Usare Artec Eva Lite per migliorare la vita delle persone con disabilità

REMAP, un'organizzazione di volontariato con sede nel Regno Unito, fornisce soluzioni su misura per i portatori di disabilità le cui esigenze non possono essere soddisfatte utilizzando dispositivi standard o tramite i principali canali di assistenza a loro disposizione, come il National Health Service (NHS) del Regno Unito. Uno dei volontari a lungo termine di REMAP, Bill Fraser, un ingegnere in pensione di 75 anni, vive nelle Highlands scozzesi, vicino a Inverness.

Bill era al lavoro per aiutare una ragazza di nome Karis, affetta da una disfunzione dell'apparato respiratorio. La necessità di indossare continuamente una maschera per gran parte della sua vita aveva causato un cambiamento del suo profilo facciale naturale, così che le maschere standard hanno iniziato ad avere delle perdite d’aria, un problema inaccettabile.

In un altro caso affrontato da Bill, una donna delle Ebridi Esterne aveva lottato per anni nello svolgere le sua faccende quotidiane a causa della sua acuta sensibilità della pelle. Nata senza alcune delle sue dita, Helen non poteva usare dei normali guanti protettivi.

La natura di questi problemi è cambiata nel tempo e il coinvolgimento di Bill in entrambi i casi risale a diversi anni fa. Bill ha concluso che fornire la soluzione ottimale in uno di questi casi sarebbe difficile a meno che non si potesse stabilire accuratamente la forma esatta del profilo facciale modificato, o delle mani senza dita. Nel marzo 2019 la sua ricerca di opzioni di scansione 3D lo ha portato a contattare Patrick Thorn della società partner certificata Gold di Artec 3D Patrick Thorn & Co. Insieme, hanno rapidamente concluso che un Artec Eva Lite sarebbe stato il più adatto al compito.

"L’intero operato di REMAP dipende interamente dalle donazioni e dall'offerta volontaria di tempo e mezzi materiali dei suoi membri", afferma Patrick. "REMAP non ha molto nel suo conto bancario, quindi il costo dello scanner rappresentava un ostacolo significativo per procedere nell’acquisizione di uno scanner 3D." Lavorando insieme, Patrick e Bill hanno ideato una soluzione personalizzata che prevede agevolazioni e fondi pensione per consentire a REMAP di acquistare uno scanner Eva Lite.

La versione economica dello scanner bestseller Artec Eva, Artec Eva Lite, offre la stessa precisione ma con funzionalità ridotte, consentendo di concentrarsi sulla creazione di scansioni senza texture di alta qualità quando si lavora con oggetti ricchi di geometria, come parti del corpo umano. Essendo un'opzione relativamente economica, Eva Lite è l'ideale per chi cerca uno scanner 3D professionale senza un budget elevato da cui attingere.

Patrick si è recato a Edimburgo in Scozia con l'Eva Lite, dove è stato incontrato da Bill e uno dei suoi colleghi REMAP. Hanno trascorso una giornata di tutoring con Patrick che gli ha mostrato come eseguire la scansione 3D, spiegato i dettagli di Eva Lite e dato alcuni consigli come utilizzare le scansioni e alcuni pacchetti 3D per raggiungere il loro scopo. Pochi giorni dopo la visita di Patrick, Bill aveva scansionato con successo il profilo facciale di Karis e aveva anche completato un viaggio nelle Ebridi, tornando con le tanto attese scansioni delle mani di Helen. Prima di tutto questo, Bill non aveva mai avuto esperienza di scansione.

Creazione di una maschera respiratoria personalizzata

Questo caso ruota attorno a Karis, una giovane donna con distrofia muscolare congenita. Questo disfunzione la costringe in una sedia a rotelle e la rende completamente dipendente dai suoi assistenti. Per molti anni ha avuto bisogno di un ventilatore e di una maschera per aiutare efficacemente la sua respirazione. Karis è una donna brillante e intelligente e, nonostante tutte le complicazioni con cui deve fare i conti, mantiene una visione della vita straordinariamente positiva e comunicativa. Tra i suoi molti interessi ci sono i classici, l'arte, il cinema, il teatro e il calcio, solo per citarne alcuni! In tutto ciò, partecipa nella misura più ampia possibile. Recentemente ha conseguito una laurea con lode in Scrittura Creativa e Studi Classici presso la Open University ed è stata onorata di essere stata invitata appositamente a Londra per partecipare alle celebrazioni del 50^° anniversario della Open University.

Sfortunatamente, la necessità di indossare costantemente una maschera per il viso per molti anni ha causato un graduale cambiamento del suo profilo naturale del viso. Ciò ha portato a una situazione in cui una maschera facciale standard non si sarebbe più sigillata correttamente sul suo volto. Di conseguenza, Karis ha sofferto di una funzione respiratoria sempre più inadeguata, che iniziava a compromettere seriamente la sua salute e qualità della vita. Una soluzione efficace sarebbe consistita nel trovare un modo per migliorare la tenuta tra la maschera e il profilo facciale alterato.

"La maschera standard comprende un guscio di plastica rigida dotato di una sofisticata guarnizione a labbro in silicone flessibile", spiega Bill. “Si sigilla molto efficacemente su una serie di normali profili facciali per contenere la pressione positiva all'interno della maschera mentre gonfia i polmoni. Poiché il profilo del viso di Karis cambiava, i suoi assistenti sono stati obbligati a stringere sempre più le cinghie della maschera per mantenere un'efficace tenuta tra la maschera standard e il suo viso." Ciò, tuttavia, aveva aggravato il danno che la maschera stava portando al viso di Karis così come i problemi respiratori.

Bill aveva già ideato una modifica del sigillo della maschera, che aveva svolto bene il suo lavoro dal 2015 al 2019. Tuttavia, a causa dei continui cambiamenti sul suo viso, la perdita stava cominciando a ripresentarsi nonostante la modifica. Risolvere questo problema richiedeva una maschera su misura progettata specificamente per adattarsi al volto di Karis. Ciò non poteva essere fatto a meno che il suo viso non potesse venire scansionato per ottenere l'esatta geometria del suo profilo facciale. Qualsiasi processo di scansione doveva essere veloce; senza la sua maschera, Karis non poteva respirare.

Utilizzando Artec Eva Lite, in meno di 30 secondi, Bill è stato in grado di acquisire la scansione dettagliata del profilo facciale di Karis di cui aveva bisogno. Ha potuto quindi iniziare il lavoro di creazione della maschera personalizzata.

Il guscio della maschera standard originale, l'estensione su misura e la guarnizione a labbro

Per evitare la necessità di rimuovere ripetutamente la sua maschera e interrompere la respirazione per eseguire controlli sui progressi, è stata eseguita una stampa 3D dei dati del viso di Karis così ottenuti. L'originale guarnizione a labbro in silicone è stata accuratamente staccata dal guscio di una maschera standard. È stata quindi eseguita una scansione dettagliata del bordo esposto del guscio rigido della maschera. Utilizzando un software di progettazione 3D, è stata calcolata la forma di un'estensione sollevando digitalmente il bordo del guscio originale in modo che corrispondesse all'immagine scansionata del profilo facciale di Karis. Il pezzo di estensione richiesto è stato quindi creato fisicamente stampando in 3D la forma calcolata dal PLA. Infine, il bordo interno del pezzo di estensione è stato incollato al guscio della maschera originale e il sigillo a labbro in silicone originale è stato nuovamente incollato sul bordo esterno del pezzo di estensione.

Confronto tra la maschera originale (a sinistra) e la maschera personalizzata per Karis (a destra)

Queste modifiche hanno consentito al sigillo a labbro di funzionare come previsto e di sigillare la maschera contro il viso di Karis con una tensione significativamente ridotta nelle cinghie della testa della maschera. È stata così ripristinata una funzione respiratoria soddisfacente e la maschera è ora più comoda da indossare. Il lavoro continua per perfezionare la forma dell'estensione e migliorare ulteriormente le prestazioni della maschera personalizzata.

"Karis è una donna davvero straordinaria, che non permette che le notevoli difficoltà con cui deve confrontarsi riducano in alcun modo la sua entusiasta visione della vita", dice Bill. "Sono veramente grato ad Artec per esserci venuta incontro fornendoci lo scanner che ci ha permesso di aiutarla."

Karis con David Attenborough alla cena per il 50^° anniversario della Open University a Londra. (Foto per gentile concessione di The Open University)

Risolvere il problema del guanto

Una seconda applicazione REMAP per Eva Lite stava aiutando Helen, che vive nelle remote Ebridi Esterne (o Western Isles) nel Regno Unito. Nata senza diverse dita, Helen soffre di una forma di estrema sensibilità dermatologica. La pelle delle sue mani reagisce e si irrita se esposta ad una anche minima quantità di diverse sostanze, inclusi prodotti per la pulizia della casa, articoli da toilette, liquidi alimentari e persino alla luce solare. Al presentarsi di questi sfoghi della pelle, Helen – che vive da sola – trova difficile lavarsi, pulire o cucinare finché la pelle delle sue mani non torna alla normalità. Potrebbero essere necessarie diverse settimane evitando anche il minimo contatto con uno dei tanti potenziali agenti irritanti per far regredire lo sfogo e consentire alla sua pelle di riprendersi.

Le mani di Helen (Foto per gentile concessione di Helen)

Problemi come questi vengono normalmente risolti utilizzando guanti protettivi monouso o una crema protettiva adeguata. Helen ha provato diversi di questi mezzi, ma la sua sensibilità cutanea acuta ha provocato una reazione a ogni prodotto provato. Per anni ha anche cercato di adattare e utilizzare diversi guanti normali standard per proteggere le proprie mani. "Abbiamo effettuato numerosi tentativi, tra cui modificare manualmente dei guanti di cotone, tagliare le dita di alcuni guanti usa e getta, rivoltare le dita del guanto e fissarle all'interno", afferma Bill. “Nessuno di questi metodi ha funzionato. Abbiamo anche indagato se delle dita protesiche potessero dare a Helen un modo per indossare dei normali guanti.”

REMAP ha anche dedicato del tempo alla ricerca di produttori di guanti su misura in tutto il mondo, ma non è stata trovata alcuna soluzione economica. Da anni Helen ha cercato personalmente possibili soluzioni. La svolta è avvenuta nell'ottobre 2018, quando ha stabilito che la sua pelle sembrava essere compatibile con un prodotto in gomma siliconica chiamato Dragon Skin, utilizzato nell'industria cinematografica e teatrale per creare effetti speciali. La sfida per Bill divenne allora quella, relativamente semplice, di trovare un modo per realizzare dei guanti di dragon skin che si adattassero alle mani di Helen, e che rimanessero su!

Inizialmente, i due hanno esplorato l'idea di ottenere la forma di ciascuna delle mani di Helen versandovi del gel modellante. Una volta solidificatosi, la sua mano sarebbe stata estratta dallo stampo e lo stampo utilizzato per creare una replica di quella mano. Helen era d'accordo, ma REMAP non voleva rischiare che la pelle si irritasse a contatto con il gel modellante. Divenne ben presto evidente che una scansione 3D delle mani di Helen sarebbe stato l'unico modo sicuro per consentire al progetto di procedere. A causa della posizione remota di Helen – anche una breve visita dalla terraferma richiede tre giorni interi e costa diverse centinaia di sterline – si è provato a cercare un'agenzia più vicina ad Helen che potesse eseguire la scansione per conto di REMAP. Ma un'agenzia del genere semplicemente non esisteva. Il progresso del progetto dipendeva ora dalla possibilità che REMAP stessa acquisisse le scansioni 3D necessarie delle mani di Helen.

Una volta che l'Eva Lite è stato consegnato a REMAP da Patrick, si è passati subito al sodo. Nel giugno 2019 Bill si è recato nelle Ebridi Esterne – incontrando Helen faccia a faccia per la prima volta – e ha scansionato le sue mani in 3D. Ha modificato digitalmente queste scansioni, aggiungendo dei polsini e regolando le dimensioni per garantire che i guanti così ricavati avessero uno spazio sufficiente per consentire a Helen di indossarli e toglierli senza troppi problemi. La fase successiva prevedeva l'ottenimento di una stampa 3D di questi modelli di guanti.

"REMAP spesso deve dipendere della buona volontà e generosità di altre persone per realizzare i suoi obiettivi", afferma Bill. "Ottenere stampe 3D su cui realizzare i guanti ne è un esempio, dato che la stampa 3D può essere piuttosto costosa. Le dimensioni limitate di una qualsiasi delle stampanti 3D disponibili significavano che ogni stampo per guanti avrebbe dovuto essere stampato in due parti che successivamente avrebbero dovuto essere unite."

Le stampe 3D delle mani di Helen.

"La Dragon Skin è una gomma siliconica in due parti. Fino a quando non si secca, la miscela è abbastanza fluida e tende a colare gradualmente verso il basso," spiega Bill. "È stato quindi necessario progettare e costruire un dispositivo rotante per garantire che le pellicole di Dragon Skin applicate agli stampi rimanessero distribuite uniformemente e producessero così guanti di spessore ragionevolmente uniforme."

Sono disponibili numerosi gradi di Dragon Skin, ognuno dei quali offre una diversa combinazione di forza e flessibilità una volta lavorato. Helen ne aveva ottenuto diversi campioni per verificare la loro compatibilità con la sua pelle. Ha anche usato i campioni per valutare l'idoneità di quel grado come materiale per guanti protettivi e ha suggerito a Bill tre gradi che pensava potessero funzionare. Sono state quindi prodotte diverse paia di guanti, variando il grado e il numero di strati, in modo che Helen potesse provarli e valutare quale offrisse la soluzione migliore.

Il lotto iniziale di guanti su misura, a fianco degli stampi montati sul dispositivo rotante.

Helen ha ora ricevuto questo lotto iniziale ed è in procinto di provarlo. Mentre il team sta ancora lavorando su come migliorare il prodotto finale, si è già notata una differenza. "Non posso nemmeno iniziare a spiegare quanto sia più facile non avere i pezzetti delle dita dei guanti che sporgono, o lo strano peso delle dita rivoltate che facevano sfilare via i guanti dalle mani", dice Helen.

In conclusione

È in corso lo sviluppo di ulteriori miglioramenti sia per la maschera facciale che per i guanti. Tuttavia, un fatto è chiaramente evidente: né la forma del viso di Karis né la forma delle mani di Helen, avrebbero potuto essere adeguatamente definite senza l'applicazione della tecnologia di scansione 3D. "Lo scanner Artec Eva Lite ci ha fornito questa tecnologia", afferma Bill. "Senza di esso e senza il supporto continuo di Patrick, nessuno dei due progetti avrebbe potuto progredire con l'accuratezza e la creatività necessarie per produrre una soluzione efficace."

Procedendo nella sua missione, REMAP continua a fornire soluzioni personalizzate ai problemi nella vita dei portatori di disabilità, che devono affrontare e superare queste sfide quotidiane. Purtroppo, in questi tempi di risorse fortemente limitate, sembra spesso che le persone colpite si sentano abbandonate dalle organizzazioni da cui ci si aspettava l'assistenza di cui hanno bisogno.

"È un vero privilegio poter lavorare per un'organizzazione come REMAP", afferma Bill, "e creare un'opportunità per aiutare dove nient'altro è disponibile."