ES3036289T3 - Robotic leg orthosis for gait rehabilitation training, method for controlling same, and autonomous driving luggage carrier - Google Patents

Abstract

Se describe una órtesis robótica de pierna para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha y un método para controlarla. Esta órtesis puede ayudar a fortalecer la articulación de la rodilla de un paciente en rehabilitación, tanto en una pierna como en el tobillo, según su ciclo de marcha. Además, se describe una órtesis robótica móvil para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha que no es estacionaria, sino que se puede aplicar durante el movimiento del paciente, y un portaequipajes compatible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha, método para su control y portaequipajes de conducción autónoma

Campo Técnico

La presente especificación se refiere a una ortesis de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación de la marcha, una ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación y un método para controlarla.

Técnica antecedente

El accidente cerebrovascular es una de las principales causas de muerte no solo en Corea sino también en todo el mundo, una de las principales causas de discapacidad en adultos y una enfermedad que provoca un deterioro en la marcha, las actividades de la vida diaria y la cognición y reduce la calidad de vida, lo que resulta en una gran carga personal y social para el paciente. Una reducción en la mortalidad por accidente cerebrovascular debido al avance médico da como resultado un aumento en el número de pacientes que sufren secuelas de una enfermedad de los nervios craneales.

En una extremidad inferior, la hemiplejia provoca una falta de fuerza física (muscular) de la pierna afectada para soportar el peso del paciente al caminar, lo que reduce la estabilidad de la marcha, una falta de fuerza para generar empuje al patear el suelo y un fenómeno de caída del pie durante un movimiento de oscilación.

Como resultado, el paciente sufre una anomalía en la marcha que se caracteriza por un movimiento de cadera y la marcha de circunducción como movimientos de compensación. La asimetría entre ambas extremidades inferiores no sólo altera el entrenamiento de rehabilitación de la marcha para un patrón normal, sino que también es una causa principal de agotamiento de la fuerza física durante la marcha y un aumento en el riesgo de caídas del paciente.

Actualmente se utilizan diversos tipos de ortesis en los cursos de rehabilitación para pacientes con hemiplejia. Una ortesis de tobillo fija para ayudar a la marcha puede impedir que el tobillo caiga excesivamente, pero no imita suficientemente los movimientos de una articulación durante los movimientos normales de la marcha de una extremidad inferior, siendo así una causa de degradación de la estabilidad y la simetría de la marcha.

Para complementar dichas deficiencias descritas anteriormente, se han desarrollado varios equipos adoptando ingeniería robótica durante más de una década, y se informa que la rehabilitación o similar utilizando un robot que tiene una estructura de exoesqueleto tiene un efecto clínico parcial; sin embargo, la mayoría de los equipos son de alto coste y gran volumen, a menudo se utilizan solo para repetir un movimiento simple y tienen el problema de un límite para detectar un movimiento de un paciente y brindar un protocolo de tratamiento personalizado.

Además, una ortesis o un aparato de rehabilitación existente no incluye un sistema de detección adecuado para detectar con precisión el estado de la marcha de un paciente, y por lo tanto es necesario utilizar un instrumento de medición adicional para analizar cuantitativamente las características de la marcha y el movimiento del paciente.

En consecuencia, no es posible proporcionar retroalimentación basada en una evaluación precisa de una condición y, por lo tanto, es difícil realizar un entrenamiento de rehabilitación cuantitativo.

Los problemas descritos anteriormente generan una demanda de un dispositivo que pueda ayudar a fortalecer la articulación de la rodilla y el tobillo de una pierna de un paciente que ha sufrido un accidente cerebrovascular.

[Literatura de la técnica anterior]

[Literatura de patentes]

[Literatura de patentes 1] El registro de patente coreana No. 10-2018175 US 2019/336315 A1 describe una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento EP 2 825 146 B1 describe una ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación según el preámbulo de la reivindicación 13.

Divulgación

Problema técnico

De acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, se proporciona una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha y un método para controlar la misma, en el que la ortesis de pierna robótica puede ayudar a fortalecer la articulación de la rodilla de una pierna y/o la articulación del tobillo de un paciente en rehabilitación de acuerdo con un ciclo de marcha del paciente en rehabilitación, y puede implementarse como un dispositivo portátil blando.

De acuerdo con otro aspecto de las realizaciones de la presente invención, se proporciona una ortesis robótica móvil para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha que no es estacionaria, sino que se puede aplicar durante un proceso de movimiento del paciente, y un portaequipajes aplicable a la misma.

Solución al problema

De acuerdo con realizaciones ejemplares de la presente invención, se proporciona una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha que incluye: una ortesis que se instala en al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo y la espinilla, y una pantorrilla de una pierna afectada que es un objetivo de rehabilitación. La ortesis comprende: una manga que rodea al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla; y una cámara de aire que está montada de manera que se conecta a la manga y proporciona fuerza de asistencia a al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla. La cámara de aire puede proporcionar fuerza de asistencia correspondiente al ciclo de marcha del paciente.

De acuerdo con una realización, la ortesis puede incluir un primer miembro de soporte de tobillo que se instala en un tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo, y el primer miembro de soporte de tobillo puede tener: una manga de tobillo que rodea una articulación del tobillo; y cámaras de soporte de tobillo que son cámaras de aire montadas para conectarse a la manga de tobillo, y que, cuando se introduce aire en las mismas para inflar las cámaras de aire, sostienen la articulación del tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo.

Según la realización, las cámaras de aire pueden rodear los lados de inversión y eversión de un tobillo, respectivamente. Se puede inyectar aire en las cámaras de aire antes de que la pierna afectada toque el suelo, y se pueden inflar las cámaras de aire para proporcionar fuerza de asistencia a fin de inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo. Las cámaras de aire pueden mantener la presión en su interior durante una fase de apoyo para proporcionar la fuerza de asistencia necesaria para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo y mantener un estado estirado.

De acuerdo con la realización, la ortesis puede incluir un segundo miembro de soporte de tobillo que se instala en al menos una de las partes de una espinilla y una pantorrilla, de manera que un tobillo se flexiona hacia el dorso o la planta de un pie. El segundo miembro de soporte de tobillo puede tener, además: una manga de la espinilla que rodea la espinilla; protectores que se instalan tanto en la espinilla como en la pantorrilla, respectivamente; y paquetes de músculos artificiales que están conectados a los respectivos protectores y tienen una o más cámaras de aire en su interior.

De acuerdo con la realización, el segundo miembro de soporte de tobillo puede tener, además: un lazo de Velcro que rodea y asegura los protectores; y una hebilla que está instalada en una porción de alojamiento del pie y combina los paquetes de músculos artificiales.

Según la realización, las cámaras de aire pueden instalarse a ambos lados de la espinilla y de la pantorrilla, respectivamente. En un estado en el que la suela está en contacto con el suelo, el aire de la cámara de aire instalada al costado de la espinilla puede descargarse al exterior y el aire puede inyectarse en la cámara de aire instalada al costado de la pantorrilla. En un estado en el que la suela está separada del suelo, se puede inyectar aire en la cámara de aire instalada al costado de la espinilla, y el aire en la cámara de aire instalada al costado de la pantorrilla se puede descargar al exterior.

De acuerdo con la realización, la ortesis puede incluir además un miembro de estiramiento de rodilla que está previsto para ser instalable en una rodilla a fin de proporcionar fuerza de asistencia para permitir que se estire la rodilla. El miembro de estiramiento de rodilla puede tener: una manga de rodilla que rodea la articulación de la rodilla; y cámaras de soporte de la rodilla que son cámaras de aire montadas para conectarse a la manga de rodilla y que, cuando se introduce aire en las mismas para inflar las cámaras de aire, permiten estirar la rodilla sosteniendo la articulación de la rodilla.

De acuerdo con la realización, las cámaras de aire pueden estar ubicadas a ambos lados de una porción de superficie trasera de la articulación de la rodilla, respectivamente.

De acuerdo con la realización, el miembro de estiramiento de rodilla puede permitir que la articulación de la rodilla se estire en una fase de oscilación y puede permitir que un estado en el que la rodilla está estirada se mantenga en una fase de apoyo.

Según la realización, la manga puede estar hecha de un material elástico y las cámaras de aire pueden estar hechas de un material de tela recubierto con un material suave como un elastómero como el poliuretano.

Además, de acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención, se proporciona un método para controlar la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha descrita anteriormente, incluyendo el método: un paso de comprobar al menos una condición de la marcha y un patrón de la marcha de un paciente de rehabilitación en tiempo real con base en un ángulo entre el suelo y al menos uno del muslo, la espinilla y el dorso de un pie del paciente durante la marcha del paciente en rehabilitación, mediante un módulo de medición inercial; un paso de determinar el ciclo de la marcha del paciente como cualquiera de una fase de respuesta de carga, una fase de apoyo medio, una fase de apoyo terminal, una fase de preoscilación, una fase de oscilación inicial, una fase de oscilación media y una fase de oscilación terminal, con base en al menos uno de la condición de la marcha y el patrón de la marcha, mediante un controlador principal; un paso para hacer que un miembro de estiramiento de rodilla permita que una articulación de rodilla se estire en la fase de oscilación terminal y permita que se mantenga un estado en el que la rodilla se estira durante la fase de respuesta de carga hasta la fase de apoyo terminal de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador principal; un paso para hacer que un primer miembro de soporte de tobillo comience a soportar un tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión de una articulación de tobillo en la fase de oscilación terminal y mantenga el soporte del tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión de la articulación de tobillo durante la fase de respuesta de carga hasta la fase de apoyo terminal de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador principal; y un paso para hacer que un segundo miembro de soporte de tobillo ayude a la dorsiflexión durante la fase de oscilación inicial hasta la fase de oscilación terminal, ayude a la dorsiflexión durante la fase de respuesta de carga y ayude a la flexión plantar durante la fase de apoyo medio hasta la fase de preoscilación de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador principal. El módulo de medición inercial se puede instalar en al menos uno de los muslo, la espinilla y el dorso del pie del paciente, y el controlador principal puede estar contenido en el portaequipajes.

Además, de acuerdo con las realizaciones ejemplares de la presente invención, se proporciona una ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación que incluye: una cámara de aire que ayuda a un cuerpo en rehabilitación; y un portaequipajes que genera aire comprimido y suministra el aire comprimido generado a la cámara de aire. El portaequipajes es un portaequipajes de conducción autónoma.

Según otra realización, el portaequipajes puede tener: un compresor de aire que genera aire comprimido; un tanque de aire que almacena el aire comprimido generado; y un regulador de presión que regula la presión del aire comprimido.

Según la otra realización, el portaequipajes puede tener un sensor de distancia láser que es capaz de detectar una distancia entre un paciente y una cámara que es capaz de obtener imágenes de la ubicación del paciente, de modo que el portaequipajes sea capaz de realizar una conducción autónoma para seguir al paciente reconociendo la ubicación del paciente.

De acuerdo con la otra realización, la ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación puede incluir además un módulo de medición inercial que se instala en al menos uno de los muslos, la espinilla y el dorso del pie del paciente. El portaequipajes puede incluir además un controlador principal. Los pasos del método para controlar la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha descrito anteriormente pueden ser realizados por el módulo de medición inercial y el controlador principal.

Efectos ventajosos de la invención

Una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones de la presente invención está hecha de un material suave para que sea liviana, flexible, fácil de llevar y segura.

Además, la ortesis de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones de la presente invención incluye cámaras de aire neumáticas o paquetes de músculos artificiales para poder proporcionar fuerza de asistencia activa cuando se inyecta aire comprimido, de modo que es posible ayudar y apoyar el comportamiento de una rodilla y/o una articulación del tobillo, cuando se inyecta aire comprimido.

Además, la ortesis de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones de la presente invención puede proporcionar un portaequipajes que puede realizar una conducción autónoma y suministrar presión de aire, realizando así el entrenamiento de rehabilitación no de manera estacionaria sino de manera móvil.

Además, la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones de la presente invención puede obtener la condición de la marcha y el patrón de la marcha del paciente en tiempo real y puede realizar un control en tiempo real para operar la ortesis según un punto y fase de la marcha especiales.

Además, la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones de la presente invención se puede aplicar a la rehabilitación personalizada a través de la retroalimentación de datos cuantitativos de la marcha y de índices de la marcha mediante la adquisición y el análisis de los datos de la marcha de un paciente.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención descritas anteriormente, la ortesis de pierna robótica puede ayudar a un paciente en una marcha natural cercana a una marcha normal, puede ayudar a un paciente en la vida diaria y puede maximizar los efectos de rehabilitación.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una ortesis de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación de la marcha colocada en un usuario de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 2 es una vista en planta que ilustra una estructura de un miembro de estiramiento de rodilla según la realización de la presente invención.

La FIG. 3A es una vista conceptual que ilustra una operación del miembro de estiramiento de rodilla en una fase de oscilación inicial y media del miembro de estiramiento de rodilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 3B es una vista conceptual que ilustra una operación del miembro de estiramiento de rodilla en una fase de oscilación terminal del miembro de estiramiento de rodilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 3C es una vista conceptual que ilustra una operación del miembro de estiramiento de rodilla en una fase de apoyo del miembro de estiramiento de rodilla de acuerdo con la realización de la presente invención. La FIG. 4 es una vista en planta que ilustra un primer miembro de soporte de tobillo según la realización de la presente invención.

La FIG. 5A es una vista conceptual que ilustra un estado en el que aún se debe inyectar aire en el primer miembro de soporte de tobillo según la realización de la presente invención.

La FIG. 5B es una vista conceptual que ilustra un estado en el que se inyecta aire en el primer miembro de soporte del tobillo según la realización de la presente invención.

La FIG. 5C es una vista conceptual que ilustra un ejemplo en el que el primer miembro de soporte de tobillo sostiene un tobillo en un lado de inversión según la realización de la presente invención.

La FIG. 5D es una vista conceptual que ilustra un ejemplo en el que el primer miembro de soporte del tobillo sostiene el tobillo en un lado de eversión según la realización de la presente invención.

La FIG. 6 es una vista en planta que ilustra un paquete muscular artificial según la realización de la presente invención.

La FIG. 7A es una vista conceptual que ilustra un ejemplo de un estado en el que aún se debe inyectar aire en las cámaras de aire a ambos lados de una espinilla y una pantorrilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 7B es una vista conceptual que ilustra un ejemplo de un estado en el que se inyecta aire en la cámara de aire en el costado de la espinilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 7C es una vista conceptual que ilustra un ejemplo de un estado en el que se inyecta aire en la cámara de aire en el costado de la pantorrilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 8 es una vista en perspectiva que ilustra un portaequipajes según la realización de la presente invención.

La FIG. 9 es un diagrama de bloques que ilustra una configuración en el portaequipajes según la realización de la presente invención.

La FIG. 10 es una vista conceptual que ilustra un ejemplo en el que se instalan un módulo de medición inercial y un módulo de plantilla de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 11 es un diagrama conceptual que ilustra ángulos entre el suelo y un muslo, una espinilla y un dorso de un pie, ángulos de una cadera, una rodilla y una articulación del tobillo, y ubicaciones de una rodilla, un tobillo y una punta del pie de acuerdo con la realización de la presente invención.

La FIG. 12 es una tabla que ilustra la generación de un algoritmo y una fuerza de control en cada fase de la marcha según la realización de la presente invención.

La FIG. 13 ilustra fotografías que muestran un orden de uso de la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de acuerdo con una realización de la presente invención.

[Descripción de los números de referencia]

100: Ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha

10: Miembro de estiramiento de rodilla

13: Manga de rodilla

15: Cámara de soporte de rodilla

18: Velcro

20: Primer miembro de soporte del tobillo

21: Manga de tobillo

25: Cámara de soporte de tobillo

28: Velcro

30: Segundo miembro de soporte de tobillo

31: Manga de la espinilla

32: Protector

34: Paquete de músculos artificiales

40: Portaequipajes

41: Asa

41a: Cámara

41b: Sensor de distancia láser

42: Compresor de aire

43: Tanque de aire

44: Regulador de presión

45: Batería

46: Amplificador de celda de carga

47: Receptor IMU

48: Controlador principal

49: Unidad de conducción autónoma

50: Módulo de medición inercial

60: Módulo de plantilla

70: Manguera de aire

71: Cinturón de cintura

Modo de invención

En lo que sigue, se describirán en detalle las realizaciones divulgadas en esta especificación con referencia a los dibujos adjuntos; sin embargo, se asignan los mismos o similares signos de referencia a los mismos o similares elementos de configuración, y se debe omitir su descripción repetida.

En la descripción de las realizaciones divulgadas en esta especificación, cuando se considere que la descripción específica de una tecnología conocida relacionada con las realizaciones oscurece la esencia de las realizaciones divulgadas en esta especificación, se debe omitir la descripción detallada de las mismas. Además, los dibujos adjuntos solo se proporcionan para permitir que las realizaciones divulgadas en esta especificación se comprendan fácilmente y, por lo tanto, la idea técnica divulgada en esta especificación no se limita a los dibujos adjuntos. Todas las modificaciones, equivalentes y alternativas incluidas en la idea y el alcance técnicos de la presente invención deben interpretarse como parte de la presente invención.

Los términos que tienen un número ordinal, como primero o segundo, se pueden usar para describir varios elementos configuracionales; sin embargo, los elementos configuracionales no se limitan a los términos. Los términos se utilizan únicamente con el propósito de distinguir un elemento configuracional de otro elemento configuracional.

La descripción en la que se menciona que un elemento configuracional está "conectado a" otro elemento configuracional debe entenderse en el sentido de que un elemento configuracional puede estar conectado directamente al otro elemento configuracional o que puede estar presente otro elemento configuracional entre ambos.

La expresión singular también incluye la expresión plural de la misma, a menos que se implique obviamente lo contrario en el contexto.

En esta especificación, un término como "comprender" o "tener" se interpreta para especificar que una característica, un número, un paso, una operación, un elemento configuracional, una parte o un conjunto de estos descrito en la especificación está presente y no para excluir la posibilidad de presencia o adición de una o más otras características, números, pasos, operaciones, elementos configuracionales, partes o conjuntos de estos de antemano.

En esta especificación, un término como "unidad", "módulo" o "controlador", que incluye un proceso de control, puede indicar no sólo hardware sino también un conjunto de hardware y software impulsado por el hardware. Por ejemplo, el hardware puede ser una unidad de procesamiento de datos que incluye una CPU u otro procesador. Además, el software controlado por el hardware puede ser un programa como un proceso en ejecución, un objeto, un archivo ejecutable, un hilo de ejecución o un programa computacional.

Con referencia a las FIGS. 1 a 7C, se describe una ortesis 100 de pierna robótica para una extremidad inferior para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de acuerdo con las realizaciones de la presente invención.

La ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha según las realizaciones incluye una ortesis que se instala en al menos una rodilla, una articulación del tobillo, una espinilla y una pantorrilla de una pierna afectada que es un objetivo de rehabilitación.

La ortesis incluye una manga que rodea al menos una de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla, y una cámara de aire que está montada de manera que se conecta a la manga y proporciona fuerza de asistencia a al menos una de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla. La cámara de aire puede proporcionar fuerza de asistencia correspondiente al ciclo de marcha del paciente.

La ortesis puede ser, por ejemplo, un miembro de soporte del tobillo o un miembro de estiramiento de rodilla. Se proporcionará la descripción específica del mismo.

En una realización, la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de la presente invención puede incluir un primer miembro 20 de soporte de tobillo.

El primer miembro 20 de soporte de tobillo se instala en un tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo.

El primer miembro 20 de soporte de tobillo incluye una manga 21 de tobillo y una cámara 25 de soporte de tobillo.

La manga 21 de tobillo está diseñada para rodear la articulación del tobillo. Deseablemente, la manga 21 de tobillo está hecha de un material elástico.

La manga 21 de tobillo puede tener parches de Velcro 28 en ambos extremos de esta, y los parches de Velcro 28 permiten que la manga 21 de tobillo rodee y fije la articulación del tobillo del paciente. La FIG. 4 ilustra un ejemplo en el que un parche de Velcro 28 está unido a cada uno de los extremos derecho e izquierdo de la manga 21 de tobillo.

La posición de los parches de Velcro 28 en la manga 21 de tobillo o la posición en la que los parches de Velcro 28 están fijados entre sí se pueden ajustar en función del tamaño del cuerpo.

La cámara 25 de soporte de tobillo se puede montar para conectarse a la manga 21 de tobillo y puede sostener la articulación del tobillo cuando se inyecta aire en la misma y se infla.

La cámara 25 de soporte de tobillo inflada tiene un aumento de rigidez para inhibir la flexión excesiva por inversión o eversión del tobillo.

Antes de que la pierna afectada, en la que está instalado el primer miembro 20 de soporte de tobillo, llegue al suelo, se inyecta aire en la cámara 25 de soporte de tobillo y para inflar la cámara de soporte de tobillo con antelación, y de este modo se puede reforzar la rigidez del tobillo en direcciones de inversión y eversión. De esta manera se absorbe el impacto aplicado al tobillo en la fase de apoyo inicial en la que la pierna afectada entra en contacto con el suelo y se mejora la estabilidad de la marcha.

Además, el primer miembro 20 de soporte de tobillo permite mantener la presión de la cámara 25 de soporte de tobillo en la fase de apoyo para mantener un estado en el que el tobillo está estirado recto de tal manera que la pierna afectada puede soportar el peso y se puede prevenir un esguince y un accidente de caída debido a la flexión del tobillo.

La intensidad de la fuerza de soporte del tobillo del primer miembro 20 de soporte del tobillo que sostiene el tobillo se puede controlar ajustando la rigidez flexural del soporte del tobillo en función de la intensidad de la presión del aire inyectado en la cámara 25 de soporte de tobillo.

Las FIGS. 5C y 5D ilustran un ejemplo en el que el primer miembro 20 de soporte de tobillo sostiene el tobillo en los lados de inversión y eversión.

La cámara 25 de soporte de tobillo puede fabricarse de un material de tela y, deseablemente, puede fabricarse de un material de tela recubierto con poliuretano.

Además, la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de las realizaciones de la presente invención puede incluir además un segundo miembro 30 de soporte de tobillo.

El segundo miembro 30 de soporte de tobillo puede incluir una manga 31 de la espinilla, protectores 32 y paquetes 34 de músculos artificiales.

La manga 31 de la espinilla se puede utilizar para rodear una espinilla.

La manga 31 de la espinilla puede tener parches de Velcro en ambos extremos de esta, y los parches de Velcro permiten que la manga 31 de la espinilla rodee y fije la proximidad de la espinilla del paciente.

Los protectores 32 se pueden instalar tanto en la espinilla como en la pantorrilla, respectivamente.

Los protectores 32 se pueden colocar para fijar la parte superior de los paquetes 34 de músculos artificiales en la manga 31 de la espinilla. Deseablemente, el protector 32 está hecho de un material duro. El protector 32 puede tener un lazo de Velcro de manera que el lazo de Velcro se pueda atar en la espinilla y la pantorrilla, y de este modo el protector 32 se pueda fijar.

Los paquetes 34 de músculos artificiales se pueden conectar a los protectores 32 y pueden tener una pluralidad de cámaras de aire en su interior como se ilustra en la FIG. 6.

Las cámaras de aire se pueden instalar en ambos lados de la espinilla y la pantorrilla.

Las cámaras de aire se pueden proporcionar en pluralidad y se pueden conectar en serie en una dirección paralela a la pierna. La cámara de aire mantiene una forma plana cuando se descarga el aire. Cuando se inyecta aire comprimido en la cámara de aire, ésta se infla y se contrae en dirección longitudinal para generar una fuerza protectora en la pantorrilla y la espinilla.

El paquete 34 muscular artificial puede fabricarse con un material de tela recubierto con poliuretano.

Los paquetes 34 de músculos artificiales pueden tener cámaras de aire en los lados de la espinilla y la pantorrilla. Los paquetes 34 de músculos artificiales, con referencia a las FIGS. 7A y 7B, hacen que la cámara de aire instalada en el costado de la espinilla ayude a un movimiento de dorsiflexión de un pie y, con referencia a la FIG. 7C, hace que la cámara de aire instalada en el lateral de la pantorrilla ayude a la flexión plantar.

Los paquetes 34 de músculos artificiales ayudan al movimiento de dorsiflexión de la articulación del tobillo para inhibir la caída del pie y permitir que se asegure suficiente espacio libre para el pie inyectando aire comprimido en la cámara de aire instalada en el costado de la espinilla en la fase de oscilación e inflando las cámaras de aire.

Además, los paquetes 34 de músculos artificiales ayudan al movimiento de dorsiflexión incluso durante el contacto inicial, que es el momento en el que el pie empieza a tocar el suelo, para absorber y suavizar el impacto que se produce cuando el pie toca el suelo.

Por otra parte, el aire en la cámara de aire unida a la espinilla se emite en la fase de apoyo, y el aire comprimido se inyecta en la cámara de aire unida a la pantorrilla en una superficie trasera de la pierna de tal manera que la cámara de aire se infla para ayudar al movimiento de la flexión plantar de la articulación del tobillo. Por lo tanto, mientras el pie golpea el suelo, se genera empuje.

La intensidad de una fuerza de soporte del segundo miembro 30 de soporte de tobillo que sostiene la espinilla y la pantorrilla se puede controlar ajustando la rigidez flexural del soporte de la espinilla y la pantorrilla en función de la intensidad de la presión del aire inyectado en las cámaras de aire.

A modo de ejemplo, en un estado en el que la suela está en contacto con el suelo, el aire de la cámara de aire instalada en el lateral de la espinilla se puede descargar al exterior y se puede inyectar aire en la cámara de aire instalada en el lateral de la pantorrilla.

Además, en un estado en el que la suela está separada del suelo, se puede inyectar aire en la cámara de aire instalada en el costado de la espinilla, y el aire en la cámara de aire instalada en el costado de la pantorrilla se puede descargar al exterior.

El segundo miembro 30 de soporte de tobillo puede incluir además un cierre de Velcro y una hebilla.

La brida de Velcro puede rodear y fijar los protectores 32.

La hebilla se instala en una porción de alojamiento del pie y combina los paquetes 34 de músculos artificiales. Además, la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de las realizaciones de la presente invención puede incluir además un miembro 10 de estiramiento de rodilla.

El miembro 10 de estiramiento de rodilla se puede proporcionar para que se pueda instalar en una rodilla. Además, el miembro 10 de estiramiento de rodilla permite estirar una articulación de rodilla en la fase de oscilación y permite mantener un estado en el que la rodilla está estirada en una fase de apoyo, permitiendo así que una pierna afectada soporte el peso corporal.

Como se ilustra en la FIG. 2, el miembro 10 de estiramiento de rodilla puede incluir una manga 13 de rodilla y una cámara 15 de soporte de la rodilla.

La manga 13 de rodilla se puede proporcionar para rodear la articulación de la rodilla. Deseablemente, la manga 13 de rodilla está hecha de un material elástico.

La manga 13 de rodilla puede tener parches de Velcro 18 en ambos extremos de esta, y los parches de Velcro 18 permiten que la manga 13 de rodilla rodee y fije una pierna alrededor de la articulación de la rodilla de un paciente. La FIG. 2 ilustra un ejemplo en el que los dos parches de Velcro 18 están unidos a cada uno de los extremos derecho e izquierdo de la manga 13 de rodilla.

Las posiciones de los parches de Velcro 18 o las posiciones en las que los parches de Velcro 18 se unen entre sí se pueden ajustar dependiendo del tamaño del cuerpo.

La cámara 15 de soporte de la rodilla está montada de manera que esté conectada a la manga 13 de rodilla, y cuando se introduce aire en la misma para inflar la cámara de soporte de rodilla en la fase de oscilación, permite que la rodilla se estire sosteniendo la articulación de la rodilla, y permite que el estado en el que la rodilla está estirada se mantenga en la fase de apoyo.

La cámara 15 de soporte de la rodilla puede fabricarse de un material de tela y, deseablemente, puede fabricarse de un material de tela recubierto con poliuretano.

Cuando se inyecta aire en la cámara 15 de soporte de la rodilla, la cámara 15 de soporte de la rodilla se infla para sostener la articulación de la rodilla. Además, cuando se descarga el aire inyectado en la cámara 15 de soporte de la rodilla, la cámara de soporte de la rodilla se deforma en una forma plana y no afecta el movimiento de la articulación de la rodilla.

En un estado en el que se inyecta aire en la cámara 15 de soporte de la rodilla para inflar dicha cámara, y la cámara 15 de soporte de la rodilla se infla y queda apretada mientras se deforma en forma de barra.

Cuando la cámara 15 de soporte de la rodilla se infla en la fase de oscilación terminal, la cámara 15 de soporte de la rodilla permite que la articulación de la rodilla se extienda en una dirección paralela a la pierna.

Además, en la fase de apoyo, la cámara 15 de soporte de la rodilla mantiene presión en la misma para permitir que se mantenga el estado en el que la pierna está estirada recta de tal manera que la pierna afectada pueda soportar el peso. Además, la cámara 15 de soporte de la rodilla ayuda a la rigidez de la articulación de la rodilla, lo que permite mejorar la estabilidad de la marcha y prevenir lesiones en la fase de apoyo.

Se puede controlar un grado de fuerza de asistencia del miembro 10 de estiramiento de rodilla ajustando la rigidez flexural de la cámara 15 de soporte de la rodilla en función de la intensidad de la presión del aire inyectado en la cámara 15 de soporte de la rodilla.

Las FIGS. 3A a 3C ilustran un ejemplo en el que no se inyecta aire en la cámara 15 de soporte de la rodilla en la fase de oscilación inicial y media y la cámara 15 de soporte de la rodilla se infla en dirección paralela a la pierna para ayudar a la postura en la fase de oscilación terminal y permite mantener el estado en el que la pierna está estirada recta en la fase de apoyo.

Por otra parte, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se proporciona una ortesis de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación, comprendiendo la ortesis robótica: una cámara de aire que asiste a un cuerpo en rehabilitación; y un portaequipajes que genera aire comprimido y suministra el aire comprimido generado a la cámara de aire. El portaequipajes es un portaequipajes de conducción autónoma.

En la realización, la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha descrita anteriormente puede incluir además un portaequipajes 40.

El portaequipajes 40 puede generar aire comprimido y puede suministrar el aire comprimido generado a al menos uno del miembro 10 de estiramiento de rodilla y del primero y segundo miembros 30 de soporte de tobillo.

Con referencia a la FIG. 8, el portaequipajes 40 puede tener un asa 41, y una cámara 41a y un sensor 41b de distancia láser están instalados en el asa 41 para permitir que el portaequipajes 40 reconozca la ubicación de un paciente y se mueva mediante una unidad 49 de conducción autónoma para seguir al paciente. Por lo tanto, el portaequipajes 40 según la realización de la presente invención puede realizar una conducción autónoma.

Además, FIG. 9 es un diagrama de bloques que ilustra una configuración en el portaequipajes 40. Con referencia a la FIG. 9, el portaequipajes 40 contiene un compresor 42 de aire que genera aire comprimido, un tanque 43 de aire que almacena el aire comprimido, un regulador 44 de presión que regula la intensidad de la presión del aire, una batería 45 para suministro de energía eléctrica, un amplificador 46 de celda de carga para recolectar una señal del sensor, un receptor IMU 47 y un controlador 48 principal.

El controlador 48 principal analiza en tiempo real el ciclo y el patrón de marcha a partir de una señal medida en un módulo 50 de medición inercial que se describirá más adelante y controla el regulador 44 de presión para suministrar el aire comprimido con la presión establecida a un conductor en un momento apropiado.

Además, el controlador 48 principal monitorea una condición de marcha comunicándose con una computadora de escritorio o portátil externa y permite que se realice un control externo.

Además, la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha según la realización de la presente invención puede incluir además el módulo 50 de medición inercial.

El módulo 50 de medición inercial verifica la condición de la marcha y el patrón de la marcha del paciente en tiempo real basándose en un ángulo entre el suelo y al menos uno del muslo, la espinilla y el dorso del pie durante la marcha del paciente a fin de permitir que el controlador 48 principal controle una operación de al menos uno del miembro 10 de estiramiento de rodilla y el primero y segundo miembros 30 de soporte de tobillo.

A este respecto, con referencia a la FIG. 10, el módulo 50 de medición inercial se puede instalar en al menos uno de los siguientes: muslo, espinilla y dorso del pie del paciente.

Por ejemplo, el módulo 50 de medición inercial puede ser una unidad de medición inercial (IMU).

Por ejemplo, con referencia a la FIG. 11, el módulo 50 de medición inercial puede medir un ángulo 0t, 0s, o 0f entre el suelo y al menos uno de los puntos del muslo, la espinilla y el dorso del pie, y luego se puede calcular un ángulo 0h, 0k, o 0a de una articulación de la cadera, una rodilla o un tobillo utilizando un modelo cinemático de una extremidad inferior. Además, con una ubicación H de una articulación de la cadera como punto de origen, las ubicaciones P<k>, P<a>, y P<t>Se puede calcular la altura de la rodilla, del tobillo y de la punta del pie.

Por otra parte, el portaequipajes 40 puede incluir un módulo de plantilla de presión plantar inalámbrica 60 para medir en tiempo real si ambas suelas están en contacto con el suelo.

Además, el módulo 50 de medición inercial permite que el controlador 48 principal determine un ciclo de marcha como cualquiera de las siguientes: una fase de respuesta de carga, una fase de apoyo medio, una fase de apoyo terminal, una fase de preoscilación, una fase de oscilación inicial, una fase de oscilación media y una fase de oscilación terminal, basándose en una postura de ambas extremidades inferiores del paciente y si las plantas de los pies del paciente están en contacto con el suelo.

Como se describió anteriormente, el portaequipajes 40 puede suministrar aire comprimido al miembro 10 de estiramiento de rodilla en la fase de oscilación terminal, la fase de respuesta de carga, la fase de apoyo medio y la fase de apoyo terminal y suministrar el aire comprimido al primer miembro 20 de soporte de tobillo en la fase de oscilación terminal, la fase de respuesta de carga y la fase de apoyo terminal.

Como se describió anteriormente, la condición de la marcha y el patrón de la marcha del paciente se pueden verificar en tiempo real mediante el uso de información de detección medida y calculada en tiempo real, y la condición de la marcha y el patrón de la marcha del paciente se pueden usar en control en tiempo real para operar un músculo artificial neumático en un punto y fase de la marcha específicos. Además, se pueden adquirir y analizar los datos de la marcha del paciente para proporcionar información cuantitativa sobre la marcha y los índices de la marcha y, de ese modo, utilizarlos en una rehabilitación personalizada.

Además, la ortesis 100 de pierna robótica para una extremidad inferior para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha puede incluir además una manguera 70 de aire que permite que el aire comprimido generado en el portaequipajes 40 se transmita al miembro 10 de estiramiento de rodilla, al primer miembro 20 de soporte de tobillo y al segundo miembro 30 de soporte de tobillo.

Un extremo de la manguera 70 de aire se comunica con el tanque 43 de aire, y el otro extremo de esta se comunica con cada una de las cámaras 15 de soporte de rodilla, la cámara 25 de soporte de tobillo y los paquetes 34 de músculos artificiales para suministrar aire comprimido en el tanque 43 de aire a cada uno del miembro 10 de estiramiento de rodilla, el primer miembro 20 de soporte de tobillo y el segundo miembro 30 de soporte de tobillo.

La manguera 70 de aire puede incluir un cinturón 71 de cintura para ramificarse hacia la cámara 15 de soporte de la rodilla, la cámara 25 de soporte de tobillo y los paquetes 34 de músculos artificiales, y la manguera 70 de aire se puede fijar a la cintura del paciente con el cinturón 71 de cintura.

En la realización de la presente invención, la fase de marcha se describirá en lo que sigue. Respecto a la fase de marcha, FIG. 12 ilustra la generación de un algoritmo y una fuerza de control en cada fase de la marcha.

La fase de marcha incluye en gran medida la fase de apoyo en la que un pie está en contacto con el suelo y la fase de oscilación en la que el pie está separado del suelo, y la fase de marcha incluye siete fases en total dependiendo de si las ubicaciones relativas de ambas piernas están en contacto con el suelo.

Las siete fases de la fase de apoyo y la fase de oscilación se dividen en una fase de respuesta de carga, una fase de apoyo medio, una fase de apoyo terminal, una fase de preoscilación, una fase de oscilación inicial, una fase de oscilación media y una fase de oscilación terminal.

Una fase a la que pertenece una condición de marcha durante la caminata se puede determinar en tiempo real detectando la postura de ambas extremidades inferiores y si las plantas de los pies están en contacto con el suelo utilizando el módulo 50 de medición inercial incluido en la realización de la presente invención, y los criterios de determinación son los siguientes.

La fase de respuesta de carga corresponde a un caso en el que ambos pies están en contacto con el suelo y una articulación del tobillo afectada se encuentra delante de una articulación del tobillo no afectada.

La fase de apoyo medio corresponde a un caso en el que un pie afectado está en contacto con el suelo, un pie no afectado está separado del suelo y la articulación del tobillo afectada se encuentra delante de la articulación del tobillo no afectada.

La fase de apoyo terminal corresponde a un caso en el que el pie afectado está en contacto con el suelo, el pie no afectado está separado del suelo y la articulación del tobillo afectada se encuentra detrás de la articulación del tobillo no afectada.

La fase de preoscilación corresponde a un caso en el que ambos pies están en contacto con el suelo y la articulación del tobillo afectada se encuentra detrás de la articulación del tobillo no afectada.

La fase de oscilación inicial corresponde a un caso en el que el pie afectado está separado del suelo, el pie no afectado está en contacto con el suelo y la articulación del tobillo afectada se encuentra detrás de la articulación del tobillo no afectada.

La fase de oscilación media corresponde a un caso en el que el pie afectado está separado del suelo, el pie no afectado está en contacto con el suelo y la articulación del tobillo afectada se ubica delante de la articulación del tobillo no afectada. Además, la fase de oscilación media corresponde a un caso en el que la articulación de la rodilla está situada delante del tobillo.

La fase de oscilación terminal corresponde a un caso en el que el pie afectado está separado del suelo, el pie no afectado está en contacto con el suelo y la articulación del tobillo afectada se ubica delante de la articulación del tobillo no afectada. Además, la fase de oscilación terminal corresponde a un caso en el que la articulación de la rodilla está situada detrás del tobillo.

En lo que sigue, con respecto a las configuraciones del miembro 10 de estiramiento de rodilla, el primer miembro 20 de soporte de tobillo y el segundo miembro 30 de soporte de tobillo, se describirá un método de control para generar una fuerza de control.

El miembro 10 de estiramiento de rodilla permite estirar la articulación de la rodilla en la fase de oscilación terminal. Además, el miembro 10 de estiramiento de rodilla permite mantener un estado en el que la rodilla está estirada en la fase de apoyo terminal en la fase de respuesta de carga, permitiendo así que la pierna afectada soporte el peso corporal.

El primer miembro 20 de soporte del tobillo refuerza la rigidez de la articulación del tobillo en la fase de oscilación terminal con antelación contra el impacto generado cuando el pie toca el suelo. Además, en la fase de respuesta de carga, el primer miembro de soporte de tobillo inhibe la flexión excesiva de inversión y eversión de la articulación del tobillo en la fase de apoyo terminal y refuerza la rigidez de la articulación del tobillo en las direcciones de inversión y eversión, absorbiendo así el impacto aplicado al tobillo y mejorando la estabilidad de la marcha.

El segundo miembro 30 de soporte del tobillo ayuda al movimiento de la dorsiflexión de la articulación del tobillo en la fase de oscilación para inhibir la caída del pie y permitir que se asegure suficiente espacio libre para el pie.

Además, el segundo miembro 30 de soporte del tobillo ayuda al movimiento de la dorsiflexión en la fase de respuesta de carga para absorber el impacto aplicado al tobillo, mejorando así la estabilidad de la marcha.

Además, el segundo miembro 30 de soporte del tobillo ayuda a la flexión plantar desde la fase de oscilación media hasta la fase de preoscilación, de modo que se genera empuje mientras el pie patea el suelo.

En lo que sigue, con referencia desde la a hasta la h en la FIG. 13, se describirá un orden de uso de la ortesis 100 de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha de acuerdo con la realización de la presente invención.

Las plantillas para fijar un sensor de presión plantar y los paquetes 34 de músculos artificiales se insertan en el calzado de interior. A continuación, se enciende un módulo sensor.

Con referencia a la FIG. 13, el primer miembro 20 de soporte del tobillo se coloca sobre el tobillo afectado. Además, los zapatos de interior se colocan en ambos pies.

Luego, con referencia a b y c en la FIG. 13, se coloca la manga 31 de la espinilla del segundo miembro 30 de soporte de tobillo, los protectores 32, a las que están conectados los paquetes 34 de músculos artificiales del segundo miembro 30 de soporte de tobillo, se colocan en la espinilla y la pantorrilla, y la fijación se realiza con un lazo de Velcro.

Con referencia a d en la FIG. 13, se coloca el miembro 10 de estiramiento de rodilla.

Con referencia a la e de la FIG. 13, los bordes terminales de los paquetes 34 de músculos artificiales del segundo miembro 30 de soporte de tobillo están conectados a una hebilla unida a la plantilla.

Con referencia a f en la FIG. 13, se coloca un cinturón de cintura al que está conectada y ramificada la manguera de aire.

Con referencia a g en la FIG. 13, el portaequipajes 40 que puede realizar la conducción autónoma y el cinturón de cintura están conectados entre sí con un haz de mangueras de aire, y las mangueras de aire se ramifican desde el haz de mangueras de aire unidas al cinturón de cintura para conectarse a las unidades de conducción, respectivamente.

Con referencia a h en la FIG. 13, el módulo 50 de medición inercial inalámbrico está conectado a al menos uno de ambos muslos, espinillas y dorso de los pies, y los módulos inalámbricos para la medición de la presión plantar están conectados a zapatos de interior.

La ortesis 100 de pierna robótica para entrenamiento de rehabilitación de la marcha descrita anteriormente no está limitada a las configuraciones y métodos de las realizaciones descritas anteriormente, sino que puede tener una configuración en la que todas o una parte de las realizaciones individuales se combinan selectivamente de modo que la realización se puede modificar de diversas maneras.

Es evidente para los expertos en la materia que pueden concebirse otros ejemplos específicos dentro del ámbito de la presente invención, sin apartarse de su idea ni de sus características esenciales. En consecuencia, la descripción detallada no debe interpretarse como limitativa en ningún aspecto, sino que se considera un ejemplo ejemplar.

Aplicabilidad industrial

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento de rehabilitación de la marcha, un método para controlarla y un portaequipajes de conducción autónoma pueden ayudar a un paciente parapléjico, tal como un paciente hemipléjico después de un accidente cerebrovascular, en una marcha natural cercana a una marcha normal de acuerdo con el ciclo de marcha del paciente cuando el paciente camina. Por lo tanto, la ortesis de pierna robótica puede ayudar al paciente en la vida diaria y maximizar los efectos de la rehabilitación.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Una ortesis de pierna robótica para el entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha, que comprende: una ortesis que se instala en al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla de la pierna afectada que es un objetivo de rehabilitación,

en la que la ortesis comprende:

una manga que rodea al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla; y una cámara de aire que está montada de manera que se conecta a la manga y proporciona fuerza de asistencia a al menos una de las articulaciones de la rodilla, el tobillo, la espinilla y la pantorrilla, y

caracterizado porque

La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha comprende además un portaequipajes (40) que genera aire comprimido y es capaz de suministrar el aire comprimido generado a las cámaras de aire,

en la que el portaequipajes (40) es capaz de realizar una conducción autónoma.

2. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 1,

en la que la ortesis comprende un primer miembro (20) de soporte de tobillo que se instala en un tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo, y

en la que el primer miembro (20) de soporte de tobillo comprende:

una manga (21) de tobillo que rodea una articulación del tobillo; y

cámaras (25) de soporte de tobillo que son cámaras de aire montadas para conectarse a la manga (21) de tobillo, y que, cuando se introduce aire en las mismas para inflar las cámaras de aire, sostienen la articulación del tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo.

3. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 2,

en la que las cámaras de aire rodean ambos lados de inversión y eversión de un tobillo, respectivamente, en la que se inyecta aire en las cámaras de aire antes de que la pierna afectada toque el suelo, y las cámaras de aire se inflan para proporcionar fuerza de asistencia a fin de inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo, y

en la que las cámaras de aire mantienen la presión en su interior durante una fase de apoyo para proporcionar fuerza de asistencia a fin de inhibir la flexión por inversión o eversión del tobillo y mantener un estado estirado.

4. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en la que la ortesis comprende un segundo miembro (30) de soporte de tobillo que se instala en al menos una de las dos espinillas y pantorrillas de manera que el tobillo se flexiona hacia el dorso o la planta del pie, y en la que el segundo miembro (30) de soporte de tobillo comprende:

una manga (31) de la espinilla que rodea la espinilla;

protectores (32) que se instalan tanto en la espinilla como en la pantorrilla, respectivamente; y

paquetes (34) musculares artificiales que están conectados a los respectivos protectores (32) y tienen una o más cámaras de aire en su interior.

5. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 4,

en la que el segundo miembro (30) de soporte de tobillo comprende, además:

una tira de Velcro que rodea y asegura los protectores; y

una hebilla que se instala en una porción de alojamiento del pie y combina los paquetes (34) de músculos artificiales.

6. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 4 o 5,

en la que las cámaras de aire están instaladas a ambos lados de la espinilla y la pantorrilla, respectivamente, en la que, en un estado en el que una suela está en contacto con el suelo, el aire en la cámara de aire instalada en el lado de la espinilla se descarga al exterior, y el aire se inyecta en la cámara de aire instalada en el lado de la pantorrilla, y

en la que, en un estado en el que una suela está separada del suelo, se inyecta aire en la cámara de aire instalada en el lateral de la espinilla, y el aire de la cámara de aire instalada en el lateral de la pantorrilla se descarga al exterior.

7. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,

en la que la ortesis comprende además un miembro (10) de estiramiento de rodilla que está previsto para ser instalable en una rodilla a fin de proporcionar fuerza de asistencia para permitir que se estire una rodilla, y en la que el miembro (10) de estiramiento de rodilla comprende:

una manga (13) de rodilla que rodea una articulación de la rodilla; y

cámaras (15) de soporte de rodilla que son cámaras de aire montadas para conectarse a la manga (13) de rodilla, y que, cuando se introduce aire en las mismas para inflar las cámaras de aire, permiten estirar la rodilla sosteniendo la articulación de la rodilla.

8. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 7,

en la que las cámaras de aire están ubicadas a ambos lados de una porción de la superficie trasera de la articulación de la rodilla, respectivamente.

9. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 7 u 8,

en la que el miembro (10) de estiramiento de rodilla permite estirar la articulación de la rodilla en una fase de oscilación y permite mantener un estado en el que la rodilla está estirada en una fase de apoyo.

10. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

en la que la manga está hecha de un material elástico, y

en la que las cámaras de aire están hechas de un material blando.

11. La ortesis de pierna robótica para entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,

en la que el portaequipajes (40) comprende: un compresor (42) de aire que genera aire comprimido; un tanque (43) de aire que almacena el aire comprimido generado; y un regulador (44) de presión que regula la presión del aire comprimido, y

en la que el portaequipajes (40) comprende un sensor (41b) de distancia láser que es capaz de detectar una distancia entre un paciente y una cámara (41a) que es capaz de generar imágenes de la ubicación del paciente de tal manera que el portaequipajes (40) es capaz de realizar una conducción autónoma para seguir al paciente reconociendo la ubicación del paciente.

12. Un método para controlar la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, comprendiendo el método:

un paso de comprobación de al menos una condición de la marcha y un patrón de la marcha de un paciente de rehabilitación en tiempo real basándose en un ángulo entre el suelo y al menos uno del muslo, la espinilla y el dorso de un pie del paciente durante la marcha del paciente de rehabilitación, mediante un módulo (50) de medición inercial;

un paso para determinar el ciclo de marcha del paciente como cualquiera de una fase de respuesta de carga, una fase de apoyo medio, una fase de apoyo terminal, una fase de preoscilación, una fase de oscilación inicial, una fase de oscilación media y una fase de oscilación terminal, con base en al menos uno de la condición de marcha y el patrón de marcha, mediante un controlador (48) principal;

un paso para hacer que un miembro de estiramiento de rodilla permita que una articulación de rodilla se estire en la fase de oscilación terminal y permita que se mantenga un estado en el que la rodilla está estirada durante la fase de respuesta de carga a la fase de apoyo terminal de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador (48) principal;

un paso para hacer que un primer miembro de soporte de tobillo comience a soportar un tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión de una articulación del tobillo en la fase de oscilación terminal y mantener el soporte del tobillo para inhibir la flexión por inversión o eversión de la articulación del tobillo para la fase de respuesta de carga a la fase de apoyo terminal de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador (48) principal; y

un paso para hacer que un segundo miembro de soporte de tobillo ayude a la dorsiflexión durante la fase de oscilación inicial hasta la fase de oscilación terminal, ayude a la dorsiflexión en la fase de respuesta de carga y ayude a la flexión plantar durante la fase de apoyo medio hasta la fase de preoscilación de acuerdo con el ciclo de marcha determinado, por el controlador (48) principal.

13. Una ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación, que comprende:

una cámara de aire que ayuda al cuerpo en rehabilitación; y

caracterizado porque

un portaequipajes (40) que genera aire comprimido y suministra el aire comprimido generado a la cámara de aire,

en el que el portaequipajes (40) es un portaequipajes de conducción autónoma.

14. La ortesis robótica para entrenamiento de rehabilitación según la reivindicación 13, que comprende, además:

un módulo (50) de medición inercial que está instalado en al menos uno de los siguientes: muslo, espinilla y dorso del pie de un paciente,

en el que el portaequipajes (40) comprende además un controlador (48) principal, y

en el que los pasos del método para controlar la ortesis de pierna robótica para el entrenamiento (100) de rehabilitación de la marcha según la reivindicación 12 son realizados por el módulo (50) de medición inercial y el controlador (48) principal.