ELETTROMECCANICA DI GOMITO EMEI-20 P.3 – I NGEGNERIZZAZIONE DELL ’ ARTICOLAZIONE

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ISTITUTO NAZIONALE PER L’ASSICURAZIONE CONTRO GLI INFORTUNI SUL LAVORO

CENTRO PER LA SPERIMENTAZIONE ED APPLICAZIONE DI PROTESI E PRESIDI ORTOPEDICI

DIREZIONE RICERCA E FORMAZIONE

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CENTRO PROTESI INAIL VIA RABUINA, 14 – 40054 VIGORSO DI BUDRIO (BO) TEL. 0516936111 – P. IVA 00968951004 – COD. FISC. 01165400589

Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2000

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P.3 – I NGEGNERIZZAZIONE DELL ’ ARTICOLAZIONE ELETTROMECCANICA DI GOMITO EMEI-20

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Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2000

P.3 Referenti

Interni:

Centro Protesi INAIL – Ing. Enrico Boccafogli, Ing. Emanuele Gruppioni Durata

2 anni

Finalità ed elementi innovativi

Sul mercato delle protesi attive di arto superiore sono attualmente disponibili due gomiti elettromeccanici per amputazioni transomerali medio e primo prossimali: il Dynamic Arm, prodotto da Otto Bock, e lo Utah Arm 3, prodotto dalla Motion Control. Per entrambi i costi superano i 10.000€ ed in particolare per il Dynamic Arm, impiegato in taluni casi dal Centro, arriva a ben 17.500€. Sulla base di tali constatazioni l’Area Ricerca si è attivata, nei passati progetti di ricerca, nello sviluppo di un gomito dai costi più contenuti: il gomito INAIL EMEI-20.

Utah Arm Dynamic Arm

Il gomito elettromeccanico EMEI-20 è un dispositivo la cui funzione consiste nel riprodurre il movimento di flesso-estensione dell’articolazione naturale. Esso è utilizzato nella costruzione di protesi di arto superiore per adulto ad energia extracorporea (Vedi fig.), cioè alimentate elettricamente mediante un sistema di accumulatori. Il movimento di flesso- estensione e la permanenza del gomito in una determinata posizione vengono controllati dall’utilizzatore mediante microinterruttori posti all’interno dell’invasatura o elettrodi che captano i segnali mioelettrici dei fasci muscolari.

Allo stato attuale il gomito viene già impiegato nei reparti produttivi del Centro Protesi in quanto già certificato a norme CE ma, come è possibile constatare dalle foto in prima pagina, manca di un’ingegnerizzazione adeguata.

Relativamente alla parte meccanica, il progetto prevede quindi l’ingegnerizzazione del gomito in oggetto, attualmente fornito da una sola ditta (Fogli di Ferrara) che ne detiene il know-how e la proprietà intellettuale.

Poiché trattasi di realizzazione artigianale e non di serie, non è mai esistito un progetto ingegnerizzato del gomito.

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Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2000

P.3 Dovremo quindi acquisire tutto il progetto del gomito dal Sig. Fogli, dopodichè realizzare i disegni a CAD 3D ed ottimizzare il tutto al fine di rendere il gomito costruibile da altre aziende su nostra commessa.

Relativamente alla parte elettronica e di controllo, l’INAIL detiene interamente la proprietà intellettuale sia del circuito elettronico che del software di controllo del microcontrollore in quanto interamente sviluppato dal personale dell’Area Ricerca.

Da questo punto di vista quindi gli sviluppi riguarderanno la creazione di un software per personal computer e per palmare che permetta di effettuare le operazioni di immissione dei parametri di funzionamento della protesi e di monitoraggio del funzionamento, tramite interfaccia utente. Ciò è necessario in quanto, allo stato attuale, queste operazioni, eseguite comunemente dai tecnici ortopedici del Centro Protesi, sono effettuabili solo da personale altamente specializzato e tramite un’interfaccia testuale piuttosto ostica.

Per quanto concerne l’immissione in produzione del gomito elettromeccanico EMEI-20, esiste già la certificazione necessaria, oltre al manuale di uso e manutenzione, ma occorrerà provvedere alla brevettazione.

Caratteristiche tecniche (*)

Misura / modello gomito INAIL Otto Bock Utah

Massa [g] 800 960 913

Escursione angolare massima [°] 135 130 135

Massa manipolabile con mano protesica (Max) [g] 500 6000 1000 Massa afferrabile con gomito esteso e non in

funzione (Max) [g] 3.000 22.000 15900

Velocità max di sollevamento [°/ sec.] 2.5 0.5 1.2

Temperatura di esercizio [°C] 0 - 50 0 - 50 0 – 44

(*): Le notevoli differenze tra le potenzialità dei gomiti commerciali, confrontate con quelle dell’EMEI-20 INAIL, sono da considerare nel contesto particolare del Progetto stesso:

infatti sulla base dell’esperienza del Centro INAIL nell’installazione di protesi miolelettriche, si è visto che le prestazioni proposte dalle ditte Otto Bock e Motion Control molto difficilmente vengono sfruttate in realtà dai pazienti, e che quindi le performance del gomito EMEI – 20 sono sufficienti per le esigenze concrete dei suoi potenziali utilizzatori.

Inoltre, eventuali gap prestazionali del gomito INAIL rispetto alla concorrenza, che non andassero a compromettere la bontà del progetto, sarebbero comunque tollerabili, considerando che i costi in gioco, come visto sopra, sono notevolmente a vantaggio della nostra soluzione.