Progressive customized orthosis design and development: elbow spasticity case

Design and development of a customized progressive orthosis aimed at treating elbow stiffness caused by spasticity is presented in this thesis. The orthosis features interchangeable components to adjust the arm’s position throughout the recovery process. Methodology includes problem identification, orthosis definition, design process, which is structured beginning with the idea’s generation, followed by arm scanning, CAD modeling, topological optimization, and finite element analysis. After the design phase, prototyping is done using fused deposition modeling additive manufacturing technology. The primary objective is to create a personalized progressive orthosis for this issue at a lower cost, ensuring patient comfort and usability, while also being economically viable due to its additive manufacturing fabrication and eliminating the need for multiple orthoses or generic off-the-shelf products.

Questa tesi presenta la progettazione e lo sviluppo di un’ortesi personalizzata progressiva per il trattamento della rigidità del gomito causata dalla spasticità. L’ortesi presenta componenti intercambiabili per regolare la posizione del braccio durante tutto il processo di recupero. La metodologia include l’identificazione del problema, la definizione dell’ortesi, il processo di progettazione, strutturato a partire dalla generazione di idee, seguito dalla scansione del braccio, la modellazione CAD, l’ottimizzazione topologica e l’analisi agli elementi finiti. Dopo la fase di progettazione, il prototipaggio viene realizzato utilizzando la tecnologia di produzione additiva con modellazione a deposizione fusa. L’obiettivo principale è creare un’ortesi personalizzata progressiva per questo problema a un costo inferiore, garantendo il comfort e l’usabilità del paziente, oltre a essere economicamente vantaggiosa grazie alla sua fabbricazione mediante produzione additiva e eliminando la necessità di più ortesi o prodotti generici off-the-shelf.