PROMISE@LAB

IRCCS "Don Gnocchi" - Firenze

PROMISE@LAB: LABoratorio Congiunto di Ricerca PROtocolli e MISurE di outcome in Medicina Riabilitativa

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Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica, Università di Firenze - IRCCS Fondazione don Carlo Gnocchi Consulta qui l'elenco dei laboratori Congiunti

Promise@Lab pitch (english version)

Attività

Laboratorio congiunto con sede presso l'IRRCS Fondazione don Carlo Gnocchi, Firenze, volto allo sviluppo collaborativo e alla validazione di misure di outcome e di protocolli di trattamento innovativi in Medicina Riabilitativa, e all’identificazione di fattori predittivi e biomarcatori della risposta al trattamento. L’attività di ricerca si svolge all’interno dell’IRCCS Fondazione don Carlo Gnocchi e della SODc AOUC-FDG Riabilitazione Generale, con integrazione di expertise in ambito clinico e scientifico per un’attività a forte impronta traslazionale. Il coordinamento e il team sono interprofessionali e interdisciplinari: fisiatri, fisioterapisti, psicologi, logopedisti, terapista occupazionale, neurologi, geriatri, cardiologo, neurofisiologi, tecnici di neurofisiologia. Alle attività del labooratorio collaborano bioningengeri ortopedici e fisiologi Unifi.

La co-creazione e la validazione di protocolli innovativi di riabilitazione, inclusivi e transculturali, si realizza ricercando attivamente la collaborazione e il contributo delle persone con disabilità, delle loro famiglie e delle Associazioni che li rappresentano.

I protocolli sviluppati ad oggi comprendono interventi di riabilitazione della disabilità in ambito neurologico e ortopedico e interventi per la prevenzione e il trattamento della disabilità in eccesso associata all'invecchiamento. Alcuni dei protocolli in studio utilizzano tecnologie innovative come robotica, realtà virtuale aumentata e la stimolazione elettrica transcranica (tDCS).
Lo studio sulle misure di outcome è finalizzato allo sviluppo e/o validazione di scale di valutazione e di misure strumentali innovative come quelle derivate da sensori indossabili, robot, dispositivi per la valutazione di equilibrio e cammino e la misurazione quantitativa di parametri neurofisiologici.

Promise@Lab Firenze 1 Promise@Lab Firenze 2

L’analisi dei fattori predittivi/biomarcatori di risposta al trattamento esplora aspetti epidemiologici e parametri clinico-funzionali, neurofisiologici, strumentali e di laboratorio e prevede lo sviluppo di modelli predittivi supportati dal machine learning.
Tra le collaborazioni attive oltre UNIFI: UNIPI, UNIVR, Scuola Superiore Sant’Anna; Parkinson Unit (AOUC); UdR GCA Laboratorio di Intelligenza Artificiale in Riabilitazione - AIRlab e di Nanomedicina e Biofotonica Clinica (LABION) dell’IRCCS Fondazione don Carlo Gnocchi; laboratori Congiunti IRCCS Fondazione don Gnocchi-Università di Firenze (NGR, NARR, RING@lab) e Scuola Superiore Sant’Anna (MARElab); Reti IRCCS - RINN e Rete Aging; Medea srl; INAIL Centro protesi; Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Collaborazioni internazionali: Cochrane Collaboration; Università di Gothenburg; Università Carola Davila, Bucarest; Center for Clinical Neuriescences, HLM, Madrid; ETH Zurich.

Aree di applicazione tecnologica - Codici ERC Panel Structure and Descriptors

LS5_11 Neurological and neurodegenerative disorders; LS5_13 Nervous system injuries and trauma, stroke; LS7_2 Medical technologies and tools (including genetic tools and biomarkers) for prevention, diagnosis, monitoring and treatment of diseases; LS7_8 Effectiveness of interventions, including resistance to therapies; LS7_10 Preventative and prognostic medicine; LS7_12 Health care, including care for the ageing population; LS7_14 Digital medicine, e-medicine, medical applications of artificial intelligence; SH4_4 Neuropsychology - Codici Ateco: 72.19.09

Tecnologie utilizzate: robotica (end-effector; esoscheletro); sistemi tecnologici per la riabilitazione arto superiore; treadmill sensorizzato; realtà virtuale aumentata; tablet multimediali; elettromiografia; elettroneurografia; potenziali evocati; elettroencefalografia a 64 canali; stimolazione magnetica transcranica; tDCS; sensori indossabili; analisi del movimento.

Staff

Coordinatori Promise@Lab
Coordinamento Scientifico. Da sinistra: Claudio Macchi, Francesca Cecchi, Marco Baccini

Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Università di Firenze e IRCCS Fondazione don Carlo Gnocchi

Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Università di Firenze

team Ricercatori Promise@LAB 3

IRCCS Fondazione Don Gnocchi

Promise@Lab Firenze 3 Promise@Lab Firenze 4

Dipartimenti Afferenti


Dipartimento di Scienze della Salute - nota prot. 175231 del 28/06/2021
Partecipanti: Prof. Domenico Andrea Campanacci (PA); prof. Christian Carulli (PA); prof. Roberto Civinini (PA).

Dipartimento NEUROFARBA
Partecipanti: Prof.ssa Maria Pia Viggiano (PO); Dott. Fabio Giovannelli (RTD)

Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Firenze
Partecipanti: prof. Federico Carpi (PA); prof. Filippo Cavallo (PA); prof. Lapo Governi (PA); ing. Alessandro Ridolfi (RTD); ing. Nicola Secciani (postdoc); Dr.ssa Erika Rovini (tecnologo); Dr.ssa Laura Fiorini (Post Doc); Ing. Carlo Laviola (dottorando); Ing. Zain Bashir (dottorando); Ing. Chiara Brogi (dottoranda); Prof. Benedetto Allotta (PO).

Risorse strumentali

  • Scanner 3D a triangolazione Laser-Camera con piattaforma rotante
  • Scanner 3D a contatto e triangolazione laser con braccio articolato (Romer SI7525)
  • Software dedicati di modellazione 3D e RE
  • Macchina per la prototipazione rapida con tecnica FDM (Dimension BST768)
  • Macchina per la prototipazione rapida con tecnica SLS
  • Macchina per la prototipazione rapida con tecnica FDM (Dimension Elite della Stratasys)
  • Macchina per la prototipazione rapida con tecnica FDM (Fortus 450 MC della Stratasys)
  • Robot parallelo MOOG con payload di 1000kg
  • Componenti per fabbricazione di attuatori e sensori ad elastomeri dielettrici
  • Sistema compatto di tracking ottico di movimenti della mano (LEAP Motion)
  • Generatori elettrici ad alta tensione compatti
  • Sistema di stretching radiale di membrane elastomeriche
  • 2 Apparecchi per Elettromiografia e Potenziali Evocati a 5 canali (Medelec Synergy, versione 14.1, Oxford Instruments Medical Systems, Old Woking, UK)
  • 1 Stimolatore Magnetico Ripetitivo per Neuromodulzione (r-100 Magventure)
  • 1 Stimolatore Magnetico Diagnostico Mgventure
  • 1 Elettroencefalografo 40 Canali Mizar con Video
  • 1 Elettroencefalografo 64 Canali Be-PLUs con Video*
  • 1 Sistema E-Prime per interfaccia fra Acquisizione EEG e stimoli multimodali*
  • 1 sistema per tDCs Star-Stim
  • 2 sistemi per tDCs EMS
  • 1 sistema polisonnografico portatile Blu-net
  • 1 Sistema di Neuronavigazione TMS Navigator Localite*

Progetti attivi

Principali progetti di ricerca corrente

STROKE

STRATEGY - Progettazione e implementazione di un registro dei pazienti in riabilitazione post-ictus per la valutazione sistematica dei processi e degli esiti e lo sviluppo di modelli di previsione data-driven. Promoter: IRCCS Fondazione Don Carlo Gnocchi, Firenze. Responsabile Scientifico e PI: Francesca Cecchi. Coordinator: PROMISE@LAB; in collaborazione AIRlab e con Dipartimento Riabilitazione Neuromotoria Fondazione Don Carlo Gnocchi: IRCCS Santa Maria Rinascente; Centro “Spalenza”, Rovato (BS); Centro Santa Maria ai Servi, Parma; Polo Riabilitativo del Levante Ligure, La Spezia; Fondazione Don Gnocchi, Centro Santa Maria ai Colli; Centro Santa Maria della Provvidenza, Roma; Centro Santa Maria della Pace, Roma; Sant’Angelo dei Lombardi, Avellino; Centro Bignamini, Falconara (Ancona); Polo specialistico riabilitativo, Tricarico (Matera); Centro Gala, Acerenza (Potenza); Centro Santa Maria al monte Malnate. Studio prospettico osservazionale multicentrico su pazienti con esiti di ictus in fase subacuta ricoverati in degenza riabilitativa intensiva, con l’obiettivo primario di sviluppare modelli predittivi di outcome riabilitativi nei pazienti con esiti di ictus e di risposta a specifici trattamenti, utilizzando algoritmi di apprendimento automatico (machine learning).

MyoSCSP (MyoSuit Chronic Stroke Protocol) - Valutazione della accettabilità e dell’impatto su parametri funzionali di pazienti cronici post-ictus di un dispositivo indossabile per arto inferiore (Myosuit): studio pilota. Promoter: IRCCS Fondazione Don Carlo Gnocchi, Firenze. Responsabile Scientificoe PI: Francesca Cecchi. Coordinator: PROMISE@LAB, in collaborazione con AIRLAB, Fondazione don Gnocchi, Firenze; Partners: ETH, Zurich; Myoswiss, Zurich. L’obiettivo primario dello studio è quello di valutare l’usabilità e l’impatto sulla vita quotidiana del paziente con esiti di ictus di un dispositivo robotico indossabile per arto inferiore. Gli obiettivi secondari dello studio prevedono la valutazione degli effetti riabilitativi ed assistivi dell’esoscheletro, tramite confronto della performance del paziente con e senza esoscheletro, pre e post intervento.

PARKINSON

INERTIAL TAG - ValIdazioNE di indici di perfoRmance e idenTIficazione di biomArker del movimento in pazienti con maLattia di Parkinson sottoposti TrAininG del cammino - Promoter: IRCCS Fondazione Don Carlo Gnocchi, Firenze.
Responsabile Scientifico: Francesca Cecchi, Co-Responsabile Scientifico: Gemma Lombardi, PI: Stefano Doronzio. Coordinator: PROMISE@LAB; in collaborazione con: Dipartimento di Ingegneria Industriale, UniFI, gruppo di ricerca del Prof. Cavallo.
Lo studio si pone come obbiettivi la valutazione delle proprietà metriche delle misure derivate da un set di sensori inerziali composto da: una coppia di SensHand, una coppia di SensFoot e un’ulteriore IMU posizionata sul sacro. Nel dettaglio lo studio vuole indagare (i) la validità delle misure, tramite confronto con le scale cliniche tradizionali; (ii) il potere discriminativo delle misure derivate da sensori; (iii) la responsiveness, in termini di differenza clinica minimamente rilevante (MCID); e (iv) l’identificazione di biomarker prognostici del recupero motorio derivati dai dispositivi sperimentali. Lo studio sarà condotto su un campione di persone con malattia di Parkinson in diverse fasi della malattia e porterà ad un miglioramento delle attuali modalità di valutazione della gravità della malattia, al fine di indirizzare in maniera precoce, oggettiva e strutturata i pazienti ai più appropriati percorsi di cura.

Progetti extra ricerca corrente

STROKE

BANDI COMPETITIVI - GRANTS

PERSONA - PERSONalizzata rObotic NeurorehAbilitation per pazienti con esiti di ictus. Ente finanziatore: Regione Toscana RICERCA SALUTE 2018, finanziamento globale € 800.000. Coordinatore: Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa - Istituto di Biorobotica. Partecipanti: Istituto di Neuroscienze (IN) Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R),Pisa; Fondazione Don Carlo Gnocchi (PI Claudio Macchi); Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana. L’obiettivo di questo studio clinico è l’individuazione, in pazienti con ictus ischemico valutati in fase acuta e a seguire in fase subacuta e cronica, di parametri clinico-laboratoristici e neurofisiologici di connettività senso-motoria, potenzialmente utilizzabili come biomarcatori predittivi di risposta al trattamento riabilitativo assistito da dispositivi robotici. Lo studio prevede l’arruolamento di 30 pazienti ricoverati c/o la Stroke Unit della U.O. Neurologia dell’AOUP con diagnosi clinica ed evidenza radiologica (TC o RM) di ictus ischemico. La sperimentazione clinica sarà condotta nel rispetto delle norme di Buona Pratica Clinica (D.M. 27 aprile 1992) e successive modifiche (D.M, 15 luglio 1997 e D.Lvo 211/2003).

SCORES – A multicenter randomized controlled trial on the effects of upper limb robotic rehabilitation on sensory and cognitive impairments in subjects with stroke. The SCORES (Sensory and Cognitive Outcomes of Robotic Exercises in Stroke) study. Ente finanziatore: Ministero della Salute (Bando Ricerca Finalizzata 2021 – progetti Giovani Ricercatori). Finanziamento globale: 400.000 €. Coordinatore: IRCCS Fondazione Don Carlo Gnocchi (PI: Marco Germanotta; CoPI: Anita Paperini). Partecipanti: IRCCS Centro Neurolesi Bonino Pulejo di Messina; Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. RCT su pazienti con paresi dell'arto superiore post ictus che confronta la riabilitazione robotica con la fisioterapia convenzionale sugli outcomes motori, cognitivi, e somatosensoriali, e valuta i predittori dell'outcome nei due bracci di trattamento.

REDIRECT - A RandomizED controlled trial on the effects Induced by Robot-assistED rehabIlitation versus occupational therapy on the functional recovery of the upper limb in chronic post-strokE subjeCTs. Ente Finanziatore Fondazione Banca Intesasanpaolo. Finanziamento totale € 166.320. Finanziamento FDG € 70.000. Coordinatore DMSC (PI Francesca Cecchi), Partecipante FDG Firenze (PI Chiara Castagnoli) e Milano (Marzia Bendoni). Il progetto è mirato al ridotto recupero funzionale dell’arto superiore nel post-ictus attraverso un RCT. La riabilitazione intensiva proposta prevede un trattamento di riabilitazione robotica dell’arto superiore oppure un trattamento centrato sulla terapia occupazionale. Gli effetti a breve e medio termine su outcome funzionali, psicologici e su indicatori di neuroinfiammazione e rigenerazione neuronale dall’analisi del siero ematico mediante una metodica innovativa (spettrofotometria RAMAN) saranno confrontati tra i due gruppi e versus un gruppo di controllo (consigli per esercizi a domicilio).

PROGETTO RETE RIN IVN MALATTIE CEREBROVASCOLARI

BIG MENTI - BIG-data e MEdicina predittiva nell’era dei Trattamenti personalizzati dell’Ictus. Studio multicentrico della Rete nazionale degli IRCCS di Neuroscienze (BIG-MENTI RIN). Ente finanziatore: Rete IRCCS Neuroscienze e Neuroriabilitazione (RIN) istituto virtuale nazionale malattie cerebrovascolari, finanziamento globale € 690.000. Coordinatore: Fondazione Policlinico Gemelli; Fondazione Don Carlo Gnocchi (Francesca Cecchi), coordinatore task 5 indicatori della Neuroriabilitazione. Il progetto si pone l’obiettivo di definire e standardizzare le inforomazioni da registrare relative ai pazienti con esiti di ictus dalla fase iperacuta a quella degli esiti e di utilizzare i dati raccolti per elaborare modelli predittivi di recupero basati sul machine learning. I primi passi da intraprendere sono 1) Definizione e avvio dei lavori per la piattaforma di condivisione dei dati; 2) Definizione dei gruppi di lavoro per le Ontologie e le Standard Operating Procedure (SOP) dei diversi tasks, al fine di standardizzare la raccolta dati per pazienti con ictus.

MALATTIA DI PARKINSON

BANDO COMPETITIVO - GRANT

VIRTREAD-PD Biomarcatori di esito riabilitativo in pazienti con malattia di Parkinson: valutazione dell'efficacia di un percorso riabilitativo con realtà virtuale aumentata e personalizzazione del trattamento”, studio controllato randomizzato con follow-up di 3 mesi. Ente finanziatore: Università degli Studi di Firenze, Fondazione Cassa di Risparmio di Firenze; bando congiunto anno 2020: progetti competitivi sulle malattie neurodegenerative; finanziamento: € 124.000. Coordinatore: DMSC, PI Francesca Cecchi, in collaborazione con gruppo di ricerca PD PROMISE@LAB (dr. Gemma Lombardi), Parkinson Unit (AOUC Careggi) e LABION (Fondazione don Carlo Gnocchi). RCT sugli effetti motori, psicologici e cognitivi di un allenamento integrato su un treadmill di nuova concezione sensorizzato con piattaforma di forza, dotato di RVA, con il solo allenamento su treadmill, in pazienti con PD che presentano disturbo della andatura e di identificare possibili fattori predittivi e biomarcatori dell’outcome.

WEARnGO A decision support system for personalized pathways in Parkinson disease. Ente finanziatore European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, ODIN Open Call. Finanziamento totale € 118.956, finanziamento FDG € 29.750. Coordinator CoAImed srl (PI Erika Rovini); Partecipanti: Don Gnocchi Research Hospital Firenze (PI Francesca Cecchi, Co-PI Gemma Lombardi), Italy Pilot deployment; Ospedale Bozzolo (POTB). Nell'ambito della RUC A1. "AI per la diagnosi", WEARnCARE mira a estendere l'impronta di ODIN con un nuovo pilota maturo (Challenge 2), incentrato sulla PD e localizzato in due regioni italiane. Combinando sensori IoT indossabili e algoritmi AI proprietari, WEARnCARE è una risorsa abilitante chiave per la valutazione delle capacità motorie dei pazienti con PD durante la valutazione clinica gli esami neurologici. Questa procedura influirà positivamente sulla qualità di cura, riducendo drasticamente la soggettività e la variabilità delle valutazioni. Ci aspettiamo, inoltre un miglioramento della qualità di vita dei pazienti e di chi li assiste, riducendo i costi per i sistemi sanitari nazionali.

TECNOLOGIE PER LA RIABILITAZIONE

BANDO COMPETITIVO - GRANT

THE - Tuscany Health Ecosystem- Ecosistema dell’innovazione sulle scienze e le tecnologie della vita in Toscana; Spoke 3 - Tecnologie, metodi e materiali avanzati per la salute e il benessere dell'uomo sottoprogetto 4 - Creare un ecosistema digitale accessibile e innovativo per percorsi diagnostico-terapeutici e riabilitativi personalizzati e integrati. Ente finanziatore Ministero dell’Università e della Ricerca, in riferimento alla missione 4 (Istruzione e Ricerca) del PNRR. Finanziamento globale € 110000000. PI Filippo Cavallo (DIEF, UNIFI) Spoke leader: UNIFI Partner affiliati: UNIPI, UNISI, UNISTRASI, SSSA, IMT, CNR, ESAOTE, Museo Galileo. L'obiettivo generale dello Spoke 3 riguarda lo sviluppo e l'integrazione di tecnologie avanzate per la salute umana. Il Sottoprogetto 4 - Creare un ecosistema digitale, innovativo e amichevole per percorsi diagnostico-terapeutici e riabilitativi personalizzati e integrati. PI Francesca Cecchi Finanziamento € 202000 si riferisce allo sviluppo e all'implementazione di un innovativo sistema digitale di diagnosi, monitoraggio e supporto alle decisioni terapeutiche per percorsi diagnostico-terapeutici personalizzati e integrati (IDTRP) dalle cure acute alla riabilitazione e all'assistenza domiciliare.

AGING

BANDI COMPETITIVI - GRANTS

AGAPE - Active aGeing And Personalised service's Ecosystem. Ente Finanziatore: Programma Europeo Active & Assisted Living; bando Ageing Well in the Digital World (AAL) 2021, finanziamento globale € 2.063.700. Coordinatore: MEDEA SrL, Firenze. Partecipanti: Fondazione don Carlo Gnocchi (PI Francesca Cecchi), Umana Persone (ITALY), Senlab (Slovenia); Institute Of Science And Technology (Luxemburg); Carol Davila University Of Medicine And Pharmacy (Romania); Be-Com (Italy); Cáritas Diocesana de Coimbra (Portugal). Il progetto si riferisce all'implementazione di un set di servizi centrati sulla persona (piattaforma AGAPE) che permetta l'adozione dell'innovazione dal punto di vista degli adulti più anziani, dei caregivers e delle organizzazioni di assistenza. I risultati e gli impatti attesi mirano a raccogliere un'evidenza globale dei servizi basati sull'Internet of Things per migliorare l'inclusione, l'equità e l'accesso universale ai servizi.

Age-IT - A novel public-private alliance to generate socioeconomic, biomedical and technological solutions for an inclusive Italian ageing society. Ente Finanziatore: Ministero dell’Università e della Ricerca, Componente 2 “Dalla ricerca all’impresa” della Missione 4 “Istruzione e ricerca” del PNRR. Partenariato Esteso 8 conseguenze e sfide dell’invecchiamento. Finanziamento totale: 48,002,730. PI Daniele Vignoli (UNIFI capofila) Partners: UNI Milano Bicocca, Piemonte Orientale, Padova, Ca’ Foscari di Venezia, Bologna, Roma “La Sapienza”, Napoli Federico II, “Aldo Moro” di Bari, Università della Calabria, “Luigi Bocconi”, Cattolica del Sacro Cuore, Vita San Raffaele), Molise, CNR, SISSA, ISTAT, INPS, IRCCS Neuromed, INRCA Tech4Care, Generali Italia, HealthWare Group, Beta 80 S.p.a. Software e Sistemi, Municipia Spa, Confcooperative, Sanofi. Challenge [3] Clinical and environmental factors, functional status and multimorbidity: Stratifying progression and prognosis of diseases, frailty and disabilityWP 6 PI Francesca Cecchi. Finanziamento 155000. Il progetto fonda un’alleanza tra le eccellenze del paese che studiano l’invecchiamento, con l’obiettivo di fornire soluzioni basate sulla ricerca, posizionando l’Italia – che è tra i paesi con la popolazione più anziana al mondo – al centro della ricerca internazionale sul tema.

PROGETTO RETE AGING

PROMISING, approccio alla medicina di precisione in geriatria: dalle basi biomolecolari. dell'invecchiamento e delle malattie legate all'età ai modelli di cura clinica. Ente Finanziatore: Rete IRCCS Aging, Ministero della Salute durata 12 mesi; inizio progetto 01/11/2021, finanziamento globale € 1.970.954,44, finanziamento WP2 € 58.000. Coordinatore: INRCA. Partecipanti: IRCCS Rete Ageing; PI per Fondazione don Carlo Gnocchi: Fabrizio Giunco. WP2 Francesca Cecchi. Individuare nuovi biomarcatori che permettano una sempre più precisa caratterizzazione del paziente anziano, identificare nuove molecole da impiegare ai fini terapeutici nella prevenzione e nel trattamento delle malattie associate all’invecchiamento e realizzare una piattaforma di condivisione di dati per lo sviluppo della ricerca.

Partecipa alle attività del PROMISE@LAB

Puoi partecipare alle attività del Laboratorio come ricercatore, studente universitario/tirocinante o come persona con disabilità/familiare.
Per informazioni: Dr Donata Bardi, coordinamento logistico: dbardi@dongnocchi.it

Sede e contatti

IRCCS Fondazione Don Gnocchi - via di Scandicci, 269 FIRENZE
Responsabile Scientifico Prof.ssa Francesca Cecchi:
francesca.cecchi@unifi.it - fcecchi@dongnocchi.it.

Per informazioni sul laboratorio congiunto e sulla possibilità di partecipare alle attività: Dr Donata Bardi, coordinamento logistico: dbardi@dongnocchi.it; Solo messaggi WhatsApp o SMS: 331 6520721.