Upper Limb Functional Assessment in PwMS: a MR Paradigm

La valutazione e la riabilitazione della funzionalità degli arti superiori, sono aspetti fondamentali da investigare per affrontare efficacemente i disturbi motori in soggetti con disturbi neurologici. Le metodologie tradizionali mancano di strumenti in grado di quantificare efficacemente la disabilità motoria, rendendo difficile la distinzione tra movimenti patologici e comportamenti normali. Questa tesi magistrale, condotta in collaborazione con l’istituto Italiano di Tecnologia (IIT), si pone l’obiettivo di esplorare un nuovo metodo di valutazione del controllo motorio degli arti superiori mediante l’utilizzo di un approccio di realtà mista con Microsoft Hololens2, un display head-mounted. Lo scopo primario della ricerca è quello di estrarre, processare e comparare i dati dei soggetti patologici con quelli dei sani al fine di individuare esercizi riabilitativi personalizzati sfruttando l’interazione con oggetti fisici. Sfruttando le capacità di tracking di mano ed occhio del dispositivo HoloLens2, lo studio vuole mettere a confronto dati cinematici provenienti da soggetti sani e soggetti affetti da Sclerosi Multipla, acquisiti durante un task di pick and place nel piano trasversale. Il task si compone di 6 differenti movimenti randomici nelle 4 direzioni cardinali. Questi dati vengono successivamente analizzati per estrarre metriche riguardanti la coordinazione mano-occhio, la morfologia, la smoothness e l’efficienza dei movimenti necessari per ottenere una valutazione complessiva della qualità del movimento. La comparazione delle metriche provenienti da soggetti sani e patologici fornisce degli aspetti chiave riguardanti le differenze nel controllo motorio e nella coordinazione tra i 2 gruppi svolgendo un ruolo fondamentale nel capire l’impatto della Sclerosi Multipla sulla funzionalità degli arti superiori. Lo scopo secondario della tesi è quello di sfruttare i risultati ottenuti dalle metriche per identificare dei pattern motori tra tutti i soggetti analizzati indagando differenti metodi di classificazione. I risultati ottenuti dalla clusterizzazione suddividono i soggetti in 4 classi: soggetti senza tremore, soggetti con tremore moderato o altri impairment cerebellari, soggetti con tremore severo e soggetti sani o con comportamento cinematico simile a quello dei sani. Nonostante i limiti riscontrati, i risultati ottenuti dimostrano l’effettiva usabilità di hololens2 nella valutazione del livello di impairment degli arti superiori e sottolineano l'importanza di definire dei protocolli riabilitativi personalizzati al fine di rendere il recupero dei soggetti affetti da sclerosi multipla il più efficace possibile migliorando la loro qualità di vita.