MR (2019)S1:S18-S19

Influenza della realtà virtuale sulle prestazioni cognitive

Marco STRAMBA-BADIALE
Direttore, Dipartimento Geriatrico-Cardiovascolare
IRCCS Istituto Auxologico Italiano, Milano
stramba_badiale@auxologico.it

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La Realtà Virtuale (Virtual Reality-VR) è un’esperienza interattiva che si realizza grazie alla simulazione di ambienti generati tramite computer. Ci sono differenti modalità che vanno da quelle più semplici dal punto di vista tecnologico a quelle più complesse come la realtà virtuale immersiva. All’epoca dei suoi primi sviluppi la realtà virtuale è stata utilizzata in vari ambiti quale quello militare per la simulazione di campi di battaglia o la progettazione di ambienti di vita o di lavoro.

Recentemente, la realtà virtuale è stata introdotta anche in ambito medico, ad esempio per la chirurgia ma anche per la riabilitazione. Presso l’istituto Auxologico Italiano, grazie a un finanziamento del Ministero della Salute, è stato realizzato un Centro di Telepresenza Immersiva Virtuale che, per la prima volta, ha permesso di installare tecnologie di alta complessità di realtà virtuale all’interno di un reparto ospedaliero di Medicina Riabilitativa. La Telepresenza Immersiva Virtuale (TIV) offre infatti un approccio innovativo per supportare il recupero funzionale delle abilità nei pazienti affetti da disturbi cognitivi nelle fasi iniziali, disturbi motori associati a ictus o malattia di Parkinson, disturbi psicologici come ansia, fobie o stress.

Questa metodica consiste nell’esecuzione di programmi virtuali finalizzati a promuovere l’esercizio delle funzioni compromesse al fine di gestire, superare, ridurre o compensare i deficit. I programmi di riabilitazione TIV si basano sull’esecuzione di attività con livelli di difficoltà graduabili all’interno di un dispositivo immersivo (CAVE) che simula in modo estremamente realistico e interattivo situazioni e contesti di vita quotidiana. Il trattamento riabilitativo mediante realtà virtuale consiste in sedute individuali condotte da un terapista occupazionale o da un fisioterapista o da uno psicologo durante le quali il paziente si muove e svolge compiti semplici o complessi e attività della vita quotidiana.

Nel CAVE vengono riprodotti su tre schermi e sul pavimento ambienti domestici ed esterni generati dal computer e con i quali il paziente può interagire utilizzando un joypad. Il paziente indossa dei particolari occhiali per la visione tridimensionale (3D) e gli vengono inoltre applicati sensori di posizione che rilevano i suoi movimenti per trasmetterli al computer. Tale approccio consente al paziente di sperimentarsi con successo negli esercizi e sviluppare gradi crescenti di autonomia, ulteriormente supportati dalla costante supervisione del terapista.

Il CAVE è utilizzato nell’ambito di un progetto riabilitativo individuale. Lo scopo è quello di migliorare le capacità motorie e/o cognitive e lo svolgimento delle attività della vita quotidiana. Il trattamento permette la riabilitazione di molteplici domini cognitivi e motori ed è personalizzato sulla base delle specifiche caratteristiche di ogni paziente.

I principali vantaggi della riabilitazione TIV rispetto alle tecniche tradizionali sono rappresentati dalla possibilità di situare l’esercizio riabilitativo in un ambiente che riproduce le caratteristiche degli ambienti di vita, dalla stimolazione multisensoriale, dall’opportunità di adattare la difficoltà degli esercizi in modo dinamico rispetto alle abilità acquisite dal paziente e dal monitoraggio sistematico degli indicatori di performance durante l’esercizio riabilitativo.

Il Ministero della Salute ha recentemente finanziato un progetto di ricerca finalizzata per valutare gli effetti di un intervento mediante realtà virtuale in soggetti con fragilità fisica o con deficit cognitivo in fase iniziale. A tale scopo un trial clinico randomizzato ha confrontato due tipi di intervento, rispettivamente con o senza realtà virtuale. Nei pazienti con deficit cognitivo l’obiettivo è il miglioramento delle funzioni esecutive e di memoria spaziale.

Tutti i pazienti vengono trattati con 20 sedute di 30 minuti due volte la settimana. Prima e dopo il trattamento i pazienti vengono valutati con Mini-Mental State Examination, Verbal Story Recall Test, Digit Span, Clock drawing test, Phonological verbal fluency.

Per il trattamento delle funzioni esecutive nel CAVE viene utilizzato lo scenario virtuale supermarket in cui il paziente deve eseguire una serie di compiti connessi alla scelta e all’acquisto di prodotti. Per la memoria spaziale i pazienti devono trovare un oggetto in una città virtuale e successivamente ritrovarlo partendo da un’altra posizione nella città (1).

Successivamente i pazienti proseguono il trattamento a domicilio utilizzando sistemi di realtà virtuale di minore complessità quali caschetti o video a 360 gradi. Per le funzioni esecutive il paziente deve concentrarsi in una cucina virtuale su azioni che portino ad un obiettivo (esempio preparare la colazione) ed evitare le azioni superflue (esempio dare da mangiare al cane). Per la memoria spaziale il paziente deve prestare attenzione all’ambiente e agli oggetti presenti e identificarne correttamente la posizione.

Lo studio in corso permetterà di valutare se un intervento con realtà virtuale sia in grado di migliorare le funzioni esecutive e la memoria spaziale in pazienti con deficit cognitivo in fase iniziale.

Nell’ambito dello stesso progetto abbiamo sviluppato un protocollo di realtà virtuale che integra l’intervento sulle funzioni cognitive con quello sulle funzioni motorie (2). Il paziente pedala su una cyclette all’interno del CAVE che riproduce il percorso in un parco e contemporaneamente deve riconoscere oggetti o animali lungo tale percorso. Tale intervento può essere svolto anche a domicilio coinvolgendo più di una persona (3).

Un ulteriore sviluppo sarà l’integrazione dell’intervento riabilitativo mediante realtà virtuale con quello effettuato con tecnologia robotica, grazie a un altro finanziamento recentemente approvato dal Ministero della Salute.

Referenze

  1. Serino S, Pedroli E, Tuena C, De Leo G, Stramba-Badiale M, Goulene K, Mariotti NG, Riva G. A Novel Virtual Reality-Based Training Protocol for the Enhancement of the “Mental Frame Syncing” in Individuals with Alzheimer’s Disease: A Development-of-Concept Trial. Front Aging Neurosci. 2017 Jul 27;9:240.
  2. Pedroli E, Greci L, Colombo D, Serino S, Cipresso P, Arlati S, Mondellini M, Boilini L, Giussani V, Goulene K, Agostoni M, Sacco M, Stramba-Badiale M, Riva G, Gaggioli A. Characteristics, Usability, and Users Experience of a System Combining Cognitive and Physical Therapy in a Virtual Environment: Positive Bike. Sensors (Basel). 2018 Jul 19;18(7).
  3. Arlati S, Colombo V, Spoladore D, Greci L, Pedroli E, Serino S, Cipresso P, Goulene K, Stramba-Badiale M, Riva G, Gaggioli A, Ferrigno G, Sacco M. A Social Virtual Reality-Based Application for the Physical and Cognitive Training of the Elderly at Home. Sensors (Basel). 2019 Jan 10;19(2).
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