better understand the neuroplasticity of the brain. It has been stressed that intensity and task-specific exercises are essential as well as the earliness of the training. In this sense the robot for rehabilitation are born to help physiotherapists to give an early and intensive training in non-ambulatory sub-acute patients. Robotic assisted gait rehabilitation in addition to the conventional techniques has been shown to increase the chances of a return to autonomous ambulation but with wide outcomes ranging from patient to patient. Since the type of treatment is demanding and expensive it is essential to identify the type of patient who can benefit more from robotic therapy in order to optimize the economic resources available by the welfare. To date, there are no studies in the literature about the determinants recovery of ambulation with robotic therapy for ambulation. The purpose of this thesis is to identify the determinants of return to an autonomous walking in patients with stroke sequelae treated with robotic therapy. The first chapter describes the characteristics and consequences of stroke. The second chapter analyzes the gait in healthy individuals and in that suffering a stroke while in the third chapter reviews new rehabilitation methods with a particular focus on those technological and robotic. The third chapter highlights the principles of neuroscience that underlie the new technological and robot based machine for physiotherapy with indications for the future. In particular it should be noted that it is necessary the involvement of the upper brain structures, in accordance to a top-down approach, for better targeting and facilitating the recovery processes dependent on neuroplasticity. It also clarifies the concept of robotic therapy as a tool in the hands of the therapist and not as rehabilitative per se. The fourth chapter describes the research protocol for the identification of the determinants of recovery after gait robotic therapy with the discussion, contextualization of the results based on the available scientific evidence and conclusions. The study was conducted as a randomized controlled, single-blind trial evaluating 100 patients with subacute stroke and not ambulant. The study was carried out following the CONSORT guidelines on the conduct of trials of non-pharmacological effectiveness. The treatment group has carried out 20 sessions of therapies, 5 times a week for 4 weeks of therapy robotics in addition to standard therapy while the control group has carried out 20 therapy of walking training sessions with conventional techniques in addition to standard therapy. The amount of therapy was the same in the two groups. The results showed that patients undergoing therapy robotics had 6.5 times more chances to return to an unaided walking. The key factors that influenced the recovery are: Barthel Index score at admission (OR = 8,428, p = 0.001); the type of therapy as above stated (OR = 6.541, p = 0.001); the time between onset of therapy and acute event (OR = 3.768, p = 0.018), and trunk control at admission (OR = 3.018, p = 0.040). The same regression was then performed on the single group of patients who received robotic therapy. The only factor that remains predictor in this case is the control of the trunk (TCT-score at the entrance) with a probability of recovery almost 7 times higher in those who are able to control the trunk (OR = 6.9, CI 95% = 1.783 -26,706, p = 0.005). Factors not statistically significant on the entire sample remained not significant in the group of robotic therapy (age: p = 0.676, affected side: p = 0.426, type of stroke: p = 0.620, sex: p = 0.466). In conclusion, the robotic therapy is effective in patients with stroke in the subacute phase even in the most severe patients, provided a trunk control has been preserved for robotic group. The identification of the factors of effectiveness of robotic therapy is in line with personalized medicine, which from some years stands alongside the principle of evidence-based medicine.L' ictus e' la piu' importante causa di morbilita' e disabilita' a lungo termine e la terza causa di morte in Europa. In futuro i cambiamenti demografici porteranno ad un aumento dell'incidenza e della prevalenza tanto da far pensare ad una vera e propria pandemia. I casi di ictus in Italia sono circa 200.000 ogni anno, di cui l'80% sono nuovi episodi e il 20% recidive. A seguito della fase acuta il paziente viene preso in carico da un team multidisciplinare con il fine di individuare le funzioni compromesse e le relative cure da adottare per ridurne la disabilita e migliorare la partecipazione del paziente alle attivita' di vita quotidiane. Tra i maggiori determinanti della disabilita' post ictus vi e' il recupero della deambulazione autonoma che rappresenta, infatti, lo scopo principale della riabilitazione neuromotoria. Ad oggi la fisioterapia convenzionale porta a risultati soddisfacenti ma e' lunga e costosa. Circa la meta' dei pazienti che ha avuto un primo ictus ha una mobilita' possibile con la carrozzina dopo tre mesi di neuroriabilitazione. Vi e' pertanto la necessita' da un lato di migliorare l'efficacia della riabilitazione motoria e dall'altro di ridurne i costi. Nell'ultimo ventennio la neuroriabilitazione ha beneficiato di nuovi principi emersi da studi di neuroscienze, con tecniche di imaging funzionale, che hanno permesso di comprendere meglio la neuroplasticita' dell'encefalo a seguito di una lesione cerebrale. E' stato cosi sottolineato come l'intensitaa', la precocita' e la compito-specificita' dell'esercizio siano fondamentale per incrementare ed indirizzare positivamente il recupero dipendente dalla neuroplasticita' . In questo senso i Robot per la riabilitazione nascono per aiutare i fisioterapisti a somministrare un training precoce ed intensivo in pazienti subacuti non deambulanti autonomamente. La rieducazione della deambulazione assistita da Robot in aggiunta alle tecniche convenzionali ha dimostrato di aumentare le possibilita' di un ritorno alla deambulazione autonoma ma con risultati variabili da paziente a paziente. Dal momento che la tipologia di trattamento e' impegnativa e costosa e' indispensabile identificare la tipologia di paziente che ne possa beneficiare per ottimizzare le risorse economiche messe a disposizione dal walfare. Ad oggi non vi sono in letteratura studi sui fattori determinanti il recupero della deambulazione con terapia robotica per la deambulazione. Scopo della presente tesi e' quello di identificare i fattori determinanti il ritorno ad una deambulazione autonoma in pazienti con postumi di subacuto e trattati con terapia robotica. Nel primo capitolo vengono descritte le caratteristiche dell'ictus e le conseguenze. Il secondo capitolo analizza la deambulazione nel soggetto sano ed in quello affetto da ictus mentre nel terzo capitolo vengono revisionate le nuove metodiche riabilitative con un particolare focus su quelle tecnologiche e robotiche. Vengono messi in luce i principi di neuroscienze che ne sono alla base ed analizzati criticamente con indicazioni per il futuro. In particolare si evidenzia come sia necessario un coinvolgimento delle strutture superiori encefaliche seguendo un approccio di tipo top-down per meglio indirizzare e facilitare i processi di recupero neuroplasticita' dipendenti. Si chiarisce inoltre il concetto di terapia robotica come strumento nelle mani del terapista e non come riabilitativa di per se. Nel quarto capitolo si descrive il protocollo di ricerca per l'identificazione dei fattori determinanti il recupero della deambulazione dopo terapia robotica con la discussione, la contestualizzazione dei risultati in base alle conoscenze scientifiche disponibili e le conclusioni. Nello studio di tipo randomizzato e controllato, in singolo cieco sono stati arruolati 100 pazienti con ictus subacuto non deambulanti. Lo studio e' stato condotto seguendo le linee guida CONSORT sulla conduzione dei trial di efficacia non farmacologici. Il gruppo di trattamento ha eseguito 20 sedute di terapie 5 volte a settimane per 4 settimane di terapia robotica in aggiunta alla terapia standard mentre il gruppo di controllo ha effettuato 20 sedute di terapia della deambulazione con tecniche convenzionali in aggiunta alla terapia standard. La quantita' di minuti di terapia era la stessa nei due gruppi. I risultati hanno evidenziato come i pazienti sottoposti alla terapia robotica avevano 6,5 volte in piu' la possibilita' di ritornare ad una deambulazione autonoma. I fattori che influenzavano il recupero sono: il BI in ingresso (OR=8.428, p=0.001); il tipo di terapia, con il gruppo robotico che ha mostrato una probabilita' di recupero sei volte maggiore rispetto all'altro gruppo (OR=6.541, p=0.001); il tempo intercorso tra l'evento acuto, l'inizio della riabilitazione (OR=3.768, p=0.018) e il controllo del tronco (OR=3.018, p=0.040). La stessa regressione e' stata poi effettuata sul singolo gruppo di pazienti che hanno effettuato terapia robotica. L'unico fattore che rimane predittivo in questo caso e' il controllo del tronco (TCT-score all'ingresso) con una probabilita' di recupero quasi 7 volte maggiore in chi e' in grado di controllare il tronco (OR=6.9, CI95%=1.783-26.706, p=0.005). I fattori non significativi sull'intero campione restano non significativi nel solo gruppo di terapia robotica (eta' : p=0.676, lato affetto: p=0.426, tipo di ictus: p=0.620, sesso: p=0.466). Quindi fattori di vulnerabilita' per la terapia convenzionale come eta' , sesso, lato affetto e tipo di ictus non lo sono per la terapia robotica. In conclusione la terapia robotica e' efficace nei pazienti con ictus in fase subacuta anche in pazienti piu' severi. Il controllo del tronco si e' dimostrato predittivo di recupero della deambulazione autonoma. L'identificazione dei fattori di efficacia della terapia robotica e' in linea con la medicina personalizzata, che da qualche anno affianca il principio della medicina basata sulle evidenze