L’attività dei Servizi di Bioingegneria della Fondazione Salvatore Maugeri è finalizzata a fornire al Riabilitatore nuove metodiche strumentali ad alto contenuto tecnologico e/o matematico-ingegneristico per l’indagine ed il recupero delle capacità funzionali di portatori di menomazioni neuromotorie, cardiorespiratorie e di patologie croniche sistemiche disabilitanti. Il raggiungimento di tali obbiettivi si esplica attraverso il supporto, la qualificazione e l’incremento della ricerca scientifica applicata che l’Ente persegue nelle linee di attività istituzionali di Riabilitazione Cardiologica, Pneumologica, Neuromotoria.
La presenza del Servizio di Bioingegneria come unità operativa all’interno dell’Istituto di Riabilitazione, peculiarità della Fondazione Maugeri, ha prodotto sin dalle origini una stretta integrazione tra il Servizio e le Unità Cliniche che consente da un lato una presenza ed un coinvolgimento costante nelle problematiche sanitarie di personale con competenze tecniche, dall’altro l’immediato trasferimento dei risultati ottenuti dalla ricerca all’attività sanitaria, sia essa clinica o gestionale. Il livello della ricerca svolta è tale da attrarre finanziamenti da programmi nazionali e internazionali (contratti di ricerca con la Comunità Europea, le Regioni, il Ministero della Salute, dell’Istruzione Università e Ricerca, o di altri Enti). Il Servizi di Bioingegneria si incaricano inoltre di coadiuvare il personale sanitario nelle problematiche che coinvolgano la tecnologia in ambiente sanitario. Le competenze specifiche delle Unità Operative afferenti al Dipartimento sono:

• Tecniche di rilevazione dei segnali bioelettrici, trasduttori e condizionatori di segnale; sistemi di acquisizione dati.
• Modellizzazione matematica e ‘Digital Signal Processing’.
• Biomeccanica e robotica.
• Informatica clinica, sistemistica e telecomunicazioni.
• Bioimmagini (Image processing, multimedia e video).
• Biostatistica.
• Ingegneria clinica.

Le tematiche di ricerca coordinate nel Dipartimento di Bioingegneria e Tecnologie Biomediche ed i principali progetti ad esse riferite sono:

• Metodi per la valutazione ed il trattamento riabilitativo delle disabilità motorie:
  – Applicazione di terapia robot-assistita in Neuroriabilitazione.
  – Tecniche robotizzate per la riabilitazione e l’autonomia funzionale.
  – Sviluppo di una metodologia obiettiva per la misura e verifica del recupero indotto da Neuroriabilitazione, in particolare della CIMT (‘Costraint Induced Motor Training’) dell’arto inferiore.
• Analisi del movimento e della postura:
  – Studio dell’influenza delle afferenze sensoriali sul cammino.
  – Effetto della stimolazione magnetica transcranica sul cammino.
  – Induzione artificiale di patterns locomotori tramite vibrazione ritmata dei muscoli posturali.
  – Valutazione dell’impatto dell’amputazione dell’arto inferiore sulla mobilità e sulla qualità di vita.
  – Un Registratore Avanzato di Attività Motoria per l’analisi della mobilità del paziente affetto da Malattia di Parkinson.
• Telemedicina:
  – Messa a punto di nuove metodologie per la Teleriabilitazione neuromotoria.
  – Architetture e sistemi per la trasmissione di immagini ecocardiografiche su reti a larga banda.
  – Valutazione di sistemi per il telemonitoraggio domestico di pazienti cronici.
• Metodi quantitativi e modelli per lo studio dei segnali biologici in ambito cardiologico, pneumologico e neuromotorio:
  – Indagine sui meccanismi di azione sul dolore della stimolazione magnetica transcranica ripetitiva e della stimolazione elettrica transcranica con corrente continua diretta.
  – Studio della eccitabilità di fibre motorie durante stimolazione magnetica e stimolazione elettrica.
  – Studio sulla sicurezza per l’operatore e per il paziente sottoposto a stimolazione magnetica transcranica (TMS).
  – Studio dei parametri di meccanica respiratoria.
  – Studio dei processi di produzione della parola.
  – Studio della fisiopatologia delle alterazioni dell’equilibrio neurovegetativo, in particolare mediante metodologie non-invasive.
  – Studio delle interazioni cardiorespiratorie in pazienti soggetti ad anormalità del pattern respiratorio (respiro periodico, apnee centrali e/o ostruttive).
  – Sviluppo e validazione di modelli matematicostatistici dei sistemi di controllo cardiovascolare e respiratorio.
  – Ritmi cardiorespiratori nei pazienti con scompenso cardiaco cronico: caratterizzazione temporale e spettrale, analisi delle interrelazioni tra i segnali, valutazione dei modelli interpretativi correnti.
  – Valutazione del sistema nervoso autonomo post stroke, nella BPCO, nei disturbi cognitivi e nei soggetti obesi con tecniche lineari e non lineari (Mappe di Poincarè) di variabilità della frequenza cardiaca.
• Metodi di analisi statistica per l’analisi di dati clinici e sperimentali:
  – Implementazione ed applicazione di metodologie innovative di analisi statistica multivariata per l’identificazione di indici prognostici di outcome riabilitativo e mortalità.
  – Implementazione ed applicazione di metodologie innovative per la valutazione di accuratezza di misure cliniche e strumentali.
  – Applicazione di metodologie avanzate per la determinazione della validità psicometrica di scale cliniche.

• Tools per la Riabilitazione: Riabilitazione Robotizzata e Teleriabilitazione (Ministero della Salute).
• Messa a punto di nuove metodologie per la Tele-Riabilitazione Neuromotoria (Veruno) (MIUR).
• Taratura del Registratore Avanzato di Attività Motorie (RAAM) per l’analisi della mobilità del-l’amputato a livello transfemorale (MIUR).
• Definizione di una batteria di test per la valutazione delle capacità funzionali dell’infortunato sul lavoro (MIUR).
• La valutazione della sincerità dello sforzo massimale in ergometria: confronto tra differenti indici e protocolli di valutazione (MIUR).
• Studio “Home or Hospital in Heart Failure” (HHH - QLGA-CT-2001-02424) Comparazione tra la pratica clinica usuale e tre strategie di telemonitoraggio domestico a complessità incrementale in relazione a: riospedalizzazioni per scompenso, mortalità e qualità della vita (Montescano, coordinamento tecnico) (Comunità Europea).

• Tele-ecocardiografia sul territorio: studio di fattibilità, accuratezza diagnostica e analisi del rapporto costo/efficacia di un servizio di teleconsulto ecocardiografico per il Medico di Medicina Generale (Ministero della Salute).
• Neurotossici ambientali e rischio di Malattia di Parkinson (Ministero della Salute).
• Il movimento umano e l’integrazione sensorimotoria. Ridondanza, plasticità, apprendimento, memoria spaziale, degradazione, modelli (MIUR).

• Nell’ambito della convenzione con l’Università di Pavia per la Ricerca in Bioingegneria per la Riabilitazione, tirocinio sull’argomento: “Stimolatore elettrica trancranica con corrente continua diretta per la terapia del dolore”.
• Convenzione con il Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Telematica dell’Università di Genova per l’attivazione di progetti comuni nell’am-bito della robotica in riabilitazione.
• Convenzione con il Centre de Recherche Hopital du Sacré Coeur de Montreal per lo Studio del Sistema Nervoso Autonomo.

• Convegno “Impiego di nuove tecnologie nei trattamenti di neuroriabilitazione”, Pavia 14 Novembre 2006.