Maggiore indipendenza per i portatori di tutore per braccia motorizzato

La necessità di prodotti robotici medici altamente specifici ha consentito alle aziende di soddisfare numerose esigenze dei pazienti migliorando la vita delle persone grazie alla maggiore indipendenza.

Spesso le persone che hanno avuto un infarto o un trauma cranico perdono l'uso di una delle braccia. Una serie di metodi di fisioterapia utilizzati, come esercizio motorio; riabilitazione e allenamento della mobilità, comprendono l'uso di ausili quali bastoni, deambulatori e tutori. Myomo, un'azienda di robotica medica con sede a Boston, nel Massachusetts, ha sviluppato una ortesi (tutore) mioelettrica motorizzata per aiutare i pazienti a usare di nuovo il braccio o la mano compromessa.

La mioelettrica è una tecnologia che utilizza i sensori per riconoscere e misurare i segnali elettrici generati dalla contrazione dei muscoli. Questi sensori, chiamati anche elettrodi, sono applicati sulla pelle e utilizzano un'unità di comando appositamente progettata per rilevare la minima contrazione dei muscoli. L'unità di comando attiva il motore per accompagnare il movimento desiderato dal portatore. Usando una serie di sensori e motori, le persone possono controllare contemporaneamente più funzioni, come quelle nel gomito e nella mano del tutore motorizzato di Myomo.

Dare mobilità senza aggiungere sforzo al resto del corpo è importante.

Spesso le persone che hanno avuto un infarto o un trauma cranico perdono l'uso di una delle braccia. Una serie di metodi di fisioterapia utilizzati, come esercizio motorio; riabilitazione e allenamento della mobilità, comprendono l'uso di ausili quali bastoni, deambulatori e tutori. Myomo, un'azienda di robotica medica con sede a Boston, nel Massachusetts, ha sviluppato una ortesi (tutore) mioelettrica motorizzata per aiutare i pazienti a usare di nuovo il braccio o la mano compromessa.

La mioelettrica è una tecnologia che utilizza i sensori per riconoscere e misurare i segnali elettrici generati dalla contrazione dei muscoli. Questi sensori, chiamati anche elettrodi, sono applicati sulla pelle e utilizzano un'unità di comando appositamente progettata per rilevare la minima contrazione dei muscoli. L'unità di comando attiva il motore per accompagnare il movimento desiderato dal portatore. Usando una serie di sensori e motori, le persone possono controllare contemporaneamente più funzioni, come quelle nel gomito e nella mano del tutore motorizzato di Myomo.

Fig. 1: MyoPro 2+ permette agli utenti di vivere in modo più indipendente grazie all'uso della robotica medicale.

L'obiettivo principale dell'azienda e dei prodotti è consentire di nuovo a una persona che abbia perso l'uso di un braccio di sfruttare al meglio braccia e mani per avere una vita più indipendente. Ogni attività di tutti i giorni, come ad esempio vestirsi, tenere un vasetto di yogurt in una mano e il cucchiaino nell'altra o tenere in mano un piatto mentre si serve un pasto sono possibilità di vivere una vita normale (vedere la figura 1).

A differenza della sostituzione di un arto( un approccio comune per i pazienti amputati) il tutore motorizzato aggiunge un ulteriore peso al corpo. Ciò significa che un importante obiettivo della progettazione dell'ortesi mioelettrica MyoPro® 2+ dell'azienda consiste nel ridurre al minimo il peso mantenendo elevate le prestazioni.

Durante il processo di progettazione e sviluppo, l'azienda è stata incaricata di ottimizzare le funzionalità del tutore rispetto al peso totale in modo che il portatore non dovesse portare un peso maggiore del necessario riducendo lo sforzo per spalle e collo. Nelle prime fasi di progettazione dell'ortesi motorizzata MyoPro 2+, l'azienda ha deciso di utilizzare due motori di precisione progettati e realizzati da maxon precision motor. MyoPro 2+ legge i deboli segnali elettromiografici (EMG) direttamente dalla superficie della pelle del paziente senza il bisogno di impianti. I segnali deboli attivano i motori maxon miniaturizzati che muovono il braccio e la mano come desiderato dall'utente senza richiedere un'ulteriore stimolazione elettrica.

Fig. 2: concentrandosi su comfort e leggerezza, MyoPro 2+ utilizza motori compatti e tecnologie dell'unità di comando estremamente efficienti.

L'articolazione del gomito della protesi motorizzata viene mossa utilizzando il motore maxon DCX19 che offre un'alta densità di potenza, efficienza elevata e un funzionamento fluido. Questi motori sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni di 6-35 mm. Spazzole in metalli preziosi o grafite e cuscinetti a sfere o sinterizzati. Oltre al motore, in MyoPro 2+ è installato un riduttore planetario a bassa rumorosità di maxon per fornire un funzionamento silenzioso così da rendere il tutore il meno invasivo possibile durante le attività quotidiane (vedere la figura 2).

Per le operazioni manuali, i movimenti di indice e medio nel paziente vengono accoppiati tra loro. Questo assicura una maggiore stabilità e supporto della presa. Il motore usato è il maxon RE13 che si interfaccia anche con un riduttore planetario. I motori RE13 sono famosi per il loro funzionamento DC energeticamente efficiente con un rendimento superiore al 90 percento. Così come per le altre linee di motori maxon, questi motori vengono proposti in diverse dimensioni con una gamma di coppia e velocità adatta all'utente.

I motori DCX con spazzole di maxon e i comandi di posizionamento EPOS ed ESCON sono subito disponibili online.

Durante le fasi di prototipazione per MyoPro 2+, Myomo usa le unità di comando EPOS 50/5 ed ESCON 24/2 di maxon in quanto piattaforma flessibile di progettazione ed esegue la regolazione di fino del funzionamento del tutore. Non appena le caratteristiche del motore sono correttamente allineate e sono presenti le giuste funzioni operative e le specifiche, l'azienda integra il proprio circuito stampato dal peso ridotto utilizzando i parametri di controllo sviluppati durante la prototipazione. Il circuito stampato è più piccolo, compatto e leggero e consente all'azienda di installare l'unità di comando vicino all'articolazione del gomito senza ostacolare il movimento del braccio.

MyoPro è consigliato dai fisioterapisti e dai terapisti occupazionali, prescritto dai medici e fornito dagli specialistici di ortesi e protesi caso per caso. Attualmente Myopro 2+ è l'unico dispositivo sul mercato in grado di ripristinare la capacità del paziente di eseguire le attività quotidiane come mangiare, trasportare oggetti e svolgere le faccende domestiche. Alcuni pazienti sono riusciti a tornare al lavoro mentre altri imparano a vivere in modo indipendente, riducendo i costi di ulteriori cure e riabilitazioni.