BR112017013457B1 - Aparelho para redução dos efeitos de tremores - Google Patents

Abstract

APARELHOS E MÉTODOS PARA ESTABILIZAÇÃO DE TREMOR. A presente invenção diz respeito a melhorias em ou relativas a aparelhos e métodos para estabilização de tremor, particularmente a dispositivos giroscópicos para uso no controle de tremores de partes do corpo, tanto fisiológicos quanto patológicos, especialmente das mãos. Descreve-se um aparelho para reduzir efeitos de tremores no corpo humano. O aparelho compreende um elemento vestível e pelo menos um dispositivo giroscópico montado ou montável no elemento vestível, o dispositivo giroscópico compreendendo um giroscópio e um alojamento de giroscópio. O aparelho é caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo giroscópico é montado dentro do alojamento por meio de uma montagem que permite ao giroscópio fazer precessão com respeito ao alojamento. Em uma modalidade, a montagem compreende uma dobradiça junto a qual o giroscópio é montado e uma placa de dobradiça ou montagem de dobradiça junto a qual a dobradiça é montada para rotação com respeito ao alojamento de giroscópio. A placa de dobradiça ou montagem de dobradiça compreende, preferencialmente, uma mesa de rotação montada junto ao alojamento de giroscópio. O ou cada dispositivo giroscópico compreende, preferencial e adicionalmente, um arranjo de controle para controlar a precessão do giroscópio.

Description

[001] A presente invenção refere-se a melhorias em ou a respeito de aparelhos e métodos de estabilização do tremor, em particular para dispositivos giroscópicos para utilização no controle de tremores de partes do corpo, tanto fisiológicas quanto patológicas, especialmente nas mãos.

[002] Os tremores musculares involuntários ocorrem numa série de condições neurológicas, nomeadamente condições degenerativas, como a doença de Parkinson.

[003] Foram efetuadas inúmeras propostas de mediação de tremores nas mãos utilizando giroscópios. US5058571 descreve uma proposta inicial em que um giroscópio acionado por bateria é mantido contra a face traseira da mão com uma fita. Um giroscópio procura manter a orientação do seu eixo de rotação e resiste a qualquer ação que procure causar uma mudança nessa orientação. Assim, a teoria de utilizar um giroscópio é que o início de um tremor muscular provoca um movimento na mão, mas o giroscópio age contra esse movimento, anulando substancialmente o tremor.

[004] No entanto, como observado no US6730049, o dispositivo de US5058571, com um único giroscópio, é capaz de reduzir o movimento involuntário numa direção plana. No entanto, os movimentos involuntários são raramente unidimensionais em relação ao movimento do braço. US6730049 propõe uma tala para unir o braço inferior, o pulso e a mão do utilizador, deixando apenas o polegar e os dedos livres. Assim, qualquer movimento involuntário dentro da área ligada, independentemente da dimensão, é transferido para a tala. Um giroscópio é montado na tala em tal posição que contesta esse movimento. Em algumas configurações, dois giroscópios são montados na tala com os seus eixos de rotação montados ortogonalmente entre eles. Recomenda-se que o dispositivo seja ajustável ao perfil de tremor de um paciente específico através do ajuste da localização do giroscópio ao longo do comprimento da tala.

[005] No entanto, a pessoa experiente apreciará imediatamente que este dispositivo impede todo o movimento livre a nível do braço inferior para além dos dedos. Mesmo o movimento do polegar é consideravelmente restringido, limitando severamente a variedade de atividades do paciente, potencialmente exacerbando as consequências práticas da condição do paciente em vez de aliviá-lo.

[006] Consequentemente, existe uma necessidade de melhoria das técnicas de estabilização do tremor.

[007] No seu sentido mais amplo, a presente invenção proporciona um aparelho para reduzir os efeitos de tremores no corpo humano. O aparelho compreende um elemento utilizável e, pelo menos, um dispositivo giroscópico montado ou montável ao elemento utilizável, o dispositivo giroscópico que compreende um giroscópio e a respetiva caixa. O aparelho é caracterizado, pelo menos, por um dispositivo giroscópico montado dentro da caixa através de uma montagem que permite que o giroscópio prossiga em relação à caixa.

[008] Numa configuração, a montagem é composta por uma dobradiça para a qual o giroscópio está montado e uma placa de dobradiça ou montagem de dobradiça para a qual a dobradiça está montada para rotação em relação à caixa do giroscópio.

[009] Preferencialmente, a placa de dobradiça ou a montagem da dobradiça é composta por uma placa giratória montada na caixa do giroscópio.

[0010] Preferencialmente, o ou cada dispositivo giroscópico é composto por uma disposição para controlar a precessão do giroscópio.

[0011] Em certas configurações, a disposição de controle é composta por uma pluralidade de amortecedores elastoméricos.

[0012] Adicionalmente ou alternativamente, a disposição de controle é composta por uma disposição de controle magnético, preferencialmente, composta, pelo menos, por um disco magnético ou íman anular associado ao giroscópio.

[0013] Adequadamente, a disposição de controle inclui um motor, preferencialmente um motor de passo e uma disposição de acionamento associada à placa giratório, preferencialmente, uma disposição de acionamento direto, tal como um conjunto de engrenagens ou uma disposição de correia de acionamento.

[0014] Numa configuração, o aparelho corresponde a uma pluralidade de dispositivos giroscópicos. Preferencialmente, a pluralidade dos dispositivos giroscópicos é distribuída através de uma superfície ou superfícies do elemento utilizável.

[0015] Preferencialmente, a caixa do giroscópio inclui um circuito de controle comutável que controla a operação do ou de cada giroscópio. Mais preferencialmente, o circuito de controle inclui um comutador montado na caixa do giroscópio.

[0016] Preferencialmente, o aparelho é ainda abrangido por uma fonte de alimentação de bateria, preferencialmente uma fonte de alimentação de bateria recarregável, mais preferencialmente, um sistema de alimentação de bateria recarregável por um sistema de carga sem fios ou de indução em campo próximo.

[0017] Preferencialmente, os dispositivos giroscópicos são alimentados sem fios e o aparelho é ainda abrangido por um circuito de controle energético sem fios.

[0018] Preferencialmente, o elemento utilizável é uma luva, meia, sapato, fita ou protetor para a cabeça.

[0019] Preferencialmente, o aparelho é ainda abrangido, pelo menos, por um dos seguintes: um acelerómetro; um ou mais sensores, incluindo sensores de queda, sensores de sono, sensores de métricas corporais, como pressão arterial, pulsação, temperatura, condutividade da pele e sensores de suor.

[0020] Opcionalmente, o aparelho inclui ainda um sistema de controle de reconhecimento de voz.

[0021] Preferencialmente, o ou cada dispositivo giroscópico inclui um disco de giroscópio com uma pluralidade de linhas de fração direcionadas radialmente formadas no mesmo.

[0022] Preferencialmente, cada dispositivo giroscópico possui um disco de giroscópio formado com uma pluralidade de dedos radiais. Mais preferencialmente, um comprimento radial de cada dedo é ajustável.

[0023] Preferencialmente, cada dispositivo giroscópico tem um disco de giroscópio acionado por um motor e em que o aparelho é ainda abrangido por meios de ajuste para ajustar ou modular uma corrente através do motor ou tensão aplicada ao motor.

[0024] Preferencialmente, o aparelho ainda abrange um sistema de posicionamento global e uma funcionalidade de monitorização.

[0025] Preferencialmente, o aparelho é ainda abrangido por uma funcionalidade de rede sem fios que pode ser ligada a sistemas externos baseados em computador, incluindo computadores remotos e dispositivos móveis, como smartphones, computadores portáteis e tablets.

[0026] Preferencialmente, o aparelho é ainda abrangido por uma disposição de gestão de calor, para remover o calor gerado pelos dispositivos giroscópicos.

[0027] Em algumas configurações, a disposição de gestão de calor é composta pela utilização de um invólucro condutor de calor aos dispositivos giroscópicos. A disposição de gestão de calor também poderá abranger um dissipador de calor, opcionalmente um dissipador de calor que faz parte de um invólucro para os dispositivos giroscópicos. Nas configurações preferidas, o calor recuperado a partir do dispositivo giroscópico é canalizado para o elemento utilizável para proporcionar uma função de aquecimento.

[0028] Os aspetos acima e outros aspetos da presente invenção serão agora descritos com mais pormenor, apenas a título de exemplo, com referência às figuras anexadas, nas quais:

[0029] A Figura 1 mostra uma configuração de um aparelho de acordo com a presente invenção ligada a uma mão;

[0030] A Figura 2 é uma vista expandida do giroscópio e da caixa do mesmo da configuração da Figura 1;

[0031] A Figura 3 é uma vista transversal do giroscópio e da caixa do mesmo da configuração da Figura 1;

[0032] A Figura 4 é um gráfico que ilustra o desempenho da configuração da Figura 1;

[0033] A Figura 5 é uma vista em perspetiva de uma configuração adicional de um aparelho de acordo com a presente invenção na forma de uma luva

[0034] A Figura 6 mostra, em várias vistas, uma disposição alternativa do disco de giroscópio;

[0035] A Figura 7 é uma vista em perspetiva de uma outra configuração adicional de um aparelho de acordo com a presente invenção na forma de uma luva;

[0036] As Figuras 8 a 13 mostram vistas esquemáticas de vários conjuntos de giroscópios alternativos.

[0037] Um giroscópio é um dispositivo que possui um disco rotativo que pode rodar livremente em torno de um eixo. À medida que o disco roda, o giroscópio irá resistir à ação de um acoplamento aplicado e tende a manter uma orientação fixa. Se o giroscópio for deslocado de forma rotativa, o ímpeto angular é conservado através da nutação do dispositivo em torno de um eixo que é mutuamente perpendicular ao eixo de rotação do disco e o eixo através do qual o dispositivo é deslocado.

[0038] Um giroscópio irá exercer um ímpeto do giroscópico proporcional em magnitude ao momento de inércia do disco, da velocidade angular do disco e da velocidade angular de nutação. O vetor de direção do ímpeto do giroscópico é proporcional ao vetor cruzado da velocidade angular do disco e da velocidade angular de nutação do dispositivo.

[0039] O aparelho da presente invenção inclui uma pluralidade de dispositivos giroscópicos espaçados em redor da parte do corpo ao qual o aparelho é aplicado. A pluralidade de dispositivos giroscópicos em conjunto aplica um ímpeto giroscópico líquido cumulativo ao corpo quando o estado de equilíbrio do corpo é perturbado, como durante um tremor ou deslocamento rotacional, mas permite a utilização de giroscópios mais pequenos, espalhando assim a massa dos giroscópios ao longo da parte do corpo tornando o dispositivo mais fácil de utilizar e também reduzindo a dimensão do aparelho, dificultando assim a destreza e o movimento em menor grau do que com dispositivos conhecidos com giroscópios maiores.

[0040] A Figura 1 mostra uma configuração de um aparelho de acordo com a presente invenção sob a forma de uma luva 10 com um dispositivo giroscópico 11 montado no mesmo na parte de trás de uma mão 12. Na configuração mostrada, a luva 10 é do tipo aberta ou sem dedos para permitir o movimento livre dos dedos 13 e do polegar 14. Preferencialmente, a luva é formada como um suporte de tecido para o dispositivo giroscópico, acoplável ao pulso, aos dedos e ao polegar do utilizador através de fitas adequadas utilizando um gancho e um disposição de fixação ajustável em forma de laço. O tecido é preferencialmente de um material suave e confortável que pode ser utilizado confortavelmente durante longos períodos de tempo. Nas configurações preferidas, o tecido é do tipo descrito em WO 2014/127291 em que as forças de van der Waals são desenvolvidas entre uma superfície de tecido de silicone macio e a pele de um utilizador, para manter o tecido no lugar.

[0041] A Figura 2 é uma perspetiva expandida de uma configuração preferida de um dispositivo giroscópico. O giroscópio inclui um disco rotativo 20, adequadamente um disco de metal, como um disco de latão, movido por um motor de CC sem escovas 21. Na configuração mostrada, o giroscópio é acionado por uma pequena fonte de alimentação de CC na forma de baterias 22 controladas pelo circuito de controle 23. Em disposições alternativas, o circuito de alimentação e de controle estão distantes do dispositivo de giroscópio.

[0042] O motor 21 do giroscópio é montado numa base giroscópica 24 que, por sua vez, é montada numa dobradiça de precessão 25, montada numa placa de dobradiça 30. A placa de dobradiça 30 é montada numa placa giratória 31 que, por sua vez, é fixa firmemente à luva 10 do aparelho. Assim, durante a utilização, o eixo do giroscópio é capaz de prosseguir em virtude da ancoragem de dois eixos fornecido pela combinação da dobradiça de precessão 25 e da placa giratória 31.

[0043] A precessão e a precessão controlada do eixo do giroscópio garantem que o vetor de resistência resultante do aparelho está sempre substancialmente oposto ao vetor de tremor.

[0044] Os amortecedores elastoméricos são fornecidos entre a placa de dobradiça 30 e a base giroscópica 24 para limitar o ângulo de precessão, sendo o ângulo entre o eixo do giroscópio de precessão e um eixo normal à placa de dobradiça 30.

[0045] Em certas configurações, os ímanes são incorporados ao ou em cada dispositivo de giroscópio, seja no lugar dos amortecedores elastoméricos, como também para controlar ainda mais a precessão do giroscópio. Por exemplo, um ou mais discos ou anéis magnéticos ou um íman toroidal estão dispostos sobre o disco de giroscópio 20, para controlar a sua precessão. As disposições alternativas são igualmente adequadas, como as molas e os eletroímanes variáveis. Além disso, a orientação da placa giratória pode ser controlada, por exemplo, através de um mecanismo de passo e da disposição de engrenagens, para proporcionar um controle adicional sobre múltiplos eixos de tremor com um único giroscópio.

[0046] Uma caixa 32, acoplável à luva, fecha o giroscópio e, na configuração mostrada, fornece um atuador, na forma de um comutador 33, para ligar e desligar o motor.

[0047] A Figura 3 mostra o dispositivo giroscópico mais detalhadamente na secção transversal, tanto numa orientação de inatividade (Figura 3a) como numa orientação de precessão (Figura 3b). A Figura 3c mostra a inclusão de um conjunto de engrenagens do motor de passo para fornecer um controle adicional à placa giratória e, portanto, fornecer um controle adicional de precessão. Os sistemas de controle alternativos são igualmente adequados, como outros conjuntos de acionamento direto ou conjuntos de correias de acionamento.

[0048] A Figura 4 mostra os resultados obtidos com o aparelho das Figuras 1 a 3. Nas experiências, o aparelho foi preso à mão articulada de um boneco de madeira que estava preso a um suporte ao qual um motor que possui uma massa anexada excêntrica ao eixo do motor para provocar o tremor da mão. Com o aparelho ligado à mão, mas não a funcionar, observou-se uma magnitude de velocidade angular média de cerca de 6 graus por segundo, com uma amplitude de cerca de -5,5 a +3,5. Em contraste, com o aparelho da presente invenção a funcionar, a magnitude da velocidade angular média foi reduzida para cerca de 0,5 graus por segundo, com uma amplitude de cerca de -0,3 para cerca de +0,7. O mesmo desempenho foi visto qualitativamente numa paciente de 70 anos de idade diagnosticada com doença de Parkinson e a exibir fortes tremores nas mãos.

[0049] Em algumas configurações, como será descrito mais detalhadamente abaixo, o disco de giroscópio é integrado no motor e atua como o motor, montado com um íman permanente que atua como caixa.

[0050] Está ilustrada em várias vistas uma configuração alternativa na Figura 5. Nesta configuração, um suporte de giroscópio 40 é formado por ou ligado a um elemento de luva 41. O suporte 40 inclui um copo recetor do giroscópio 42 para cada uma das pluralidades de giroscópios e uma tampa desmontável associada 43 que forma uma caixa para um dispositivo giroscópico 44. Na configuração mostrada, o suporte 40 inclui uma haste 45 que liga a caixa com um caixa da bateria 50. Os copos 42 e a haste 45 podem ser formados integralmente com a luva ou formados como uma unidade desmontável, permitindo a substituição quando necessário e permitindo a utilização de uma disposição de montagem única com uma variedade de tamanhos de luva ou outras formas de fixação ao corpo humano, como fitas, meias, sapatos, etc.

[0051] O dispositivo giroscópico 44 inclui um disco de giroscópio 51 e motor 52.

[0052] O copo recetor do giroscópio 42 inclui ligações elétricas que são necessárias para acoplar o respetivo giroscópio ao fornecimento de bateria 50, opcionalmente através da cablagem fixa do giroscópio, mas preferencialmente por meio de contactos ou blocos elétricos dentro do copo contra os contactos ou blocos correspondentes sobre a unidade giroscópica e são mantidos firmemente no lugar através da tampa desmontável 43.

[0053] Com a utilização de um suporte 40 do tipo descrito, fornecendo uma caixa individualmente para cada giroscópio, os giroscópios individuais podem ser selecionados para fornecer torques diferentes entre eles, se desejado, por exemplo, se os tremores forem mais prevalentes numa área particular ou se os tremores derem origem a efeitos maiores em certas áreas do corpo. Como tal, o aparelho da presente invenção pode ser ajustado às necessidades de um paciente em particular.

[0054] Será apreciado que os dispositivos giroscópicos precisem de ser montados de forma segura à luva ou outra unidade utilizável, de modo que o binário giroscópico seja transferido para o corpo do utilizador em vez de ser absorvido, por exemplo, pelo alongamento ou outro movimento da luva. Um tensionamento adequado pode ser conseguido através da utilização de elementos elásticos, fios tensionados ou disposições semelhantes; ou pela inclusão de tais elementos dentro do corpo do componente utilizável.

[0055] Será apreciado que os giroscópios em miniatura tenham um requisito de energia consideravelmente menor do que os giroscópios grandes do tipo utilizado nos dispositivos do artigo anterior descrito acima. Mesmo com a utilização de uma pluralidade de pequenos giroscópios, o requisito de energia total dos dispositivos da presente invenção é consideravelmente menor que o do artigo anterior. Como tal, é possível utilizar pilhas tipo botão pequenas, leves e discretas.

[0056] Alternativamente, é possível utilizar pequenas baterias recarregáveis, adequadamente baterias de iões de lítio ou de polímero de iões de lítio. Numa configuração, as baterias recarregáveis são recarregáveis através de um conector de ligação, igual aos bem conhecidos no campo dos dispositivos eletrónicos, por exemplo, uma conexão que pode ser ligada através de uma ficha para uma ligação USB, geralmente a 5v. Em configurações alternativas, as baterias recarregáveis são recarregáveis através de um dispositivo de carregamento por indução. Tais configurações são bem conhecidas no campo e não serão descritos com mais detalhe.

[0057] Numa outra configuração alternativa, os giroscópios utilizados no aparelho são alimentados diretamente por uma disposição de transmissão de energia sem fios sem a necessidade de baterias. No entanto, tal aparelho inclui preferencialmente baterias para fornecer uma fonte de alimentação de reserva.

[0058] Em determinadas configurações, é proporcionada uma suplementação de energia adicional, como o aproveitamento da energia solar, radiação eletromagnética, gradientes térmicos e movimento. As disposições adequadas incluem:

[0059] Células fotovoltaicas que recolhem energia solar revestindo a superfície do dispositivo, opcionalmente com uma camada protetora resistente aos riscos e protegendo as células abaixo;

[0060] Geradores termoelétricos que exploram os gradientes térmicos estabelecidos entre a temperatura corporal e o meio ambiente para produzir eletricidade; (opcionalmente, o calor gerado pelos motores pode ser utilizado para estabelecer gradientes térmicos em relação a um aparelho de refrigeração adequado)

[0061] Transdutores piezoelétricos que convertem a tensão mecânica em áreas de revestimento de corrente ou tensão das luvas propensas a deformação;

[0062] Unidades de recolha de energia microfluídica que produzem eletricidade através da conversão de energia cinética sob a forma de vibração, cisalhamento e de fluxo em energia elétrica.

[0063] A produção de energia através da captura de movimentos é considerada de particular interesse, particularmente a recolha de vibração baseada em REWOD, com base na energia microfluídica incorporada. Um processo REWOD funciona ao produzir eletricidade à medida que uma gota condutora muda de posição ou formato e, consequentemente, a sua área e posição de contacto com os dois elétrodos revestidos de dielétrico de carga oposta. Um design que incorpora múltiplas unidades de recolha abrange um ou mais:

[0064] Gotas do fluido condutor (por exemplo, Galinstan) entre as placas oscilantes que recuperam energia das vibrações de motores;

[0065] Câmaras fluídicas flexíveis incorporadas na palma de uma luva (por exemplo) com canais fluídicos revestidos com elétrodos associados ao longo da parte lateral do aparelho;

[0066] Transdutores piezoelétricos na palma aproveitando a energia gasta durante a aderência;

[0067] Elétrodos deslizantes aproveitando o corte do material ao longo da articulação do pulso, permitindo que as gotas do fluido condutor se dividam ao longo de elétrodos.

[0068] Aproveitando a energia ambiente, torna-se possível ao aparelho obter a produção de energia autónoma.

[0069] O aparelho pode ainda incluir circuitos de modulação de corrente ou tensão para permitir a variação da velocidade de rotação do disco de giroscópio 20,51, para permitir o ajuste adicional e adequado do binário do giroscópico. Nas configurações preferidas, incluindo os módulos de telecomunicações, o ajuste adequado do dispositivo através do ajuste da corrente ou tensão pode ser conseguido remotamente, por exemplo, através de um computador, tal como um computador operado remotamente por um médico ou através de um dispositivo portátil, preferencialmente, um dispositivo de ecrã tátil, para permitir uma fácil utilização por parte do paciente, como um smartphone ou tablet. Esta característica permite a incorporação de funcionalidades adicionais e a monitorização na aplicação ou no programa em execução no dispositivo, como a exibição de informações do sistema e métricas de saúde, bem como permitir a personalização e programação do utilizador.

[0070] Em determinadas configurações, a caixa para o giroscópio é vedada e a cavidade cheia com um gás a uma densidade inferior à do ar atmosférico ou caso a cavidade esteja sob vácuo, para reduzir a resistência do ar ao giroscópio rotativo, reduzindo assim o consumo de energia e aumentando a eficiência e a fiabilidade.

[0071] Embora ilustrado até agora com um ou dois giroscópios, a presente invenção proporciona aparelhos com qualquer número de giroscópios considerando, por exemplo, tremores em vários eixos.

[0072] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, nas configurações preferidas, o disco de giroscópio 51 é favoravelmente formado com linhas de fratura 53 e/ou dedos 54. As linhas de fratura 53 formam linhas de fraqueza na estrutura do disco sendo que, em caso de danos no giroscópio provocando danos no disco, como uma queda contra uma superfície dura, o disco é encorajado a fraturar de forma controlada. Isso reduz a probabilidade dos fragmentos do disco entrarem na contenção da tampa 43 ou na totalidade da caixa, suporte e luva.

[0073] Além disso, o giroscópio pode ser construído com um sistema de travagem, para proporcionar uma desaceleração rápida do disco, tanto por motivos de utilização como de segurança. A travagem regenerativa é preferida para complementar a fonte de alimentação do dispositivo.

[0074] Conforme ilustrado na Figura 6, a formação do disco de giroscópio 51 com uma pluralidade de dedos 54, permite o ajuste das pernas para ajustar as dimensões radiais do disco 51, ajustando desse modo o perfil de binário do giroscópio. A extensão radial de cada perna 54 pode ser ajustada para aumentar o diâmetro do disco como um todo ou as pernas individuais podem ser ajustadas para um ajuste adequado às características do dispositivo giroscópico. Este método de ajuste das características de um giroscópio forma um aspeto distinto e geral da presente invenção.

[0075] Nas configurações preferidas, tais como as mostradas nas Figuras 6 e 8 descritas abaixo, os dedos têm um componente elástico adicional que induz a contração ao eixo de rotação em caso de falha, reduzindo ainda mais o risco de componentes fraturados que penetram na caixa. Adequadamente, o componente elástico é formado por um material polimérico elástico ou por uma ou mais molas.

[0076] Nas configurações preferidas, é proporcionada uma estabilidade adicional aos dedos através de um dispositivo de controle resistivo, por exemplo, bandas ou amortecedores resistivos, conforme mostrado na Figura 7, em que são utilizados os amortecedores de fluido magnético-reológico 55, dispostos em redor da superfície superior da luva. Tais elementos também podem ser montados sobre as superfícies inferior e lateral, conforme exigido pelos requisitos do tratamento do paciente. Estes métodos resistivos podem acoplar os dedos à caixa principal do giroscópio 42 para um controle adicional dos tremores. Os elementos do dispositivo de controle resistive podem ser alojados dentro de uma camada separada das unidades giroscópicas ou como componentes das caixas do giroscópio.

[0077] A Figura 8 mostra duas variações de um disco de giroscópio modificado 51 na forma de um disco 60 com superfícies superior e inferior espaçadas 61, 62 e uma pluralidade de aberturas 63 dispostas circunferencialmente em redor de uma superfície exterior do disco 60. Cada abertura 63 está adaptada para receber uma cavilha 64, que adiciona massa ao disco, principalmente a uma porção radialmente exterior, proporcionando assim um modo alternativo para ajustar as características de binário do giroscópio. Este método de ajuste das características de um giroscópio forma um aspeto distinto e geral da presente invenção.

[0078] As Figuras 9 a 13 mostram esquematicamente várias disposições de giroscópio. Os vários componentes são representados esquematicamente, não literalmente. A Figura 9 mostra uma construção convencional na qual o disco de giroscópio 70 é acoplado por um veio 71 a um motor de CC 72 com e sem escovas. Na Figura 10, a montagem foi tornada mais compacta ao montar o motor 82 dentro de uma abertura circular central formada no disco 80. O motor 82 está disposto para conduzir o disco 80 através de uma roda de transmissão ou engrenagem 81.

[0079] Na configuração da Figura 11, o disco 90 é formado diretamente integrado com o motor 91. No giroscópio da Figura 12, o próprio giroscópio é efetivamente o motor. O disco de giroscópio 100 é montado centralmente dentro do giroscópio e tem uma pluralidade de ímanes 101 de polaridade alternada montados em redor da sua circunferência externa. O conjunto é montado dentro de um anel de enrolamentos de campo alternados 102 com postes de campo 103 montados dentro de uma estrutura 104. O disco de giroscópio 100 atua como o rotor do motor e é rodado através de uma polaridade correspondentemente alternada dos enrolamentos 102 de uma forma convencional. A configuração da Figura 13 funciona como um motor do mesmo modo que a configuração da Figura 12, exceto que o disco 110 com ímanes de polaridade alternada anulares 111 tem uma abertura central 112 através da qual os enrolamentos de bobina 113 passam, os enrolamentos são acoplados pelos cabos 114 à fonte de alimentação.

[0080] Em determinadas configurações preferidas, o aparelho inclui um sistema de gestão de calor para remover o calor gerado pelos giroscópios rotativos. Adequadamente, o sistema de gestão de calor inclui a utilização de caixas de dispersão de calor nos giroscópios. Preferencialmente, as caixas incluem uma disposição de dissipador de calor para aumentar a remoção de calor. Convenientemente, o dispositivo utilizável, como uma luva, inclui uma canalização de calor para dispersar o calor na luva, permitindo que a luva aqueça as mãos de um utilizador em utilização. Vantajosamente, um revestimento termicamente refletor é aplicado entre os dispositivos giroscópicos e o elemento utilizável reflete o calor do corpo do utilizador, evitando o aquecimento localizado e permitindo que o sistema de gestão de calor forneça o aquecimento controlado do corpo.

[0081] Nas configurações preferidas, o aparelho da presente invenção inclui uma funcionalidade adicional, em particular a telemetria para fornecer feedback a um médico sobre o funcionamento do aparelho e a monitorização de outros parâmetros do corpo, tal como a pressão sanguínea, pulso, temperatura e condutividade da pele (tal como iria variar com a transpiração, etc.). Além disso, a funcionalidade de posicionamento global (GPS) é opcionalmente fornecida, preferencialmente juntamente com a funcionalidade de monitorização, para que os pacientes com problemas de saúde adicionais, como a demência, possam ser monitorizados utilizando o aparelho. Em determinadas configurações preferidas, o aparelho incorpora um ou mais dispositivos de acelerómetro. Isso irá detetar um movimento súbito significativo do utilizador, como no caso de uma queda.

[0082] Preferencialmente, o aparelho inclui ainda um módulo de telecomunicações, como Wi-Fi (RTM), Bluetooth (RTM), GSM, GPRS, 3G, 4G e respetivos desenvolvimentos. Por isso, os dados do aparelho podem ser comunicados a um médico ou auxiliar ou, em casos potencialmente fatais, como queda de perda de pulso, aos serviços de emergência ou outros contactos de emergência. Os detalhes de construção e programação de tal funcionalidade adicional serão facilmente evidentes para o especialista e não serão descritos de forma mais detalhadas aqui.

[0083] Assim, o aparelho também pode ser utilizado clinicamente para monitorizar o progresso de uma doença degenerativa, como a doença de Parkinson, onde os tremores podem variar diariamente, bem como monitorizar a eficácia no alívio dos sintomas da doença por medicação ou com técnicas cirúrgicas ou outras. Também pode ser utilizado para monitorizar a saúde geral e o bem-estar do utilizador.

[0084] Outras modificações no aparelho incluem a inclusão de funcionalidades de comunicação em campo próximo. As atividades sociais comuns que requerem boas capacidades motoras, como recuperar moedas e notas para o pagamento numa caixa, são complicadas para indivíduos com a doença de Parkinson, tremor essencial ou outras condições musculoesqueléticas e estigmas significativos ou simplesmente frustração ou constrangimento que se possam associar a tais condições. A comunicação em campo próximo pode ser incorporada no dispositivo e programada com um computador, tablet ou smartphone adequado, por exemplo, para permitir pagamentos sem contacto e outros sistemas de pagamento, como o Apple Pay ou o Google Wallet. É possível incluir mais integração com outros dispositivos, como por exemplo, com um pacemaker cerebral.

[0085] A funcionalidade de monitorização remota ajuda a reduzir os custos dos cuidados de saúde e aumenta a conveniência dos utilizadores, especialmente os pacientes com mobilidade reduzida. Com a funcionalidade GPS, o dispositivo também pode atuar como um monitorizador de posição, para determinar a localização do paciente.

[0086] Embora descrito principalmente em relação à estabilização de tremores nas mãos, o aparelho da presente invenção é igualmente adequado para outras partes do corpo, incluindo a cabeça, pernas e braços, tanto individualmente como em combinação utilizando uma diversidade de aparelhos.

[0087] O aparelho pode ser utilizado na monitorização dos tremores, por exemplo, na fisioterapia e em situações de formação - aplicações cirúrgicas, desportivas e outras.

[0088] As seguintes instruções resumem os componentes adicionais opcionais de um aparelho e respetivas vantagens: 1. Funções de interação social - sons, comunicação de voz e vídeo, vibração, aperto/pressão, calor. Se uma criança pensar num avô ou os utilizadores pensarem uns dos outros, eles apertam o dispositivo, dispositivo associado, smartwatch ou enviam um alerta por smartphone, que inicia a pressão, calor com possível adição de alertas e/ou comunicações de voz e vídeo. Potencialmente ajuda a prevenir o isolamento, a solidão, o declínio cognitivo, etc. 2. Armazenamento de memória no dispositivo a. Entretenimento b. Contactos c. Chamadas de emergência, p. ex., teclas de atalho d. Agenda, compromissos, calendários, lembretes, etc. 3. Sensores de velocidade do giroscópio (roda fónica, tacómetros óticos, estroboscópios, etc.) que são distintos dos controles de velocidade inteligentes. Permite a monitorização das velocidades do giroscópio e, consequentemente, os laços com ajuste do utilizador. Também permite a inclusão de meios de controle para reduzir o consumo de energia e aumentar a eficiência. A velocidade inteligente controla de forma autónoma e em conjunto com o controle manual e as configurações do utilizador. 4. Aplicações para smartphone e outras interfaces de utilizador - incluindo aplicações periféricas, como a monitorização de medicamentos, integração de pacemaker cerebral, etc. 5. Altifalante e microfone. a. Social

[0089] Comunicação de duas vias entre o utilizador e as partes autorizadas 1. Segurança. 2. Meios de alerta do utilizador, incluindo luzes intermitentes, vibrações e dispositivos elétricos piezoelétricos. a. Alertas do utilizador b. Incentivar o movimento devido aos riscos para a saúde c. Fisioterapia e formação para outras aplicações 3. Fisioterapia. 4. Cartão SIM - para telecomunicações e transferência de dados no caso de indisponibilidade do protocolo de rede sem fios. 5. Características de segurança e funções do invólucro - impermeabilização, vedação hermética ou classificação de proteção elevada, absorção de impactos, insonorização, etc. 6. Carregamento solar. 7. Servidor remoto, armazenamento na nuvem e serviços de transmissão e sincronização. a. Sincronizar dispositivos inteligentes b. Profissionais de saúde c. Acesso e transmissão de dados seguros

[0090] Embora o aparelho da presente invenção tenha sido descrito principalmente em relação aos benefícios terapêuticos para as pessoas que sofrem de condições neurológicas com a indução de tremores relativamente fortes, a presente invenção é igualmente adequada para outras utilizações onde a estabilização de vibrações das mãos (por exemplo), como as de um nível normal causadas simplesmente pela pulsação do fluxo sanguíneo, na qual seria benéfica, como em desportos (como o tiro com arco, dardos ou golfe), bem como nas belas artes, como pintar pequenos pormenores, fotografia ou em cirurgia.

[0091] Para evitar qualquer tipo de dúvidas, características ou aspetos da presente invenção aqui descritos, em relação a uma configuração específica, estes não estão limitados a essa forma de configuração. As características descritas podem ser combinadas em qualquer combinação. Qualquer e todas essas combinações são abrangidas pela invenção e não devem constituir qualquer assunto adicional.

Claims (13)

1. Aparelho para reduzir os efeitos de tremores no corpo humano, o aparelho compreendendo um elemento vestível (10) e pelo menos um dispositivo giroscópico (11) montado no elemento vestível, em que o pelo menos um dispositivo giroscópico (11) compreende um giroscópio (20, 21) e uma caixa de giroscópio (32, 42, 43), caracterizado pelo fato de que o giroscópio tem um eixo do giroscópio e é montado dentro da caixa por meio de uma montagem (25, 30, 31) que permite ao eixo do giroscópio fazer precessão em relação à caixa (32), em que a montagem compreende uma dobradiça (25) junto a qual o giroscópio (20, 21) é montado e uma placa de dobradiça ou montagem da dobradiça (30) junto a qual a dobradiça (25) é montada para rotação em relação à caixa de giroscópio (32, 42, 43).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem compreende, adicionalmente, uma placa giratória (31) montada junto à caixa de giroscópio ou no elemento vestível (10) pelo qual a dobradiça (25) da placa giratória (31) é montada para rotação em relação à caixa de giroscópio (32, 42, 43).

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma disposição de controle para controlar a precessão do eixo do giroscópio dos ou de cada um dos giroscópios.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a disposição de controlo compreende: i) uma pluralidade de amortecedores elastoméricos; e/ou ii) uma disposição de controle magnético, preferencialmente compreendendo pelo menos um disco magnético ou ímã anular associado ao giroscópio; e/ou iii) um motor de passo e conjunto de engrenagem associado à placa giratória.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de dispositivos giroscópicos, preferencialmente em que a pluralidade de dispositivos giroscópicos é distribuída através de uma superfície ou superfícies do elemento vestível e cada dispositivo é substancialmente associado a um eixo de tremor de um paciente.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma fonte de alimentação à bateria, preferencialmente uma fonte de alimentação à bateria recarregável, mais preferencialmente um sistema de fonte de alimentação à bateria recarregável que pode ser recarregado por meio de um sistema de carga por indução ou sistema sem fio de proximidade de campo.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os dispositivos giroscópicos são alimentados sem fio e o aparelho compreende, adicionalmente, um circuito de controle de energia sem fio.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o elemento vestível é uma luva, meia, sapato, cinta ou acessório para a cabeça.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, pelo menos um dentre: um acelerômetro, um ou mais sensores, incluindo sensores de queda, sensores de sono, sensores métricos de corpo, tais como sensores de pressão sanguínea, de pulso, de temperatura, de condutividade da pele e de suor.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre dito pelo menos um dispositivo giroscópico compreende um fluido ou um giroscópio de fluido híbrido, preferencialmente em que o fluido ou o fluido do giroscópio de fluido híbrido é um fluido magnético-reológico.

11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo giroscópico tem um disco de giroscópio acionado por um motor e que o aparelho compreende, adicionalmente, meios de ajuste para ajustar ou modular uma corrente através do motor ou tensão aplicada ao motor.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, funcionalidade de rede sem fio conectável a sistemas externos baseados em computador, tais como computadores, incluindo computadores remotos e dispositivos móveis, tais como smartphones, laptops e tablets.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, um arranjo de gestão de calor, preferencialmente uma disposição de gestão de calor compreendendo o uso de caixas de dispersão de calor junto aos dispositivos giroscópicos, mais preferencialmente um arranjo de gestão de calor compreendendo um dissipador de calor, opcionalmente em que o dissipador de calor forma uma parte de um invólucro junto aos dispositivos giroscópicos.

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