Life Hand 2: la nuova frontiera dell'uomo, tesina

STORIA DELLE PROTESI

Mondo Romano

Nel 424 a.C. Erodoto ha scritto di un veggente

persiano che fu condannato a morte e riuscì a

fuggire amputandosi il piede e costruendo un "filler"

per camminare. 

"Gamba artificiale ritrovata a

Capua (300 a.C.)"

STORIA DELLE PROTESI

Mondo Romano – Plinio Seniore e le protesi

Naturalis Historia:

 Opera enciclopedica composta da 37 libri;

 Dedicata a Tito;

 Antropologia: supremazia dell'uomo che grazie alla sua supremazia

riesce a "usare i prodotti che la natura ha preparato per lui" (XVII).

«[…] Verum in his sunt quidem virtutis opera magna, sed maiora fortunae. M.

Sergio, ut equidem arbitror, nemo quemquam hominum iure praetulerit, licet

pronepos Catilina gratiam nomini deroget. Secundo stipendio dextram manum

perdidit; stipendiis duobus ter et viciens vulneratus est, ob id neutra manu, neutro

pede satis utilis, animo tantum salvo, plurimis postea stipendiis debilis miles. […]

[…] Dextram sibi ferream fecit eaque religata proeliatus Cremonam obsidione

exemit, Placentiam tutatus est, duodena castra hostium in Gallia cepit, quae

omnia ex oratione eius apparent habita cum in praetura sacris arceretur a collegis

ut debilis, quos hic coronarum acervos constructurus hoste mutato! […]»

STORIA DELLE PROTESI

Mondo Romano – Plinio Seniore e le protesi

Libro XVII: (Marco Sergio

Plinio scrive di un generale romano

Silo) che aveva perso una mano nella seconda

guerra punica (218-210 a.C.) e se ne era costruito

una di ferro che gli permetteva di tenere il suo

scudo.

STORIA DELLE PROTESI

Dal Medioevo al XVI secolo

Il Medioevo vide uno scarso avanzamento in

ambito delle protesi.

Il Rinascimento ha inaugurato nuove prospettive

della medicina. Con le riscoperte mediche dei Greci

e dei Romani in materia di protesi, il Rinascimento

ha dimostrato di essere una rinascita nella storia

della protesi.

Gli arti artificiali in questo periodo sono

generalmente fatti di ferro, acciaio, rame e legno e

acquistano oltre che un ruolo estetico anche un

STORIA DELLE PROTESI

Dal Medioevo al XVI secolo

Ambroise Paré barbiere e chirurgo dell’esercito

francese è considerato da molti il padre della

chirurgia moderna. Ha introdotto le procedure di

amputazione moderna (1529) e di costruzione delle

protesi di arti inferiori (1536).

STORIA DELLE PROTESI

Dal Medioevo al XVI secolo

Paré ha inventato:

• Una protesi sopra il ginocchio;

• Una gamba di legno con ginocchio

articolato e piede in posizione

fissa;

• Un blocco di controllo al

ginocchio.

STORIA DELLE PROTESI

Dal XVII secolo a oggi

James Potts

Nel 1800 ha progettato

una protesi fatta da una gamba in

legno e presa di corrente, un ginocchio

in acciaio e un piede articolato

controllato da tendini tracciati dal

ginocchio alla caviglia.

STORIA DELLE PROTESI

Dal XVII secolo a oggi

La prima guerra mondiale non favorì

l’avanzamento dello sviluppo prostetico.



Protesi dopo la prima guerra

mondiale

STORIA DELLE PROTESI

Dal XVII secolo a oggi

A seguito della seconda guerra mondiale, i

veterani non erano soddisfatti della mancanza di

tecnologia nei propri dispositivi e hanno chiesto un

miglioramento, il governo degli Stati Uniti ha così

negoziato un accordo con le imprese militari per

migliorare la funzione delle protesi piuttosto che

quella delle armi.

Questo accordo ha aperto la strada allo sviluppo e

alla produzione di protesi moderne.

LIFE HAND 2

Premesse



"Lifehand" è un progetto nato nel 1980;



Primi risultati nel 2008 con "Lifehand 1";



Ultimo modello realizzato nel 2013 con "Life hand 2".

Obiettivi



"Sentire e manipolare gli oggetti con la protesi;



Comunicazione bidirezionale in tempo reale.

LIFE HAND 2

Il paziente

Chi è?

Dennis Aabo Sørensen è un 36enne danese padre di 3 figli. Nel

Capodanno 2004 perse la sua mano sinistra a causa

dell'esplosione del petardo che teneva in mano.

LIFE HAND 2

Il paziente

Perché Dennis?

Dennis rispecchiava tutte quelle caratteristiche necessarie per

favorire la buona riuscita del progetto:



Nessun problema cognitivo e psicologico;



Amputazione sufficientemente vicina all'area distale;



Giovane, ma allo stesso tempo abbastanza maturo;



Intelligenza brillante e atteggiamento proattivo;



Buona salute.

Domanda all'esperto: "Come ha vissuto il paziente il post - test?"

Ing. Carpino: << Alla grande! Non ha avuto nessuna ricaduta ed è diventato un membro

attivo del gruppo che sta lavorando attualmente su "Life Hand 3" facendo incontri e

interviste sulla sua esperienza >>

LIFE HAND 2

Intervento chirurgico (TIME):

Introduzione di 4 elettrodi intraneurali



Nervi interessati: mediano e ulnerare;



Posizione: trasversalmente nel punto distale e prossimale;

ago - guida

Collocazione dell'elettrodo attraverso un all'interno

del tessuto nervoso.

Saturazione al nervo del restante microfilamento.

Controllo del sistema di stimolazione e del corretto

funzionamento dei 64 siti presenti sugli elettrodi misurandone

l'impedenza.

LIFE HAND 2

Intervento chirurgico

O

E

ID

V

LIFE HAND 2

Sperimentazione

Dopo 3 settimane di training si è tenuta 1 settimana di

sperimentazione in cui il paziente bendato doveva svolgere

alcuni compiti.

SCOPO: analizzare l'effettivo funzionamento della

comunicazione bidirezionale mano - cervello / cervello - mano.

O

E

D

I

V

LIFE HAND 2

Sperimentazione

Domanda all'esperto: "Come avviene la traduzione da

impulso elettrico a impulso nervoso e viceversa?"

Ing. Carpino: «La parola chiave di questa domanda è onda.

L'impulso elettrico viaggia come un'onda e giunge ad uno

stimolatore, che crea forme d'onda, e ad un amplificatore,

che le rende captabili dai nervi. Una volta giunte negli elettrodi,

avviene l'attivazione del potenziale d'azione che permette il

passaggio del segnale fino al cervello»

LIFE HAND 2

Risultati raggiunti



Distinguere la diversa consistenza degli oggetti;



Riconoscere dimensioni e forme;



Capire la posizione di un oggetto rispetto alla mano;



Dosare la forza necessaria per prendere un oggetto;



Gestire la diversa pressione per parti sensorizzate (pollice,

indice, mignolo).

LIFE HAND 2

Problemi da risolvere

Domanda all'esperto: "Avete avuto qualche difficoltà?"

Ing. Carpino: «Sì. Come ben sappiamo, tessuto muscolare e

tessuto neurale sono a stretto contatto e questo ha generato

un fenomeno di interferenza e quindi di difficoltà nel saper

distinguere il primo segnale dal secondo.

Il problema è stato risolto usando degli elettrodi MG

efferente

(mioelettrici) per la trasmissione (=che porta

fuori, quindi CERVELLO - MANO) del segnale (via muscolare)

afferente

e gli elettrodi intraneurali per la trasmissione

(=che porta dentro, quindi MANO - CERVELLO) del segnale

(via neurale)»

LIFE HAND 2

Elettrodi

TIME:



Transverse Intrafascicular Multichannel Electrodes;



Impianto trasversale;



16 siti attivi realizzati in platino e ossidio di iridio su un

substrato di poliimmide;



In grado di sostenere una carica elettrica pari a 120

nanoCoulomb;



Alta capacità di attivazione selettiva

LIFE HAND 2

Protesi Ottimo livello

meccanico di

libertà

Sensori attivi:

mignolo, pollice

e indice Dimensioni e

peso compatibili

con quelli di una

mano umana