ES2839129T3 - Aparatos y métodos de estabilización de tremores - Google Patents

Abstract

Un aparato para reducir los efectos de los tremores en el cuerpo humano, comprendiendo el aparato un elemento (10) portátil y al menos un dispositivo (11) giroscópico montado en el elemento portátil; en donde el al menos un dispositivo (11) giroscópico comprende un giroscopio (20, 21) y una carcasa (32, 42, 43) de giroscopio; en donde el giroscopio tiene un eje de giroscopio; caracterizado porque: el giroscopio se monta dentro de la carcasa por medio de una montura (25, 30 31) que permite que el eje del giroscopio precese con respecto a la carcasa (32); y porque la montura comprende una bisagra (25) en la que se monta el giroscopio (20, 21) y una placa de bisagra o montura (30) de bisagra en la que se monta la bisagra (25) para que gire con respecto a la carcasa (32,42,43) de giroscopio.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparatos y métodos de estabilización de tremores

La presente invención se refiere a mejoras en aparatos y métodos de estabilización de tremores o relacionados con ellos, en particular a dispositivos giroscópicos para su uso en el control de tremores de partes del cuerpo, tanto fisiológicos como patológicos, especialmente las manos.

Los tremores musculares involuntarios se producen en una variedad de afecciones neurológicas, en particular afecciones degenerativas tal como la enfermedad de Parkinson.

Se han propuesto numerosas propuestas para mediar los tremores de las manos utilizando giroscopios. El documento US5058571 describe una propuesta inicial en la que un giroscopio accionado por batería se sujeta contra la cara posterior de la mano mediante una tira. Un giroscopio busca mantener la orientación de su eje de giro y resiste cualquier acción que busque provocar un cambio en esa orientación. Así, la teoría del uso de un giroscopio es que la aparición de un tremor muscular provoca un movimiento en la mano, pero el giroscopio actúa contra ese movimiento, cancelando sustancialmente el tremor.

Sin embargo, como se indica en el documento US6730049, el dispositivo del documento US5058571, que tiene un solo giroscopio, solo es capaz de reducir el movimiento involuntario en una dirección plana. Sin embargo, los movimientos involuntarios rara vez son unidimensionales con respecto al movimiento del brazo. El documento US6730049 propone una férula para sujetar el antebrazo, la muñeca y la mano del usuario, dejando solo el pulgar y los dedos libres. Por tanto, cualquier movimiento involuntario dentro del área unida, independientemente de la dimensión, se transfiere a la férula. Se monta un giroscopio en la férula en una posición tal que contrarresta este movimiento. En algunas realizaciones, se montan dos giroscopios en la férula con sus ejes de rotación montados ortogonalmente entre sí. Se afirma que el dispositivo se puede sintonizar con el perfil de tremor de un paciente en particular mediante el ajuste de la ubicación del giroscopio a lo largo de la longitud de la férula.

Sin embargo, la persona experta apreciará inmediatamente que este dispositivo impide todo movimiento libre dentro del antebrazo que no sea de los dedos. Incluso el movimiento del pulgar está considerablemente restringido, lo que limita gravemente la gama de actividades del paciente, exacerbando potencialmente las consecuencias prácticas de la condición del paciente en lugar de aliviarla. El documento WO 2013/136287 describe un aparato de ejercicio giroscópico. El aparato tiene dos giroscopios y motores accionados por motor montados en cardán para proporcionar rotación a cada cardán. El aparato incluye además al menos un sensor de movimiento para detectar el movimiento del aparato.

El documento GB 810440 describe un aparato de referencia giroscópico que responde a la velocidad angular de la plataforma sobre la que está montado el aparato. El aparato incluye una plataforma giratoria montada en la plataforma. La plataforma giratoria es girada por un motor para formar un giroscopio estabilizador.

El documento DE 10251 275 describe un aparato deportivo giroscópico para astronautas. El aparato comprende al menos un giroscopio accionado por motor montado en una muñequera.

El documento US 2003/0236475 describe un aparato para estabilizar los tremores de las manos. El aparato comprende una férula para recibir la mano, muñeca y antebrazo de un paciente. Al menos un giroscopio está montado en la férula.

https.-//web.orchive.org/web/20140625133723/http.-//mb-soft.com/public3/parkin77.html describe un guante para aliviar los tremores de las manos asociados con la enfermedad de Parkinson. Un giroscopio está montado rígidamente en la parte posterior del guante.

Por consiguiente, existe la necesidad de mejorar las técnicas de estabilización del tremor.

De acuerdo con la reivindicación 1 adjunta, la presente invención proporciona un aparato para reducir los efectos de los tremores en el cuerpo humano. El aparato comprende un elemento portátil y al menos un dispositivo giroscópico montado en el elemento portátil, el dispositivo giroscópico comprende un giroscopio, que tiene un eje de giroscopio y una carcasa de giroscopio. El aparato se caracteriza porque el giroscopio está montado dentro de la carcasa por medio de una montura que permite que el eje del giroscopio progrese con respecto a la carcasa; y porque la montura comprende una bisagra en la que está montado el giroscopio y una placa de bisagra o montura de bisagra en la cual se monta la bisagra para girar con respecto a la carcasa de giroscopio.

Preferiblemente, la placa de bisagra o la montura de bisagra comprende una plataforma giratoria montada en la carcasa de giroscopio. Preferiblemente, el o cada dispositivo giroscópico comprende además una disposición de control para controlar la progresión del giroscopio.

En determinadas realizaciones, la disposición de control comprende una pluralidad de amortiguadores elastoméricos. Adicional o alternativamente, la disposición de control comprende una disposición de control magnético, que comprende preferiblemente al menos un disco magnético o imán anular asociado con el giroscopio.

De forma adecuada, la disposición de control incluye un motor, preferiblemente un motor paso a paso, y una disposición de accionamiento asociada con la plataforma giratoria, preferiblemente una disposición de accionamiento directa, tal como un ensamblaje de engranajes, o una disposición de accionamiento por correa.

En una realización, el aparato comprende una pluralidad de dispositivos giroscópicos. Preferiblemente, la pluralidad de dispositivos giroscópicos se distribuye a través de una superficie o superficies del elemento portátil. Preferiblemente, la carcasa de giroscopio incluye un circuito de control conmutable que controla el funcionamiento del o de cada giroscopio. Más preferiblemente, el circuito de control incluye un conmutador montado en la carcasa de giroscopio.

Preferiblemente, el aparato comprende además una fuente de potencia de batería, preferiblemente una fuente de potencia de batería recargable, más preferiblemente, un sistema de fuente de potencia de batería recargable que es recargable mediante un sistema de carga por inducción o inalámbrico de campo cercano.

Preferiblemente, los dispositivos giroscópicos se potencian de forma inalámbrica y el aparato comprende además un circuito de control de potencia inalámbrico.

Preferiblemente, el elemento portátil es un guante, un calcetín, un zapato, una tira o un casco.

Preferiblemente, el aparato comprende además al menos uno de: un acelerómetro; uno o más sensores, incluidos sensores de caída, sensores de sueño, sensores de métricas corporales tales como sensores de presión arterial, pulso, temperatura, conductividad de la piel y sudor.

Opcionalmente, el aparato incluye además un sistema de control de reconocimiento de voz.

Preferiblemente, el o cada dispositivo giroscópico incluye un disco de giroscopio que tiene una pluralidad de líneas de debilidad dirigidas radialmente formadas en el mismo.

Preferiblemente, cada dispositivo giroscópico tiene un disco de giroscopio formado con una pluralidad de dedos radiales. Más preferiblemente, la longitud radial de cada dedo es ajustable.

Preferiblemente, cada dispositivo giroscópico tiene un disco de giroscopio accionado por un motor y en donde el aparato comprende además medios de ajuste para ajustar o modular una corriente a través del motor o el voltaje aplicado al motor.

Preferiblemente, el aparato comprende además un sistema de posicionamiento global y una funcionalidad de seguimiento.

Preferiblemente, el aparato comprende además una funcionalidad de red inalámbrica enlazable a sistemas externos con base en ordenadores, tales como ordenadores, incluyendo ordenadores remotos y dispositivos móviles tales como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y tabletas.

Preferiblemente, el aparato comprende además una disposición de gestión del calor para eliminar el calor generado por los dispositivos giroscópicos.

En algunas realizaciones, la disposición de gestión del calor comprende el uso de una cubierta conductora de calor para los dispositivos giroscópicos. La disposición de gestión del calor también puede comprender un disipador de calor, opcionalmente un disipador de calor que forma parte de una cubierta para los dispositivos giroscópicos. En realizaciones preferidas, el calor recuperado del dispositivo giroscópico se canaliza al elemento portátil para proporcionar una función de calentamiento.

Los aspectos anteriores y otros de la presente invención se describirán ahora con más detalle, solo a modo de ejemplo, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 muestra una realización de un aparato de acuerdo con la presente invención unido a una mano;

La figura 2 es una vista despiezada del giroscopio y la carcasa de giroscopio de la realización de la figura 1;

La figura 3 es una vista en sección transversal del giroscopio y la carcasa de la realización de la figura 1;

La figura 4 es un gráfico que ilustra el rendimiento de la realización de la figura 1;

La figura 5 es una vista en perspectiva de otra realización de un aparato de acuerdo con la presente invención en forma de guante.

La figura 6 muestra, en varias vistas, otra disposición alternativa de disco de giros

La figura 7 es una vista en perspectiva de otra realización más de un aparato de acuerdo con la presente invención en forma de guante;

Las figuras 8 a 13 muestran vistas esquemáticas de varios ensamblajes de giroscopio alternativos.

Un giroscopio es un dispositivo que tiene un disco giratorio que puede girar libremente alrededor de un eje. A medida que el disco gira, el giroscopio resistirá la acción de un par aplicado y tiende a mantener una orientación fija. Si el giroscopio se desplaza rotacionalmente, el momento angular se conserva mediante la nutación del dispositivo alrededor de un eje que es mutuamente perpendicular al eje de rotación del disco y al eje a través del cual se desplaza el dispositivo.

Un giroscopio ejercerá un momento giroscópico que es proporcional en magnitud al momento de inercia del disco, la velocidad angular del disco y la velocidad angular de nutación. El vector de dirección del momento giroscópico es proporcional al producto cruzado del vector de la velocidad angular del disco y la velocidad angular de la nutación del dispositivo.

El aparato de la presente invención incluye una pluralidad de dispositivos giroscópicos espaciados alrededor de la parte del cuerpo a la que se aplica el aparato. La pluralidad de dispositivos giroscópicos en conjunto aplica un momento giroscópico neto acumulativo al cuerpo cuando se perturba el estado de equilibrio del cuerpo, como durante un tremor o un desplazamiento rotacional, pero permite el uso de giroscopios más pequeños, extendiendo así la masa de los giroscopios a través de la parte del cuerpo haciendo que el dispositivo sea más fácil de usar y también reduciendo el volumen del aparato, lo que dificulta la destreza y el movimiento en menor grado que con los dispositivos conocidos con giroscopios más grandes.

La figura 1 muestra una realización de un aparato de acuerdo con la presente invención en forma de un guante 10 que tiene un dispositivo 11 giroscópico montado en el dorso de una mano 12. En la realización mostrada, el guante 10 es del tipo abierto o sin dedos para permitir el libre movimiento de los dedos 13 y pulgar 14. Preferiblemente, el guante está formado como un soporte de tela para el dispositivo giroscópico, sujeta a la muñeca, los dedos y el pulgar del usuario por medio de tiras, adecuadamente tiras usando un dispositivo de sujeción ajustable de tipo gancho y bucle. La tela es preferiblemente de un material suave y cómodo que se puede usar cómodamente durante períodos de tiempo prolongados. En realizaciones preferidas, la tela es del tipo descrito en el documento WO 2014/127291 en el que se desarrollan fuerzas de van der Waals entre una superficie de tela de silicona suave y la piel del usuario, para retener la tela en su lugar.

La figura 2 es una perspectiva despiezada de una realización preferida de un dispositivo giroscópico. El giroscopio incluye un disco 20 giratorio, convenientemente un disco de metal, tal como un disco de latón, accionado por un motor 21 de DC sin escobillas. En la realización mostrada, el giroscopio es accionado por una pequeña fuente de potencia de DC en forma de baterías 22 controladas por circuito 23 de control. En disposiciones alternativas, la fuente de potencia y el circuito de control están alejados del dispositivo de giroscopio.

El motor 21 del giroscopio está montado en una mesa 24 de giroscopio que, a su vez, está montada en una bisagra 25 de precesión, montada en una placa 30 de bisagra. La placa 30 de bisagra está montada en una plataforma 31 giratoria que, a su vez, es fijada de forma segura al guante 10 del aparato. Por tanto, en uso, el eje del giroscopio puede precesar en virtud del anclaje de dos ejes proporcionado por la combinación de la bisagra 25 de precesión y la plataforma 31 giratoria.

La precesión y la precesión controlada del eje del giroscopio asegura que el vector de resistencia resultante del aparato siempre esté sustancialmente en oposición al vector de tremor.

Se proporcionan amortiguadores elastoméricos entre la placa 30 de bisagra y la mesa 24 de giroscopio para limitar el ángulo de precesión, siendo el ángulo entre el eje del giroscopio de precesión y un eje normal a la placa 30 de bisagra.

En ciertas realizaciones, se incorporan imanes al o a cada dispositivo de giroscopio, ya sea en lugar de los amortiguadores elastoméricos o además, para controlar adicionalmente la precesión del giroscopio. Por ejemplo, uno o más discos o anillos magnéticos o un imán toroidal están dispuestos alrededor del disco 20 de giroscopio, para controlar su precesión. Son igualmente adecuadas disposiciones alternativas, tales como resortes y electroimanes variables. Además, la orientación de la plataforma giratoria se puede controlar, por ejemplo, mediante un motor paso a paso y una disposición de engranajes, para proporcionar un control adicional sobre múltiples ejes de tremor con un solo giroscopio.

Una carcasa 32, unible al guante, encierra el giroscopio y, en la realización mostrada, proporciona un actuador, en forma de conmutador 33, para encender y apagar el motor.

La figura 3 muestra el dispositivo giroscópico con más detalle en sección transversal, tanto en una orientación de reposo (figura 3a) como en una orientación de precesión (figura 3b). La figura 3c muestra la inclusión de un ensamblaje de engranajes de motor paso a paso para proporcionar control adicional a la plataforma giratoria y, por lo tanto, proporciona un control adicional de precesión. Los sistemas de control alternativos son igualmente adecuados, tales como otros ensamblajes de accionamiento directo o ensamblajes de accionamiento por correa.

La figura 4 muestra los resultados obtenidos con el aparato de las figuras 1 a 3. En los experimentos, el aparato se sujetó a la mano articulada de un artista de madera que se sujetó a un soporte al que se unió un motor que tiene una masa unida excéntricamente al eje del motor para inducir agitaciones en la mano. Con el aparato conectado a la mano, pero sin funcionar, se observó una magnitud de velocidad angular media de aproximadamente 6 grados por segundo, con una amplitud de aproximadamente -5.5 a 3.5. Por el contrario, con el aparato de la presente invención en funcionamiento, la magnitud de la velocidad angular media se redujo a aproximadamente 0.5 grados por segundo, con una amplitud de aproximadamente -0.3 a aproximadamente 0.7. El mismo desempeño se observó cualitativamente en una paciente de 70 años diagnosticada con la enfermedad de Parkinson y que presentaba fuertes tremores en las manos.

En algunas realizaciones, como se describirá con más detalle a continuación, el disco de giroscopio está integrado en el motor y actúa como motor, montado con un imán permanente que actúa como carcasa.

En la figura 5 se ilustra una realización alternativa en varias vistas. En esta realización, se forma una montura 40 de giroscopio dentro o unido a un elemento 41 de guante. La montura 40 incluye una copa 42 receptora de giroscopio para cada una de la pluralidad de giroscopios. y una tapa 43 desmontable asociada que forma una carcasa de giroscopio para un dispositivo 44 giroscópico. En la realización mostrada, la montura 40 incluye un vástago 45 que conecta la carcasa con una carcasa 50 de batería. Las copas 42 y el vástago 45 se pueden formar integralmente con el guante o formado como una unidad desmontable, lo que permite el reemplazo cuando sea necesario y permite el uso de una única disposición de montura con un rango de tamaños de guantes o, de hecho, otras formas de sujeción al cuerpo humano, tales como tiras, calcetines, zapatos, etc.

El dispositivo 44 giroscópico incluye un disco 51 de giroscopio y un motor 52.

La copa 42 receptora del giroscopio incluye las conexiones eléctricas necesarias para acoplar el giroscopio respectivo al suministro 50 de batería, opcionalmente mediante conexión directa del giroscopio, pero preferiblemente por medio de contactos eléctricos o almohadillas dentro de la copa contra la que corresponda. Los contactos o almohadillas de la unidad de giroscopio presionan y se mantienen firmemente en su lugar mediante la tapa 43 desmontable.

Con el uso de una montura 40 del tipo descrito, que proporciona una carcasa individualmente para cada giroscopio, los giroscopios individuales pueden seleccionarse para proporcionar pares de torsión diferentes entre sí si se desea, por ejemplo, si los tremores son más frecuentes en un área en particular o si los tremores dan lugar a efectos mayores en ciertas áreas del cuerpo. Como tal, el aparato de la presente invención se puede ajustar a las necesidades de un paciente particular.

Se apreciará que los dispositivos giroscópicos deben montarse de forma segura en el guante u otra unidad portátil de modo que el par giroscópico se transfiera al cuerpo del usuario en lugar de ser absorbido, por ejemplo, por estiramiento u otro movimiento del guante. Puede conseguirse un tensado adecuado mediante el uso de miembros elásticos, alambres tensados o disposiciones similares; o mediante la inclusión de dichos elementos dentro del cuerpo del componente portátil.

Se apreciará que los giroscopios en miniatura tienen un requerimiento de potencia considerablemente menor que los giroscopios grandes del tipo usado en los dispositivos de la técnica anterior descritos anteriormente. Incluso con el uso de una pluralidad de pequeños giroscopios, el requerimiento total de potencia de los dispositivos de la presente invención es típicamente considerablemente menor que el de la técnica anterior. Como tal, se pueden utilizar celdas de botón pequeñas, ligeras y discretas.

Alternativamente, se pueden usar pequeñas baterías recargables, adecuadamente células de polímero de iones de litio o de iones de litio. En una disposición, las células recargables son recargables por medio de un conector enchufable tales como los que son bien conocidos en el campo de los dispositivos electrónicos, por ejemplo, una conexión conectable por medio de un conductor a una conexión potenciada por USB, generalmente a 5v. En realizaciones alternativas, las baterías recargables son recargables por medio de un dispositivo de carga por inducción. Tales disposiciones son bien conocidas en el campo y no se describirán con más detalle.

En una realización alternativa adicional, los giroscopios usados en el aparato son potenciados directamente por una disposición de transmisión de potencia inalámbrica sin necesidad de baterías. Sin embargo, dicho aparato incluye preferiblemente baterías para proporcionar una fuente de potencia de respaldo.

En determinadas realizaciones, se proporciona un suplemento de potencia adicional, tale como por ejemplo mediante el aprovechamiento de la energía luminosa, la radiación electromagnética, los gradientes térmicos y el movimiento. Los arreglos adecuados incluyen:

Células fotovoltaicas que recolectan energía lumínica que reviste la superficie del dispositivo, opcionalmente con una capa protectora transparente resistente a los arañazos que protege las células debajo

Generadores termoeléctricos que aprovechan los gradientes térmicos establecidos entre la temperatura corporal y el medio ambiente para generar electricidad. Opcionalmente, el calor generado por los motores se puede utilizar para establecer gradientes térmicos en relación con un aparato de refrigeración adecuado.

Transductores piezoeléctricos que convierten la tensión mecánica en áreas de revestimiento de corriente o voltaje del guante propensas a deformarse

Recolectores de energía microfluídica que generan electricidad mediante la conversión de energía cinética en forma de vibración, cizallamiento y flujo en energía eléctrica.

La generación de potencia a través de la captura de movimiento se considera de particular interés, particularmente la recolección de energía de microfluidos incorporada, la recolección de vibraciones basada en REWOD. Un proceso REWOD funciona generando electricidad a medida que una gota conductora cambia de posición o forma y, por lo tanto, su área y posición de contacto con dos electrodos recubiertos con dieléctrico cargados de manera opuesta. Un diseño que incorpora múltiples recolectores abarca uno o más de:

Gotas de fluido conductor (por ejemplo, Galinstan) entre placas oscilantes que recuperan energía de las vibraciones de los motores;

Cámaras fluídicas flexibles incorporadas en el aspecto palmar de un guante (por ejemplo) con canales fluídicos revestidos con electrodos asociados que se extienden a lo largo del aspecto dorsal del aparato;

Transductores piezoeléctricos en la superficie palmar que aprovechan la energía gastada durante el agarre;

Los electrodos deslizantes que aprovechan el material se cortan a lo largo de la articulación de la muñeca al permitir que las gotas de fluido conductor se corten a lo largo de los electrodos.

Mediante el aprovechamiento de la energía ambiental, es posible que el aparato logre una generación de potencia autónoma.

El aparato puede incluir además un circuito de modulación de corriente o voltaje para permitir la variación de la velocidad de rotación del disco 20, 51 de giroscopio para permitir un ajuste adicional y un ajuste fino del par giroscópico. En las realizaciones preferidas que incluyen módulos de telecomunicaciones, el ajuste fino del dispositivo a través del ajuste de corriente o voltaje se puede lograr de forma remota, por ejemplo, por medio de un ordenador, tal como un ordenador operado remotamente por un internista, o por medio de un dispositivo portátil, preferiblemente un dispositivo de pantalla táctil, para facilitar su uso por parte del paciente, tal como un teléfono inteligente o una tableta. Esta característica permite la incorporación de funciones y monitorización adicionales en la aplicación o programa que se ejecuta en el dispositivo, tal como la visualización de información del sistema y métricas de salud; y permitir la personalización y programación del usuario.

En ciertas realizaciones, la carcasa del giroscopio está sellada y la cavidad se llena con un gas a una densidad menor que la del aire atmosférico o la cavidad está al vacío, para reducir la resistencia del aire sobre el giroscopio giratorio, reduciendo así el consumo de potencia y aumentando la eficiencia y la fiabilidad.

Aunque se ha ilustrado hasta ahora con uno o dos giroscopios, la presente invención proporciona un aparato con cualquier número de giroscopios, para tener en cuenta, por ejemplo, el tremor en una pluralidad de ejes.

Como se muestra en las figuras 5 y 6, en realizaciones preferidas, el disco 51 de giroscopio se forma ventajosamente con líneas 53 de fractura y/o dedos 54. Las líneas 53 de fractura forman líneas de debilidad en la estructura del disco de tal manera que, en el caso de daño al giroscopio que cause daño al disco, tal como podría ser el resultado de una caída contra una superficie dura, se recomienda que el disco se fracture de forma controlada. Esto reduce la probabilidad de que los fragmentos de disco rompan la contención de la tapa 43 o toda la carcasa, el montaje y el guante.

Además, el giroscopio puede estar construido con un sistema de frenado, para proporcionar una rápida desaceleración del disco, tanto por razones de uso como de seguridad. Se prefiere el frenado regenerativo para complementar la fuente de potencia del dispositivo.

Como se muestra en la figura 6, la formación del disco 51 de giroscopio con una pluralidad de dedos 54, permite el ajuste de las patas para ajustar las dimensiones radiales del disco 51, ajustando así el perfil de torsión del giroscopio. La extensión radial de cada pata 54 puede ajustarse para aumentar el diámetro del disco como un todo o las patas individuales pueden ajustarse para dar un ajuste fino a las características del dispositivo giroscópico. Este método de ajustar las características de un giroscopio forma un aspecto distinto y general de la presente invención.

En realizaciones preferidas, tales como las que se muestran en la figura 6 y en la figura 8 que se describen a continuación, los dedos tienen un componente elástico adicional que induce la contracción del eje de rotación en caso de falla, lo que reduce aún más el riesgo de que los componentes de fractura rompan la carcasa. De manera adecuada, el componente elástico está formado por un material polimérico elástico o uno o más resortes.

En realizaciones preferidas, se proporciona estabilidad adicional a los dedos por medio de un dispositivo de control resistivo, por ejemplo bandas resistivas o amortiguadores tal como se muestra en la figura 7, en el que se utilizan amortiguadores 55 de fluido magnetorreológico, dispuestos alrededor de la superficie superior. del guante. Dichos elementos también pueden montarse alrededor de las superficies inferior y lateral, según lo requieran los requisitos del tratamiento del paciente. Estos métodos resistivos pueden acoplar los dedos a la carcasa 42 del giroscopio principal para un control adicional del tremor. Los elementos del dispositivo de control resistivo se pueden alojar dentro de una capa separada de las unidades giroscópicas o como componentes de las carcasas giroscópicas.

La figura 8 muestra dos variaciones de un disco 51 de giroscopio modificado en forma de un disco 60 que tiene superficies 61, 62 superior e inferior separadas y una pluralidad de aberturas 63 dispuestas circunferencialmente alrededor de una superficie exterior del disco 60. Cada abertura 63 está adaptada para recibir una clavija 64, que añade masa al disco, principalmente a una porción radialmente hacia fuera, proporcionando así un modo alternativo para ajustar las características de torsión del giroscopio. Este método de ajustar las características de un giroscopio forma un aspecto distinto y general de la presente invención.

Las figuras 9 a 13 muestran esquemáticamente diversas disposiciones de giroscopio. Los diversos componentes se representan esquemáticamente, no literalmente. La figura 9 muestra una construcción convencional en la que el disco 70 de giroscopio está acoplado por un árbol 71 a un motor 72 DC con escobillas o sin escobillas. En la figura 10, el ensamblaje se ha hecho más compacto montando el motor 82 dentro de una abertura circular central formada dentro del disco 80 El motor 82 está dispuesto para accionar el disco 80 a través de una rueda de transmisión o engranaje 81.

En la realización de la figura 11, el disco 90 se forma directamente integrado con el motor 91. En el giroscopio de la figura 12, el propio giroscopio es efectivamente el motor. El disco 100 de giroscopio está montado centralmente dentro del giroscopio y tiene una pluralidad de imanes 101 de polaridad alterna montados alrededor de su circunferencia exterior. El ensamblaje está montado dentro de un anillo 102 de devanados de campo alterno con polos 103 de campo montados dentro de un marco 104. El disco 100 de giroscopio actúa como el rotor del motor y se hace girar por medio de una polaridad correspondientemente alterna de los devanados 102 en una manera convencional. La realización de la figura 13 funciona como un motor de la misma manera que la realización de la figura 12, salvo que el disco 110 con imanes 111 de polaridad alterna anular tiene una abertura 112 central a través de la cual pasan los devanados 113 de la bobina, cuyos devanados están acoplados por los conductores 114 al suministro eléctrico.

En determinadas realizaciones preferidas, el aparato incluye un sistema de gestión de calor para eliminar el calor generado por los giroscopios giratorios. De manera adecuada, el sistema de gestión de calor incluye el uso de carcasas de dispersión de calor para los giroscopios. Preferiblemente, las carcasas incluyen una disposición de disipador de calor para mejorar la eliminación de calor. Convenientemente, el dispositivo portátil, tal como un guante, incluye canalización de calor para dispersar el calor al guante, permitiendo así que el guante caliente las manos de un usuario durante su uso. Ventajosamente, se aplica un revestimiento térmicamente reflectante entre los dispositivos giroscópicos y el elemento portátil para reflejar el calor lejos del cuerpo del usuario, evitando así el calentamiento localizado y permitiendo que el sistema de gestión del calor proporcione un calentamiento controlado del cuerpo.

En realizaciones preferidas, el aparato de la presente invención incluye funcionalidad adicional, en particular telemetría para proporcionar retroalimentación a un internista sobre el funcionamiento del aparato y la monitorización de otros parámetros del cuerpo, tales como presión arterial, pulso, temperatura y conductividad de la piel (tal como la que variaría con la sudoración, etc.). Además, se proporciona opcionalmente la funcionalidad de posicionamiento global (GPS), preferiblemente junto con la funcionalidad de seguimiento, de modo que los pacientes con problemas de salud adicionales, tal como la demencia, puedan ser rastreados utilizando el aparato. En ciertas realizaciones preferidas, el aparato incorpora uno o más dispositivos acelerómetros. Estos detectarán un movimiento significativo repentino del usuario, tal como en el caso de una caída.

Preferiblemente, el aparato incluye además un módulo de telecomunicaciones, tal como Wi-Fi (RTM), Bluetooth (RTM), GSM, GPRS, 3G, 4G y sus desarrollos). De este modo, los datos del aparato se pueden comunicar a un internista o cuidador o, en casos potencialmente mortales tales como una caída o pérdida del pulso, a los servicios de emergencia u otros contactos de emergencia. Los detalles de construcción y programación de dicha funcionalidad adicional serán fácilmente evidentes para el experto y no se describirán con más detalle aquí.

Por tanto, el aparato también se puede usar clínicamente para monitorizar el progreso de una enfermedad degenerativa tal como la enfermedad de Parkinson, en la que los tremores pueden variar a diario; y para monitorizar la eficacia en el alivio de los síntomas de la enfermedad mediante medicación o siguiendo técnicas quirúrgicas u otras. También se puede utilizar para realizar un seguimiento de la salud y el bienestar general del usuario.

Otras modificaciones del aparato incluyen la inclusión de la funcionalidad de comunicación de campo cercano. Las actividades sociales comunes que requieren habilidades motoras finas, tales como recuperar monedas y billetes para pagar en un cajero, son difíciles para las personas con enfermedad de Parkinson, tremor esencial u otras afecciones musculo-esqueléticas, y estas afecciones pueden acompañar a un estigma significativo o simplemente a la frustración o la vergüenza. La comunicación de campo cercano puede integrarse en el dispositivo y programarse mediante la conectividad adecuada de ordenador, tableta o teléfono inteligente, por ejemplo, para permitir el pago sin contacto y otros sistemas de pago, tales como Apple Pay o Google Wallet. Se puede incluir una mayor integración con otros dispositivos, tales como con marcapasos cerebrales.

La funcionalidad de monitorización remota ayuda a reducir los costes de la atención médica y aumenta la conveniencia para los usuarios, especialmente los pacientes que no se mueven. Con la funcionalidad GPS, el dispositivo también puede actuar como un rastreador de posición para determinar la ubicación del paciente.

Aunque se describe principalmente con respecto a la estabilización de tremores de manos, el aparato de la presente invención es igualmente adecuado para otras partes del cuerpo, incluyendo la cabeza, piernas y brazos, tanto individualmente como en combinación usando una pluralidad de aparatos.

El aparato se puede utilizar para rastrear tremores, por ejemplo, en fisioterapia y en situaciones de entrenamiento -quirúrgicas, deportivas y otras aplicaciones.

Las siguientes declaraciones resumen los componentes adicionales opcionales de un aparato y sus ventajas:

1. Funciones de interacción social: sonidos, comunicaciones de voz y video, vibración, apretar/presionar, calidez. Si un niño piensa en un abuelo, o los usuarios piensan entre sí, aprietan el dispositivo, el dispositivo asociado, el reloj inteligente o envían una alerta de teléfono inteligente, que inicia presión, calidez con la posible adición de alertas, comunicaciones de voz y video. Potencialmente ayuda a prevenir el aislamiento, la soledad, el deterioro cognitivo, etc.

2. Almacenamiento de memoria dentro del dispositivo

a. Entretenimiento

b. Contactos

c. Llamadas de emergencia, por ejemplo, con teclas de acceso rápido

d. Agenda, citas, horarios, recordatorios

3. Sensores de velocidad de giroscopio (rueda fónica, tacómetros ópticos, estroboscopios) que son distintos de los controles de rapidez inteligentes. Permite el seguimiento de la rapidez del giroscopio y, posteriormente, se vincula con la capacidad de ajuste del usuario. También permite la inclusión de medios de control para reducir el consumo de potencia y aumentar la eficiencia. Controles de rapidez inteligentes tanto de forma autónoma como en conjunto con el control manual y la configuración del usuario.

4. Aplicaciones para teléfonos inteligentes y otras interfaces de usuario, incluidas aplicaciones periféricas tales como seguimiento de medicamentos, integración de marcapasos cerebral.

5. Altavoz y micrófono.

a. Social

i. Comunicación bidireccional entre el usuario y las partes autorizadas

b. Seguridad.

6. Medios de alerta al usuario, incluidas luces intermitentes, vibraciones, dispositivos piezoeléctricos.

a. Alertas de usuario

b. Fomentar el movimiento por riesgos para la salud

c. Fisioterapia y entrenamiento para otras aplicaciones

7. Fisioterapia.

8. Tarjeta SIM: para telecomunicaciones y transferencia de datos en caso de indisponibilidad del protocolo de red inalámbrica.

9. Características de seguridad y funciones de la cubierta: impermeabilización, sellado contra la intemperie o alto índice de protección de ingreso, absorción de impactos, insonorización.

10. Carga solar.

11. Servidor remoto y servicios de almacenamiento, transmisión y sincronización en la nube.

a. Sincronizar dispositivos inteligentes

b. Profesionales de la salud

c. Acceso seguro y transmisión de datos

Aunque el aparato de la presente invención se ha descrito principalmente con respecto a los beneficios terapéuticos para quienes padecen afecciones neurológicas que inducen tremores relativamente fuertes, la presente invención es igualmente adecuada para otros usos en los que la estabilización de las vibraciones de la mano (por ejemplo), tales como los que se encuentran en un nivel normal causados simplemente por la pulsación del flujo sanguíneo serían beneficiados, tal como en los deportes (tal como tiro con arco, dardos o golf); bellas artes, tales como pintar detalles finos; fotografía o en cirugía.

Para evitar dudas, las características o aspectos de la presente invención que se describen en el presente documento con respecto a una realización específica no se limitan a esa realización.

Las características descritas se pueden combinar en cualquier combinación.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para reducir los efectos de los tremores en el cuerpo humano, comprendiendo el aparato un elemento (10) portátil y al menos un dispositivo (11) giroscópico montado en el elemento portátil; en donde el al menos un dispositivo (11) giroscópico comprende un giroscopio (20, 21) y una carcasa (32, 42, 43) de giroscopio; en donde el giroscopio tiene un eje de giroscopio; caracterizado porque:

el giroscopio se monta dentro de la carcasa por medio de una montura (25, 3031) que permite que el eje del giroscopio precese con respecto a la carcasa (32);

y porque la montura comprende una bisagra (25) en la que se monta el giroscopio (20, 21) y una placa de bisagra o montura (30) de bisagra en la que se monta la bisagra (25) para que gire con respecto a la carcasa (32,42,43) de giroscopio.

2. Un aparato como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la montura comprende además una plataforma (31) giratoria montada en la carcasa de giroscopio o en el elemento (10) portátil mediante el cual la plataforma (31) giratoria se monta la bisagra (25) para girar con respecto a la carcasa (32,42,43) de giroscopio.

3. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una disposición de control para controlar la precesión del eje del giroscopio del o de cada giroscopio.

4. Un aparato como se reivindica en la reivindicación 3, en donde la disposición de control comprende:

i) una pluralidad de amortiguadores elastoméricos; y/o

ii) una disposición de control magnético, que preferiblemente comprende al menos un disco magnético o imán anular asociado con el giroscopio; y/o

iii) un motor paso a paso y una disposición de engranaje asociado con la plataforma giratoria.

5. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de dispositivos giroscópicos, preferiblemente,

en donde la pluralidad de dispositivos giroscópicos se distribuye a través de una superficie o superficies del elemento portátil y cada dispositivo está sustancialmente asociado con un eje de tremor de un paciente.

6. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una fuente de potencia de batería, preferiblemente una fuente de potencia de batería recargable, más preferiblemente, un sistema de fuente de potencia de batería recargable mediante un sistema de carga por inducción o inalámbrico de campo cercano.

7. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los dispositivos giroscópicos se potencian de forma inalámbrica y el aparato comprende además un circuito de control de potencia inalámbrico.

8. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento portátil es un guante, calcetín, zapato, tira o casco.

9. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos uno de: un acelerómetro; uno o más sensores, incluidos sensores de caída, sensores de sueño, sensores de métricas corporales tales como sensores de presión arterial, pulso, temperatura, conductividad de la piel y sudor.

10. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de dichos al menos un giroscopio comprende un giroscopio de fluido o híbrido, preferiblemente en donde el fluido del giroscopio de fluido o híbrido es un fluido magnetorreológico.

11. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada dispositivo giroscópico tiene un disco de giroscopio accionado por un motor y en donde el aparato comprende además medios de ajuste para ajustar o modular una corriente a través del motor o el voltaje aplicado al motor.

12. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la funcionalidad de red inalámbrica enlazable a sistemas externos con base en ordenadores, tales como ordenadores, incluidos ordenadores remotos y dispositivos móviles tales como teléfonos inteligentes, portátiles y tabletas.

13. Un aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una disposición de gestión del calor, preferiblemente una disposición de gestión del calor que comprende el uso de una cubierta conductora de calor para los dispositivos giroscópicos; más preferiblemente una disposición de gestión del calor que comprende un disipador de calor, en donde opcionalmente el disipador de calor forma parte de una cubierta para los dispositivos giroscópicos.