Implementazione di una procedura agli elementi finiti per l’ottimizzazione della rigidezza di un plantare per applicazioni nella patologia piede diabetico

ABSTRACT Il piede diabetico è una delle maggiori complicanze del diabete e causa alterazioni nella funzione e struttura del piede generando nel tempo ulcere. Per tale motivo il diabete è la principale causa di amputazioni non traumatiche degli arti inferiori, rappresentando quindi non solo un grave problema per il paziente ma anche un ingente onere finanziario per l’assistenza sanitaria. Uno dei metodi di prevenzione in campo ingegneristico è la progettazione di ortesi plantari in grado di ridistribuire le pressioni e ridurre i picchi pressori che si originano nelle zone ad alto rischio ulcerativo. L’obiettivo di questo studio, effettuato presso il laboratorio di Bioingegneria del movimento del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Padova, è stato quello di trovare le proprietà ottimali del materiale costituente l’ortesi attraverso una procedura iterativa di Matlab interfacciato con un software di modellazione agli elementi finiti. E’ stato utilizzato un modello FEM semplificato del complesso piede-caviglia assieme a quello di un’ortesi plantare, simulato grazie a dati da gait analysis, ricavati in quattro istanti del passo. Il modello del plantare è stato suddiviso in tre regioni : retropiede, mesopiede e avampiede. Per ognuna di queste la procedura di ottimizzazione ha generato automaticamente il valore di rigidezza ottimale che minimizza la massima pressione plantare in ogni istante del ciclo del passo. Il risultato è un ortesi plantare per pazienti diabetici con rigidezza variabile. Questo studio offre una prova quantitativa con lo scopo di poter integrare in futuro l’ottimizzazione della rigidezza dell’ortesi ad una pratica clinica standard così da poter aiutare i professionisti del settore a sviluppare plantari soggetto-specifici.