Stima di indici geometrici patologici dell'anca in un soggetto pediatrico affetto da paralisi celebrale per lo sviluppo di una protesi di nuova concezione. = Estimation of pathological geometric indices of the hip in a pediatric patient with cerebral palsy for the development of a new concept prosthesis.

Con paralisi cerebrale infantile (PCI) si fa riferimento ad una serie di patologie pediatriche che compromettono l’attività motoria nei soggetti che ne sono affetti. Tra i vari sintomi che tale condizione provoca, uno dei più rilevanti è la dislocazione dell’anca. Essa consiste in uno scorretto posizionamento della testa del femore, nonché in conformazioni geometriche dell’articolazione non fisiologiche sia del femore che dell’acetabolo, generando così dolore nel paziente. L'obiettivo di questo lavoro di tesi è indagare la geometria patologica dei soggetti PCI e misurare alcuni indici patologici caratteristici, con il fine ultimo di sviluppare una protesi d’anca di nuova concezione, rivolta ai pazienti non deambulanti. Al fine di calcolare gli indici patologici si è partiti dalla segmentazione della geometria ossea utilizzando immagini CT di un paziente con PCI, usando il programma 3D Slicer. Il modello tridimensionale (3D) così ottenuto è stato rifinito in modo da eliminare eventuali artefatti. Tramite l’implementazione di specifici script Python, sono stati calcolati quattro parametri geometrici: CTMP, CTNSA, CT-alpha e CT-beta. Tali parametri, in combinazione con alcuni punti di interesse presi dalla geometria patologica dell’anca del paziente, sono stati utilizzati per lo sviluppo di una protesi di nuova concezione. In particolare, la geometria della protesi è stata progettata in Solidworks. Inoltre, tramite simulazioni dinamiche multibody (Adams) si è studiato il comportamento della protesi in presenza di spasmi di alcuni gruppi muscolari dell’anca, considerando il paziente in posizione supina. Dall’osservazione del modello 3D ricavato dalle immagini mediche sono emerse geometrie del femore e dell'acetabolo morfologicamente compromesse su ambo i lati. Ognuno degli indici calcolati ha confermato la presenza di un’alterazione geometrica patologica. In particolare, dal calcolo dell’indice CTMP, importante per determinare la severità della patologia, è emersa una maggiore compromissione dell’anca sinistra del paziente. In generale, dalla combinazione degli indici calcolati, il paziente è stato classificato in classe IV, secondo il sistema di classificazione comunemente adottato che si basa sulla funzione motoria dei pazienti durante le attività quotidiane (classificazione GMFCS). Dalle simulazioni multibody del concept protesico è emersa una buona stabilità dell’articolazione protesizzata, mostrando assenza di lussazione a seguito della simulazione di spasmi dei muscoli estensori ed adduttori della coscia. Al contrario, nel caso di spasmi riguardanti gli altri gruppi muscolari è osservata la dislocazione dell’anca. In conclusione, partendo dalla geometria patologica del paziente e dal calcolo degli indici geometrici, è stato sviluppato un concept protesico in grado di mantenere in sede la testa del femore e auspicabilmente diminuire il dolore nei pazienti con PCI. Gli sviluppi futuri saranno focalizzati sul miglioramento della stabilità dell’anca protesizzata in presenza di spasmi proveniente da tutti i gruppi muscolari di interesse.