Sviluppo e Valutazione di una Piattaforma Mobile di Supporto al Peso Corporeo per la Neuro-Riabilitazione Robotica = Development and Evaluation of a Mobile Body Weight Support Platform for Robotic Neuro-Rehabilitation

Il numero di persone affette da disturbi della deambulazione sta gradualmente aumentando negli ultimi anni, influenzando negativamente la qualità di vita della popolazione. Per facilitare la ripresa motoria, la riabilitazione tradizionale coinvolge fisioterapisti che supervisionano attentamente le sedute. Questo comporta un costo elevato e presenta anche un consistente rischio di incidente a causa di distrazioni minori da parte dell’operatore. Pertanto, c’è un urgente bisogno di nuove tecnologie di riabilitazione che minimizzino sia il rischio di incidenti, sia l’impegno degli operatori. La riabilitazione robotica sembra essere una strada promettente da percorrere in questo senso. Le due principali tecnologie che consentono una terapia domiciliare di riabilitazione degli arti inferiori sono l’esoscheletro e la struttura per il supporto del peso corporeo, le quali possono essere utilizzate singolarmente o in combinazione. Questo lavoro di tesi si concentra principalmente sull’ultima tecnologia menzionata. La struttura di supporto del peso corporeo è costituita da un telaio dotato di sistemi di sospensione progettati per alleggerire una parte del peso corporeo dell’utente offrendo un supporto controllato ed un carico progressivo. Il progetto consiste nel seguire per intero il processo di industrializzazione del dispositivo presso la startup finanziatrice Autonomyo SARL in collaborazione con il centro di ricerca dell’EPFL di Losanna. Sono stati progettati due tipi di sistemi di supporto: uno attivo ed uno passivo. Il sistema di supporto passivo è costituito da bande elastiche calibrate e testate in modo tale da consentire, attraverso un sistema di pulegge, lo sgravio parziale o totale del paziente. Il sistema attivo funziona secondo lo stesso principio, ma la forza è generata da un motore elettrico. La decisione di sviluppare entrambe le tipologie di supporto (passiva ed attiva) deriva dall’intenzione di commercializzare una versione più economica del dispositivo che, sebbene meno accurata nel realizzare lo sgravio di peso impostato, risulta comunque sufficientemente efficace e rispetta i requisiti minimi richiesti, con il vantaggio di essere accessibile ad un pubblico più ampio. Per la progettazione del sistema passivo in particolare è stato utilizzato un processo di prototipazione rapida mediante stampa 3D delle componenti per il contenimento dei costi. Una volta identificate le tipologie di supporto e le funzionalità da implementare è stato possibile concentrarsi sulla vera e propria progettazione del telaio. I principali requisiti emersi sono la necessità di avere una struttura che sia completamente pieghevole e semi-trasportabile, ma che offra comunque tutti i comfort necessari. Per questa ragione è stata studiata una seduta che permetta al paziente di sospendere l’esercizio in qualsiasi momento sedendosi e ponendosi così in una condizione di riposo. Per la modellazione 3D è stato adottato il software Solidworks e per quanto possibile è stato fatto riferimento a componenti commerciali. Come passo finale, è stato condotto uno studio della regolamentazione in vigore che coordina il rilascio dei dispositivi medici sia sul mercato europeo che su quello svizzero, evidenziandone le criticità. Pertanto è proposta una valutazione del dispositivo in questi termini in modo da evidenziare i passaggi necessari per richiedere la marcatura CE.