SVILUPPO DI UN DISPOSITIVO E DI UN PROTOCOLLO PER LA TARATURA DINAMICA DI PIATTAFORME DI FORZA AD USO CLINICO

Abstract

A seguito di uno studio della bibliografia si è notato come è sempre più importante l’utilizzo delle piattaforme di forza in studi clinici o biomeccanici con grandezze da misurare variabili nel tempo come nel caso di valutazione di prestazione nei saldi di atleti o analisi del passo. Invece dallo studio della bibliografia si è riscontrato come tale tipico utilizzo non sia seguito da una larga diffusione di procedure di taratura dinamici, e che sono pochi i dispositivi sviluppati che permettono di effettuare queste procedure. Durante il presente lavoro di dottorato si è quindi progettato e realizzato un sistema trasportabile in grado di caricare piattaforme di forza con carichi dinamici controllabili in forma, frequenza, ampiezza e direzione. Insieme alla piattaforma si è sviluppato un protocollo di taratura dinamica che utilizzi 5 parametri per valutare le prestazioni dinamiche delle piattaforme e che possa essere applicato utilizzando qualsiasi sistema in grado di sollecitare le piattaforme con ampiezze e frequenza controllabile. I cinque parametri sviluppati sono la banda passante normalizzata, l’uniformità di posizione, l’uniformità di forza, la distorsione armonica e la fedeltà del valore efficace. Dei parametri di cui sopra sono state stimate le incertezze tramite simulazioni con Metodo Monte Carlo. Infine, dopo una prima caratterizzazione a vuoto del prototipo, che ha mostrato come il sistema di controllo dello stesso permettesse di avere le prestazioni aspettate, la procedura è stata applicata su una piattaforma di forza correntemente utilizzata in ambito di ricerca. Dai test sopra menzionati è stato possibile identificare alcune anomalie nelle prestazioni dinamiche della stessa, come una banda passante estremamente ridotta nel caso di carico applicato nel centro o presenza di armoniche spurie nel sensore di feedback e non rilevate nell’output della PF. I peggiori parametri calcolati sono stati riportati in grafici Radar che permettono una rappresentazione grafica diretta delle caratteristiche dinamiche della piattaforma di forza testata. Da tale rappresentazione grafica è possibile quantitativamente identificare gli eventuali difetti dinamici. I risultati ottenuti sono complessivamente incoraggianti e confermano l’efficacia della procedura proposta. Tale studio ha pertanto fornito un contributo utile a colmare una lacuna identificata nella caratterizzazione dinamica dei dispositivi medici quali le piattaforme di forza con il vantaggio di aver proposto una procedura di agevole applicazione ma utile a delineare un quadro il più possibile completo delle prestazioni dei dispositivi testati. La procedura di taratura dinamica sviluppata, descritta e applicata nel presente lavoro potrebbe trovare utilizzo sia in fase di caratterizzazione delle piattaforme di forza che nel monitoraggio delle loro caratteristiche durante la loro vita utile. Nello specifico si potrebbero suddividere le piattaforme disponibili in classi di appartenenza definite dalle diverse prestazioni dinamiche consentendo quindi una miglior selezione, da parte di chi deve acquistarle, su quale prodotto scegliere. Oppure individuare delle classi di qualità che permettano una miglior valutazione del rapporto qualità/prezzo. Tali classi potrebbero essere caratterizzate dall’area minima del diagramma di Kiviat corrispondete alla pedana testata, minore è l’area peggiore è la classe. Per il monitoraggio invece, questa procedura permetterebbe la verifica delle prestazioni dinamiche di questi dispositivi nel tempo aiutando l’identificazione di anomalie tecniche indipendentemente dall’esperienza del tecnico che le utilizza.