Strumento di progettazione della cavità basato su sensori migliora l’accoppiamento delle protesi agli arti inferiori
Unico per ogni individuo, il profilo anatomico dell’arto residuo determina le condizioni per la funzionalità di una protesi agli arti inferiori. Normalmente, questo è un processo altamente personale e che richiede molto tempo. Durante l’adattamento sul soggetto amputato è necessario un approccio basato sulle sensazioni e il contatto fisico, in cui il successo dipende dall’abilità del protesista. Una cavità veloce e su misura in pochi semplici passi Il progetto SocketMaster(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha innanzitutto sviluppato dei microsensori per misurare pressione, attrito e temperatura nell’interfaccia tra l’arto residuo e la cavità, sia in situazioni statiche che dinamiche. Un firmware dedicato per l’acquisizione dei dati gestisce i sensori con una comunicazione dati stabilita tra differenti moduli. È presente anche un sistema centrale per ospitare l’arto residuo e l’apparato di carico al fine di supportare il peso del paziente. Il team ha aggiunto una possibilità di messa a punto e una procedura associata per far indossare e togliere la protesi ai pazienti. «Durante test simulati di camminata, le informazioni relative a pressione, attrito e carico vengono elaborate per una progettazione ottimale della cavità», spiega il dott. Jianxin Gao di TWI Ltd, coordinatore del progetto. E spiega ancora: «Il processo di progettazione può essere completato entro due ore dai test di attività, e i dati digitali 3D risultanti consentono una produzione veloce mediante una macchina per la creazione rapida di prototipi, ciascuno per uno specifico paziente». C’è anche un’interfaccia intuitiva per controllare il sistema e gestire la banca dati raccolta. Problemi e tribolazioni durante lo sviluppo Il sistema SocketMaster è stato testato su sei amputati al disopra del ginocchio. I pazienti partecipanti agli studi clinici hanno riferito che il sistema è sicuro e facile da usare, senza fatica, e che la sensazione dei cuscinetti sulla gamba non era spiacevole. «Durante le fasi di test e valutazione, la possibilità di regolare il cuscinetto del sensore per fare fronte a differenti monconi era relativamente limitata, mentre i cuscinetti di alcuni sensori tendevano a sbattere gli uni contro gli altri», spiega il dott. Gao. «Per di più, l’apparato di carico ha mostrato degli inattesi movimenti di inclinazione e la comunicazione tra differenti moduli si è interrotta a causa di cavi danneggiati». I malfunzionamenti sono stati risolti serrando le viti e testando il sistema solo in posizione eretta, in aggiunta alla sostituzione dei componenti guasti. «Tuttavia, la perdita di tempo ci ha impedito di testare il sistema su un numero maggiore di pazienti nell’ambito di questo progetto», osserva il dott. Gao. Verso la commercializzazione e il futuro di SocketMaster Il team ha presentato un dettagliato piano aziendale per una proposta di corsia veloce per l’innovazione (FTI) di due anni per SocketMaster-2, con inizio nel 2019. Se avrà successo, il consorzio si dedicherà allo sviluppo commerciale della tecnica in modo che, dopo due anni, si crei un’impresa comune per effettuare la sua commercializzazione. Un grande interesse verso la tecnologia è stato espresso anche da rappresentanti del sistema sanitario nazionale e delle forze armate in Inghilterra. In assenza di un progetto FTI, i partner rilevanti investiranno risorse proprie per portare a termine il miglioramento del sistema ed effettuare ulteriori studi clinici. «Con i risultati di ulteriori studi clinici, saremo in una posizione migliore per rivolgerci a capitali di rischio e cercare ulteriori investimenti», fa notare il dott. Gao. «Anche se il sistema è ancora lontano dalla sua commercializzazione, SocketMaster ha dimostrato la fattibilità della progettazione di una cavità nel giro di poche ore prendendo in considerazione le differenti capacità di sopportazione del carico di differenti segmenti dell’arto residuo, perlomeno in posizione eretta», riassume il dott. Gao. Dettagli del lavoro svolto dal progetto si possono vedere nel Bit.ly/2Svf5JJ (video) del progetto.
