Il dispositivo sembra compensare bene le carenze dei soggetti con paralisi cerebrale infantile (PCI) nel movimento di caviglia, offrendo la possibilità di agire forza sul terreno e quindi migliorare la funzionalità del passo.
Una delle disabilità conseguenti alla PCI è la difficoltà del passo, condizione che spesso peggiora con la crescita del soggetto e nel passaggio alla vita adulta.
Attualmente per supportare i pazienti nella deambulazione si usano AFO di vecchia generazione, spesso ingombranti e scomodi. Per sopperire a questa situazione, un recente studio statunitense presenta un nuovo modello di AFO, motorizzato, comodo e al tempo stesso discreto.
Il dispositivo è stato ideato e realizzato dal Dipartimento di Biomeccanica dell’Università del Nebraska di Omaha e dal Dipartimento di Terapie Fisiche dell’Università del Delaware, con la collaborazione di ricercatori indipendenti di Teheran (Iran).
Nuove caratteristiche per un nuovo AFO
Secondo alcune indicazioni della letteratura, un dispositivo attivo potrebbe agire favorevolmente sulla plasticità sinaptica del sistema nervoso, migliorando la qualità del passo in questi pazienti e rendendoli più indipendenti dall’AFO stesso.
Non a caso dai dati di una survey condotta dagli stessi autori su utilizzatori di AFO e sui loro team di cura, si evince il desiderio di fisioterapisti ed esperti di riabilitazione di avere a disposizione sistemi attivi che favoriscano la spinta del piede sul terreno durante il passo, per favorire un miglioramento del passo, della resistenza e della velocità.
Al momento esistono prototipi di AFO motorizzati per la PCI, ma gli autori sottolineano, nell’introduzione allo studio, che spesso questi sfruttano attuatori derivati dall’industria, non pensati per lavorare con il corpo umano e quindi rigidi, pesanti e rumorosi.
I dispositivi risultano quindi scomodi, il che si traduce in meno attività fisica per i pazienti. La novità introdotta con questo studio, che è disponibile sulla rivista Sensors, è l’ideazione di attuatori dielettrici, di fatto dei muscoli artificiali che lavorano in maniera longitudinale, come se le fibre si contraessero, e che presentano caratteristiche di leggerezza, compattezza, morbidezza e silenziosità.
Il nuovo dispositivo è inoltre smart, essendo capace di rilevare le diverse fasi del passo dal movimento della caviglia e di coordinare l’azione degli attuatori dielettrici con il resto della muscolatura del piede. Lo studio presenta anche i risultati di una simulazione effettuata per capire se il dispositivo così realizzato potrebbe davvero rispondere alle esigenze di bambini con PCI.
I test di efficacia
Per capire se il device progettato è adeguato alla funzione che deve avere, gli autori hanno confrontato il profilo di forza del dispositivo intorno alla caviglia nel piano sagittale con la forza richiesta per generare un tipico movimento di caviglia. I test dimostrano che l’AFO riesce a compensare al 69% il deficit di forza in plantarflessione nella fase di pre-swing, e al 100% nella maggior parte della fase di swing.
I risultati ottenuti sono promettenti e consentono di pensare ai prossimi step, anzitutto in laboratorio per migliorare ulteriormente il dispositivo, prima di procedere a sperimentazioni cliniche.
Lo studio: Mohammadi V, Tajdani M, Masaei M, Mohammadi Ghalehney S, Lee SCK, Behboodi A. DE-AFO: A Robotic Ankle Foot Orthosis for Children with Cerebral Palsy Powered by Dielectric Elastomer Artificial Muscle. Sensors (Basel). 2024 Jun 11;24(12):3787. doi: 10.3390/s24123787. PMID: 38931570; PMCID: PMC11207423
