La caviglia gioca un ruolo fondamentale nel passo e ogni disabilità acquisita a questo livello incide anche sulla capacità di camminare in modo autonomo. Ciò vale per i pazienti con ictus, ma anche per quelli con problematiche muscolo-scheletriche, come per esempio l‘instabilità articolare.
La riabilitazione è la strategia più efficace per recuperare la funzionalità di caviglia, o per rallentarne il degrado. Tuttavia, il numero di riabilitatori è spesso insufficiente a soddisfare tutte le richieste dei pazienti. Per questo, negli ultimi anni la ricerca si sta orientando allo sviluppo di device robotici capaci di supportare la riabilitazione, con alcuni vantaggi innegabili: questi robot non si stancano mai e mantengono la propria precisione riabilitativa per tutto l’arco della giornata; forniscono dei feedback oggettivi, utili per monitorare i risultati riabilitativi e per stabilire i nuovi step da affrontare.
Un recente studio condotto dalla Facoltà di Ingegneria e Medicina dell’Università Mansoura e dalla Facoltà di Ingegneria dell’Università Horus, entrambe in Egitto, presenta un nuovo esoscheletro riabilitativo per caviglia, pensato per una riabilitazione da seduti e capace di lavorare su tutti e tre gli assi di movimento articolare, ovvero trasverso, sagittale e frontale. Il device è infatti costruito per avere 3 gradi di liberta, meccanicamente disaccoppiati sui 3 piani di movimento.
Per chi è adatto il nuovo esoscheletro?
Pubblicato su Scientific Reports, lo studio non solo presenta il progetto e il controllo del nuovo esoscheletro, ma ne valida anche l’efficacia in silico. Le novità apportate dal device sono: il movimento lungo tutti e 3 i piani in cui agisce la caviglia, in modo indipendente; l’uso di una validazione basata sull’analisi degli elementi finiti, controllata da un sistema apposito; un controllo modulare a anello chiuso, progettata per future espansioni del sistema di controllo.
Come anticipato, l‘esoscheletro è pensato per una riabilitazione da seduti, il che permette al terapista di conoscere perfettamente il carico cui sottopone la caviglia, essendo costituito solo dalla coppia dell’attuatore che ha egli stesso stabilito di usare. Ciò facilita il controllo riabilitativo.
Il device è così utilizzabile su pazienti che non possono ancora caricare il piede, come per esempio, pazienti in fase sub-acuta e post-ictus e pazienti che devono riabilitare la caviglia dopo intervento chirurgico.
Quali i risultati ottenuti nello studio
Ora che abbiamo descritto brevemente il nuovo esoscheletro, diventa interessante vedere qualche numero. I margini di coppia che si possono ottenere sono del + 6%, + 35%, e + 25%, a seconda dell’asse considerato.
La validazione effettuata con l’analisi degli elementi finiti conferma la sicurezza del sistema, con coefficienti di sicurezza compresi tra 2,82 e 4,87 nelle condizioni di carico più gravose. Infine, la simulazione condotta su 9 differenti scenari riabilitativi, permette di dimostrare un monitoraggio delle prestazioni caratterizzato da un superamento massimo di 0.02°-0.12°, tempi di assestamento di 3.7-7.8 secondi e di un errore a regime inferiore a ± 0.04°.
Soddisfatti degli esiti ottenuti, gli autori propongono di utilizzare l’esoscheletro come piattaforma riabilitativa per lavori sulla caviglia da effettuare in posizione seduta.
Fonte: ElSherbini AI, Sameh A, Ali S, et al. Design, control, and computational validation of a mechanically decoupled 3-DOF ankle rehabilitation device. Sci Rep. 2026. doi: 10.1038/s41598-026-61133-1.
