Studio di fattibilità sull'utilizzo di modelli intelligenti, che collegano gli approcci di rettifica a particolari caratteristiche del paziente, per l'adattamento dell'invasatura protesica transtibiale

Un innesto protesico ben aderente e confortevole è una priorità urgente per i 170 milioni di persone in tutto il mondo affette da amputazione poiché impedisce alle persone di raggiungere i propri obiettivi e di partecipare alla società. Per le cliniche che forniscono invasature, vi è una domanda crescente di arti protesici, costi in aumento e una carenza di protesisti (le persone che adattano gli arti ai pazienti). L'invasatura protesica collega l'arto rimanente di una persona con il resto dell'arto protesico. Quando un invasatura protesica non si adatta correttamente, provoca irritazioni cutanee, vesciche e, nel peggiore dei casi, ulcere. Ciò porterà inoltre i pazienti a evitare del tutto l’uso delle protesi o a ripetere le visite cliniche. Questi invasori sono complicati da progettare a causa delle differenze nella forma degli arti del paziente, nelle proprietà della pelle e nella capacità di tollerare la pressione. Pertanto, è necessario supportare i protesisti affinché ottengano il miglior adattamento possibile dell'invasatura per il paziente, più rapidamente e con meno complicazioni che possono portare i pazienti a non voler indossare l'arto protesico.

La progettazione dell'invasatura prevede un processo chiamato rettifica che mira a ottimizzare il comfort, la stabilità e la mobilità per l'utilizzatore della protesi. Per raggiungere questo obiettivo, il protesista rimuoverà materiale o aggiungerà materiale per modellare il design finale dell'invasatura. La rettifica è un problema molto complicato, ma attualmente esistono poche indicazioni o prove a sostegno del processo. Ciò lascia l'invasatura dipendente dall'abilità e dall'esperienza del singolo protesista, che richiede anni di formazione ed esperienza. Anche in questo caso, per ottenere un adattamento ottimale dell’invasatura possono essere necessarie fino a 9 visite cliniche.

Lo sviluppo di una progettazione dell'invasatura basata sull'evidenza per migliorare l'adattamento dell'invasatura è un obiettivo primario della International Society for Prosthetics & Orthotics. Fondamentale a questo scopo è la capacità di utilizzare le informazioni sui progetti di socket precedenti per imparare e aumentare la comprensione del processo di progettazione dei socket. Questa esigenza risale a molti decenni fa, con Klasson che nel 1982 pose le seguenti domande che sono ancora irrisolte oggi:

• Qual è una buona misura?
• Quali informazioni sono necessarie per ottenere un buon adattamento?
• Quale elaborazione delle informazioni è necessaria per arrivare ad un buon adattamento?

Dal 2014, i ricercatori dell'Università di Southampton hanno sviluppato una tecnologia per soddisfare le esigenze dei pazienti e della clinica, guidati dal contributo dei fornitori di protesi, tra cui Opcare, e dei pazienti. Questo lavoro ha finora portato a una ricerca leader a livello mondiale sull'analisi della forma e sull'ottimizzazione del design delle prese e sullo spin out di un'azienda (Radii Devices). Nell'ambito di una collaborazione con Opcare, nel novembre 2019, è stato condotto uno studio per valutare l'attuale software di progettazione delle prese, comprendere la pratica attuale e come potrebbe essere supportata la progettazione delle prese. Sono stati reclutati cinque protesisti con diversa esperienza e sono state identificate le aree chiave in cui è possibile migliorare il software del computer, tra cui:

1. inclusione di più dati a supporto della progettazione;
2. un'interfaccia più intuitiva; e
3. la capacità di adattarsi alle preferenze del singolo medico.

Le sfide includono le complicate forme 3D all'interno della progettazione delle prese e come ottenere e visualizzare dati significativi sul processo di progettazione. I ricercatori dell’Università di Southampton e di Radii Devices hanno sviluppato un processo che utilizza la geometria computazionale, la scienza dei dati e le competenze di ingegneria biomeccanica per raggiungere questo obiettivo. Il software sviluppato apprende dai progetti di invasature precedenti per suggerire la progettazione ottimale dell'invasatura per un singolo paziente. Questo software verrà testato nell'ambito di questo studio di ricerca per confrontarlo con l'attuale processo di progettazione di Opcare. Ciò consentirà ai ricercatori di comprendere i punti di forza e di debolezza della tecnologia e di orientare lo sviluppo di software di progettazione che incorpori questa tecnologia nel modo migliore per supportare la progettazione delle prese.