Sostenere le vittime di guerra armene con Artec Eva e protesi personalizzate

Acquisizione dei dati 3D dei pazienti per creare scudi protesici personalizzati.

Nuova tecnologia per soluzioni sostenibili

Artyom incrocia le braccia davanti a sé mentre parla: un gesto naturale, come chiunque al suo posto farebbe. Il modo in cui muoviamo le mani è, per molti, una parte essenziale della comunicazione non verbale. Artyom, un giovane che ha perso entrambe le mani in un incidente, non fa eccezione.

"Prima dell'incidente, nel 2003, giocavo a calcio", ha detto Artyom. "Ero un portiere. Ovviamente, senza gli arti superiori non puoi più fare il portiere. Ma il mio amore per questo sport non se n'è andato: lo adoro, lo guardo e lo gioco ancora. Ho quindi pensato che forse avrei potuto fare l'allenatore."

Artyom, che ora allena due squadre femminili, adesso ha un sogno: avere delle buone protesi personalizzate per le braccia, comode e funzionali. E non è il solo a porsi questo obiettivo. A causa di un numero superiore alla media di amputati in Armenia, insieme a un accesso limitato a un'assistenza sanitaria di qualità (e alle spesso scarse condizioni di vita della popolazione), in molti vivono con soluzioni protesiche subottimali.

Ad Artyom (a destra) viene mostrato il prototipo di una nuova protesi.

"La situazione in Armenia era tale che nessuno si preoccupava molto di protesi degli arti superiori", ha detto Hajk Bagradjans, co-fondatore e CEO di Oqni, una ONG con sede in Armenia. "Ci sono alcune aziende che importano protesi dall'estero con il supporto del Ministero degli Affari Sociali, ma il processo è minato dalla burocrazia. Anche se si otterrà la protesi, si romperà dopo due o tre settimane: si vedrà la pelle."

È questa sfida che ha ispirato la formazione di Oqni, un'organizzazione composta da membri della diaspora armena, riunitisi per creare miglioramenti e sviluppare soluzioni a lungo termine per la vita della comunità.

"A causa delle escalation militari e di un terremoto nel 1989, oltre che di un alto tasso di incidenti stradali e di casi di diabete, c'è un numero tristemente alto di amputati in Armenia."

"Oqni è stata formata a seguito della guerra in Armenia nel 2020", spiega Bagradjans. "A causa della guerra, molti giovani, soprattutto nelle aree rurali, affrontavano il dilemma di non avere accesso alle protesi, per non parlare di protesi personalizzate, qualcosa per potersi sentire a proprio agio e sicuri."

Artec Eva viene utilizzato per catturare i dati dei pazienti per la costruzione di scudi protesici personalizzati.

Ma in Armenia il problema va oltre le vittime di guerra: Oqni riferisce che in tutto il paese c'è un numero tristemente alto di amputati. Molti di loro hanno perso i loro arti durante altre escalation militari nel corso degli anni, a causa del terremoto del 1989, o per colpa di un alto tasso di incidenti stradali e di casi di diabete.

"Dopo il terremoto, molte aziende e operatori umanitari stranieri sono venuti e hanno insegnato alla popolazione come realizzare protesi. Ma negli ultimi 30 anni non è cambiato molto", ha detto Bagradjans. "Quindi si stanno ancora utilizzando i vecchi metodi, ma c'è un forte interesse ad essere esposti alle nuove tecnologie."

Trovare una soluzione

La storia di come le nuove tecnologie sono entrate in gioco inizia ancora prima. Nel 2020, mentre la pandemia di Covid-19 infuriava a Parigi, e le forniture mediche erano molto richieste e si esaurivano rapidamente, il chirurgo francese Dr. Roman Khonsari stava utilizzando il suo scanner Artec per il controllo della qualità di forniture mediche di emergenza stampate in 3D.

Lui stesso un membro della diaspora armena, il dottor Khonsari ha quindi raccomandato la tecnologia Artec ai suoi colleghi, mentre l'idea di avviare una ONG prendeva lentamente forma.

"Il dottor Khonsari e io stiamo attualmente lavorando a un progetto umanitario per portare la tecnologia 3D in Armenia al fine di costruire attrezzature protesiche in loco", ha scritto ad Artec 3D Sassoun Kelechian, membro di Oqni. "Vorremmo discutere l'utilizzo di scanner 3D Artec per questo scopo."

Il piano per incorporare la tecnologia 3D stava prendendo forma, e così stava facendo il team.

"Il nostro team in costante crescita ospita diversi professionisti, dagli psicologi agli ingegneri, dai fisioterapisti agli uomini d'affari", ha detto Bagradjans. "Ora disponiamo di una vasta selezione di persone provenienti da Germania, Francia, Stati Uniti, Armenia, insomma, da tutto il mondo. E penso che questo nostro DNA variegato sia davvero unico, e ci permetta di diventare i migliori in quello che facciamo."

Il team di Artec e Oqni in visita al centro ortopedico e protesico di Ortez.

Nel caso della scansione delle parti del corpo, con particolare attenzione alla precisione e alla facilità d'uso, Artec Eva era l'opzione ideale. Lo scanner di punta di Artec 3D, Artec Eva, è eccellente per la scansione di oggetti di medie dimensioni. Leggero e facile da manovrare, questo scanner 3D a luce strutturata garantisce la realizzazione di modelli 3D rapidi, strutturati e accurati. Eva è anche in grado di scansionare rapidamente, una considerazione importante quando si lavora con oggetti o superfici che potrebbero muoversi (come le persone), e fornisce misurazioni precise in alta risoluzione.

L'articolo personalizzato in questo caso: cover protesiche.

"Si tratta essenzialmente di un rivestimento estetico e protettivo della protesi", ha spiegato Bagradjans. "Quindi, invece di camminare su un tubo o una barra di metallo, o avere una soluzione di schiuma (che di solito è molto scomoda e poco igienica, e mai progettata sulla base delle dimensioni dell'altra gamba) le nostre soluzioni sono cover protesiche che, se combinate con la tecnologia di scansione 3D, offrono una soluzione personalizzata che non solo corrisponde alle dimensioni e alle forme della gamba sana o alla forma del corpo del paziente, ma anche (grazie alla stampa 3D) ci consente di soddisfare qualsiasi dimensione, preferenze di design o qualsiasi altro tipo di preferenza."

Prima di aggiungere Eva al loro flusso di lavoro, si ricorreva a un processo che richiedeva molto più tempo.

"La scansione con Eva ci consente di integrare davvero l'intera forma della gamba sana e di mantenere la simmetria."

"Lo scanner 3D Eva è stato un vero e proprio punto di svolta per noi", ha detto Bagradjans. "Prima, dovevamo fare tutto manualmente. Mentre creavamo le cover protesiche, dovevamo prendere manualmente tutte le misure, un metodo efficace ma per nulla preciso."

Dopo diverse interviste con i pazienti, il team Oqni ha scoperto diversi importanti fattori: in primo luogo, in una buona protesi la cover protesica dovrebbe replicare la dimensione e la forma dell'altra gamba. "Per i pazienti è molto importante che, quando indossano i pantaloni, nessuno possa dire qual è la differenza", ha detto Bagradjans. Anche quando si indossano pantaloncini è possibile sfoggiare delle gambe perfettamente simmetriche.

"Senza Eva avremmo dovuto usare il metodo piuttosto rudimentale di prendere manualmente diverse dimensioni e poi cercare di adattarle", ha spiegato. "Ma questa soluzione di scansione 3D ci consente davvero di avere una precisione molto più elevata: ci consente di integrare l'intera forma della gamba sana mantenendo la simmetria tra gli arti."

Come funziona: il paziente viene invitato a incontrare il team di Oqni per la prima volta, a casa, in ufficio o ovunque sia più adatto a lui, grazie alla mobilità dello scanner. Poi, il team impara a conoscere un po' il paziente, non solo le caratteristiche dell'amputazione, ma anche i colori che gli piacciono o i design che preferisce.

"Ad esempio, abbiamo avuto un paziente che era davvero appassionato di cultura goth, e gli abbiamo detto ok, probabilmente ti metteremo un teschio sulla cover. L'importante è capire chi è il paziente davanti a te", ha detto Bagradjans.

Inizia quindi la scansione. Il paziente si posiziona al centro della stanza e, in una scansione, vengono catturati sia la gamba sana che la gamba amputata. Nel caso di un doppio amputato, vengono scansionate entrambe le gambe.

Sia la gamba protesica che la gamba originale vengono scansionate per l'acquisizione completa dei dati.

La scansione media non richiede più di un minuto, ma in alcuni casi, ad esempio quando un paziente non è abituato a stare in piedi o a tenersi fermo, può richiedere fino a cinque minuti.

Successivamente, i dati di scansione vengono elaborati. In Artec Studio viene utilizzata la funzione Specchio, che crea una copia riflessa della gamba sana sulla gamba protesica. "Così otteniamo delle dimensioni il più accurate possibile e capiamo meglio come creare una cover protesica e quale dovrebbe essere la forma della cover protesica (la cover protesica dovrebbe disporre di raccordi che si adattino esattamente alla cover del tubo metallico). In questo modo otteniamo le dimensioni e sappiamo esattamente dove dovrebbe essere posizionato il meccanismo di fissaggio."

Un altro punto di svolta per il team è stato Artec Cloud. "Il nostro obbiettivo è decentralizzare la produzione di protesi e l'accesso alla riabilitazione", ha detto Bagradjans, "e Artec Cloud è parte fondante di questo nostro DNA."

Lavorare con Artec Cloud consente ai membri del team o ai partner in regioni più lontane di scansionare un paziente e ricevere un feedback immediato. "Quindi, ad esempio, anche qualcuno che ha appena imparato a scansionare o non ha molta familiarità con la tecnologia ora può scansionare e condividere sul Cloud, e noi siamo in grado di dargli un feedback immediato."

Una volta completata l'acquisizione dei dati, inizia la modellazione 3D della cover. "È qui che incorporiamo il feedback di quando abbiamo conosciuto il paziente: le sue preferenze sui colori, quale dovrebbe essere il design, quanti fori dovrebbero avere le cover [per adattarsi alla protesi]."

E poi si passa alla fase finale: stamparla e provarla sull'arto del paziente.

Ritrovare la fiducia in sé stessi

Mentre il team è al lavoro per creare scudi protesici personalizzati per i loro pazienti, c'è un altro fattore da non trascurare: la salute mentale.

La psicologa clinica e direttrice operativa di Oqni Haikouhi Oroudjian ha preso parte all'impresa per aiutare il suo paese con le sue competenze professionali.

"Solo perché il tuo corpo è cambiato, non significa che la tua vita debba peggiorare; sarà solo diversa. E ci sono molti modi per migliorare la situazione."

"Quando ho incontrato Hajk, abbiamo iniziato a parlare di come le soluzioni a beneficio della salute mentale dei pazienti potrebbero aiutare la comunità, dato che in Armenia e nel Caucaso c'è un enorme stigma intorno alla salute mentale", ha spiegato. "In particolare, la nevrosi da guerra."

La creazione di cover protesiche è essenziale per la missione di Oqni, ma incorporare le scienze umane, la salute mentale e il benessere del paziente nell'equazione è altrettanto cruciale. "Altrimenti, non avrebbe senso", ha riferito Oroudjian, la cui nonna era lei stessa amputata. "Potresti dare a qualcuno una protesi fatta d'oro e dargli ogni singolo strumento utile per aiutare la sua protesi a funzionare, ma se c'è un rifiuto emotivo di quel nuovo aspetto del suo corpo, allora sarà tutto inutile."

Il solo aspetto fisico non è la soluzione; anche la psicologia gioca un ruolo fondamentale.

Data la natura dei pazienti di Oqni, il cambiamento è inevitabile. "Quando il tuo corpo subisce un cambiamento, specialmente quando sei un ragazzo di 18 anni, o se hai il diabete, sta cambiando qualcosa che è solo tuo, il tuo corpo. C'è un cambiamento nel tuo cervello che devi affrontare per aiutarti a sentirti bene a svegliarti ogni mattina", ha detto Oroudjian. "E devi capire che, solo perché il tuo corpo è cambiato, non significa che la tua vita sia peggiore; è solo diversa. E ci sono molti modi per migliorare la situazione."

Lavorare con altre organizzazioni

Oltre alla creazione di scudi protesici, Oqni ha anche forti legami con organizzazioni locali e internazionali. Ad esempio, il centro ortotico Ortez, che lavora con una vasta varietà di pazienti con problemi di mobilità.

"Gli amputati in Armenia sono principalmente disabili finanziari", ha detto il direttore di Ortez, Araig Tekyozyan. "È più difficile per un amputato trovare un lavoro e ricevere un normale stipendio. Sorgono spesso difficoltà professionali perché gli amputati non possono più avere professioni legate al lavoro fisico."

Inoltre, molti di loro non hanno conoscenze o competenze sufficienti nel campo dell'IT o della programmazione, industrie che richiedono meno manodopera fisica e sarebbero loro più accessibili.

"Abbiamo visto l'opportunità di migliorare le condizioni fisiche degli amputati nel sistema generale e aiutarli a vivere una vita più piena", ha aggiunto.

Il direttore di Ortez è un forte sostenitore dell'uso dell'alta tecnologia quando lavora con i suoi pazienti.

"Nonostante l'Armenia sia un paese piccolo, disponiamo di protesi e installazione di protesi di alta qualità", ha detto Tekyozyan. "Anche la scansione 3D e le opportunità CAD/CAM sono molto importanti per lavorare con pazienti con problemi di mobilità."

Con Eva, il paziente deve essere visitato da un solo professionista. "Con un singolo piccolo dispositivo portatile, puoi prendere le misure senza far sentire alcun disagio al paziente," ha detto. "Oltre ad essere moderna, questa tecnologia è davvero confortevole. Penso che sia una tecnologia altamente necessaria".

Guardando al futuro, Oqni ha anche collaborato con Armbionics, che opera dal loro stesso spazio, l'Engineering City di Yerevan. Questa iniziativa armena è specializzata in mani elettriche basate sul biosegnale, dove i segnali mioelettrici consentono il momento della mano protesica. I pazienti possono quindi controllare la mano elettrica in modo più intuitivo attraverso segnali elettrici che i muscoli trasmettono attraverso i sensori EMG di superficie, consentendo il movimento di una, due o cinque dita.

Inoltre, Oqni forma studenti, veterani, imprenditori e ancora altre figure nelle università e nei locali TUMO Labs, dove gestiscono programmi improntati all'istruzione.

Il team Oqni lavora con studenti e appassionati di 3D nei TUMO Labs di Yerevan.

Dove siamo, dove stiamo andando

Dalla loro nascita oltre un anno fa, Oqni ha aiutato oltre 120 amputati in Armenia con cover protesiche stampate in 3D. Hanno anche lavorato per creare un libretto e un'app di fisioterapia e salute mentale e stanno sviluppando iniziative scientifiche ed educative.

"Stiamo sostenendo e abbiamo impiegato molte risorse per educare la prossima generazione di ingegneri bionici, di hardware e di software che si riuniscono qui", ha detto Bagradjans, riferendosi a coloro che frequentano le sessioni di formazione al TUMO Lab ogni settimana.

Piuttosto che limitare i loro sforzi a dove tutto è iniziato, Oqni sta ora preparando i suoi prossimi passi per rendere le sue soluzioni open-source e liberamente disponibili agli amputati di tutto il mondo.

"Attraverso un corso di modellazione 3D, i veterani di guerra e gli amputati possono imparare a lavorare con strumenti moderni e rientrare nel mondo del lavoro."

E quale modo più sociale per aiutare che pagare in anticipo? Gli individui che una volta erano pazienti ora si stanno impegnando a dare il loro contributo tramite un'iniziativa per insegnare a amputati, veterani, e persone colpite dalla guerra a diventare professionisti di modellazione 3D.

"Fedele alla sua missione, dare nuove possibilità agli amputati, Oqni crede che chiunque può raggiungere i propri obiettivi e sogni se gli si danno gli strumenti e le opportunità giuste", ha detto Oroudjian. "Creando un corso di modellazione 3D, i veterani di guerra e gli amputati possono imparare strumenti moderni e rientrare nel mondo del lavoro sentendosi più sicuri e preparati di prima."

E i loro studi e le loro opportunità non si fermano qui.

"I migliori candidati si uniranno al team Oqni e contribuiranno a costruire soluzioni per il futuro."