TUTORE SENSORIZZATO PER LA RILEVAZIONE DELLE ORE DI UTILIZZO DA PARTE DI PAZIENTI AFFETTI DA PARALISI CEREBRALE INFANTILE

The effectiveness of a therapeutic treatment, performed with a static orthosis, depends on several factors, including the quality of the product, the patient's compliance with medical indications, and pre-existing pathological conditions. Patients and parents tend to underestimate the actual need to wear the prescribed brace correctly and for the right amount of time, significantly and negatively diverting the course of treatment. This thesis will describe the process of designing and implementing a system for recording the hours of use of a lower limb brace for patients suffering from Infantile Cerebral Palsy, produced by the company Barbieri s.r.l. where it was possible to carry out the training activities described in the paper. The designed system includes both the sensing element, necessary to carry out the transduction of the force exerted during use, and the electronic circuit necessary for conditioning the sensor and transmitting the data. The sensor chosen for measuring the brace's hours of use is Tekscan's FlexiForce, a force transducer. Its ability to vary electrical resistance based on applied pressure and its slim shape make it suitable for insertion inside a brace. As far as the electronic circuit is concerned, particular attention was paid during the design phase to ensuring accurate and linear conditioning of the sensor, to enabling a power supply recharge system and, finally, to ensuring that as much data as possible could be collected and made available for future medical and industrial research. The use of 'open source' microcontrollers, such as Pycom's devices, enabled rapid prototyping of ideas in electronics, thanks to their ability to adapt to any type of project. In order to ensure the secure and easy-to-read storage of the data collected by the microcontroller, an SD card was used, which could be removed directly by the doctor during regular visits.This strategy avoided the use of wireless communication for sending sensitive patient data, which would have entailed a series of additional security measures. The completion of the steps presented in the paper represents a significant initial step towards the possibility of projecting this orthotic product line, but also other categories, into a more innovative and technological future.

L’efficacia di un trattamento terapeutico, eseguito con una ortesi statica, dipende da diversi fattori, tra i quali la qualità del prodotto, l’osservanza da parte del paziente delle indicazioni mediche e dalle condizioni patologiche preesistenti. I pazienti e i genitori tendono a sottostimare l’effettiva necessità di indossare correttamente e per il giusto tempo il tutore prescritto, deviando, in modo significativo e negativo, il percorso terapeutico. Nella presente tesi verrà descritto il processo di progettazione e realizzazione di un sistema per la rilevazione delle ore di utilizzo di un tutore per arto inferiore per pazienti affetti da Paralisi Cerebrale Infantile, prodotto dall’azienda Barbieri s.r.l. dove è stato possibile svolgere le attività di tirocinio descritte nell’elaborato. Il sistema progettato comprende sia l’elemento sensibile, necessario per effettuare la trasduzione della forza esercitata durante l’utilizzo, che il circuito elettronico necessario per il condizionamento del sensore e la trasmissione dei dati. Il sensore scelto per la rilevazione delle ore di utilizzo del tutore è il FlexiForce della Tekscan, un trasduttore per la misurazione della forza. La sua capacità di variare la resistenza elettrica in base alla pressione applicata e la sua forma sottile, lo rendono adatto per essere inserito all’interno di un tutore. Per quanto riguarda il circuito elettronico particolare attenzione in fase di progettazione è stata posta sul garantire un accurato e lineare condizionamento del sensore, sul consentire un sistema di ricarica dell’alimentazione e, infine, sul garantire la possibilità di raccogliere il maggiore quantitativo di dati possibili, rendendoli poi disponibili per future ricerche mediche ed industriali. L’utilizzo di microcontrollori “open source”, come i dispositivi Pycom, ha permesso una rapida prototipazione delle idee in ambito elettronico, grazie alla loro capacità di adattarsi ad ogni tipo di progetto. Per garantire l’archiviazione sicura e di facile lettura dei dati raccolti dal microcontrollore, si è proceduto con l’utilizzo di una scheda SD, estraibile direttamente dal medico durante le visite periodiche. Tale strategia ha evitato di utilizzare una comunicazione wireless per l’invio dei dati sensibili del paziente, la quale avrebbe comportato una serie di misure di sicurezza aggiuntive. Il completamento delle fasi presentate nell’elaborato rappresenta un significativo passo iniziale verso la possibilità di proiettare la linea di prodotti ortesici in oggetto ma anche altre categorie verso un futuro più innovativo e tecnologico.