Progettazione finale di una macchina per analisi fMRI durante moti della mano = Final design of a machine for fMRI analysis during hand movements

Il presente lavoro di tesi si propone di ottimizzare la strumentazione impiegata nell’ambito delle analisi fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging) per supportare l’équipe medica nello studio della risposta cerebrale alla movimentazione delle dita nei pazienti. A tale scopo, è stata adottata una metodologia basata sull’impiego di software di modellazione avanzati e sulla progettazione di prototipi concettuali, sviluppati nei laboratori del Politecnico di Torino. La prima fase dell’attività di ricerca si è focalizzata su un’analisi approfondita della mano umana, con particolare attenzione alla biomeccanica delle articolazioni e alla gamma di movimenti eseguibili. Successivamente, è stata condotta una raccolta dati su un campione eterogeneo di soggetti, combinando osservazioni dirette, effettuate principalmente dal candidato, con lo studio di ricerche pregresse. Questo approccio ha consentito di includere un ampio spettro di casistiche e di affinare progressivamente il modello digitale. A differenza di studi precedenti, incentrati esclusivamente sul movimento del dito indice, la presente ricerca ha esteso l’analisi all’intera mano, includendo soggetti di entrambi i sessi per evidenziare eventuali differenze nei pattern di movimento. L’integrazione tra dati sperimentali e simulazioni ha permesso di sviluppare un modello matematico accurato, capace di descrivere i cinematismi uomo-donna all’interno dello spazio di lavoro, migliorando così la rappresentazione delle dinamiche articolari. Questo modello è stato impiegato dapprima per caratterizzare le specificità cinematiche dei soggetti analizzati e, successivamente, per interpolare i dati con quelli provenienti da studi pregressi. Tale metodologia ha evidenziato come l’uso congiunto di misurazioni reali e simulazioni possa ridurre significativamente gli errori e incrementare l’accuratezza della strumentazione sviluppata. L’elaborazione dei dati è stata inizialmente condotta attraverso strumenti quali Excel e Matlab, per poi essere integrata con software di progettazione avanzati, come GIM e SolidWorks. L’approccio adottato ha consentito la realizzazione di un componente altamente funzionale, finalizzato all’ottimizzazione del dispositivo di movimentazione, con ricadute significative sulla precisione e sull’efficacia dell’analisi fMRI.