IT201800004329A1 - Sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “SISTEMA DI CONTROLLO DELLA REGOLAZIONE DI UN DISPOSITIVO ORTETICO”

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Forma oggetto del presente trovato un sistema per il controllo della regolazione di un dispositivo ortetico utilizzabile per il trattamento di patologie, temporanee o croniche, che affliggono la colonna vertebrale.

Più precisamente forma oggetto del presente trovato un sistema per il controllo della regolazione di un dispositivo ortetico, ad esempio di un busto ortopedico, in grado di indicare in tempo reale il corretto allineamento della colonna vertebrale e di suggerire eventuali ulteriori regolazioni.

L’invenzione si inserisce, pertanto, nel settore dei presidi medici per il trattamento di patologie a carico della colonna vertebrale, in particolare per la correzione di alterazioni della sua curva fisiologica ed allineamento.

È noto come la colonna vertebrale di un essere umano possa essere suddivisa in quattro differenti regioni che, dall’alto al basso, sono denominate: “cervicale”, “dorsale”, “lombare” e “sacrale”.

In un individuo “sano” (per “sano” è da intendersi un individuo “privo di patologie affliggenti la colonna vertebrale”), la colonna vertebrale è rettilinea sul piano coronale, dividendo il corpo sostanzialmente in due parti simmetriche, mentre prevede quattro curve, dette “fisiologiche”, sul piano sagittale: due a convessità anteriore e due a convessità posteriore.

Le curve anteriori sono localizzate in corrispondenza delle regioni cervicale e lombare e sono dette “lordosi” mentre quelle a convessità posteriore definiscono le regioni dorsale e sacrale e sono definite “cifosi”.

Mentre le lordosi permettono la mobilità della colonna vertebrale, le cifosi ne assicura la rigidità; proprio l’alternanza tra zone più mobili e zone più rigide consente la postura eretta tipica degli esseri umani ed una corretta distribuzione degli stress e delle sollecitazioni meccaniche a carico della colonna vertebrale.

Le curve fisiologiche sono pertanto fondamentali per la colonna vertebrale conferendole la dovuta capacità ammortizzante delle pressioni e sollecitazioni a cui è sottoposta specie durante la deambulazione o l’ordinaria attività fisica.

Tuttavia, molto spesso le attività lavorative, sportive ma anche la sedentarietà costringono l’individuo ad assumere posizioni e posture “innaturali” che nel tempo possono compromettere ed alterare la curvatura fisiologica della colonna vertebrale.

Ad esempio, una curvatura laterale della colonna vertebrale (rispetto al piano coronale) dovuta allo schiacciamento asimmetrico delle vertebre per cedimento della struttura ossea determina la cosiddetta “scoliosi”, patologia particolarmente frequente in fase pubertaria ma ultimamente con incidenze sempre maggiori anche in età adulta.

Altre note e frequenti alterazioni delle curve fisiologiche della colonna vertebrale derivanti da atteggiamenti e posture errate o congenite possono essere: ipercifosi e/o iperlordosi (corrispondenti ad una accentuazione della curvatura sul piano sagittale); ipocifosi e/o ipolordosi (ovvero una eccessiva riduzione della curvatura, sempre sul piano sagittale); cifosi toracolombare e lordosi toraco lombare (consistente in una eccessiva estensione delle vertebre lombari).

Un esempio di patologia della colonna vertebrale è mostrata nella fig. 1 allegata alla presente trattazione; in particolare, in questa figura è rappresentata schematicamente una “scoliosi” come evidente dal sensibile disallineamento lungo la colonna vertebrale dei “punti di repere” anatomici A-B-C-Z. In medicina ed anatomia, per “punti di repere” sono da intendersi quei punti dell’apparato scheletrico visibili durante una esplorazione superficiale del tronco ed utilizzabili per localizzare con precisione sintomi o patologie.

Le patologie a carico della colonna vertebrale possono essere corrette o limitate con semplici e mirati esercizi fisici riabilitativi ma nei casi più severi può essere richiesto l’uso di dispositivi ortetici, quali corsetti o busti ortopedici suscettibili di essere indossati da un individuo per periodi più o meno lunghi.

In commercio sono presenti differenti tipo di busti, utilizzabili per differenti scopi:

- “correttivi”, ad esempio destinati a garantire l’allineamento sul piano coronale della colonna vertebrale;

- di “sostegno” della colonna vertebrale

- sia correttivi che di sostegno.

A tale scopo, i dispositivi ortetici possono comprendere, a seconda della tipologia, cinghie e fasce elastiche regolabili, intelaiature rigide (ad es., aste che premono contro i fianchi dell’individuo, appoggi ascellari, gusci iliaci, prese di bacino, stabilizzatori di spalle, ecc.), placche di spinta (ad es., una placca sternale e/o dorso-lombare e simili) o simili componenti.

Essendo ben noti all’esperto del ramo in tale sede non sarà necessario dilungarsi su ulteriori dettagli costruttivi e funzionali di tali componenti, fermo precisare che essi consentono di regolare ed adattare il dispositivo ortetico alle caratteristiche anatomiche dell’individuo (anche detto “paziente”). Una loro adeguata regolazione e registrazione è pertanto essenziale per ottenere l’effetto desiderato di correzione e superamento della patologia della colonna vertebrale.

Attualmente, il medico e/o tecnico ortopedico (da qui in poi, per esigenze di sintesi, lo “specialista”) dopo aver osservato e studiato la postura del paziente e la “severità” della patologia vertebrale sceglie il dispositivo ortetico (ad es., un busto) ritenuto più idoneo alla risoluzione della patologia rilevata ed individuata.

Tale busto può essere scelto tra quelli già esistenti ed in commercio o costruito ad hoc per il paziente, ad esempio con tecniche di “reverse engineering”.

In quest’ultimo caso, lo specialista mediante tablet o scanner digitali scansiona il corpo del paziente e riproduce un modello virtuale 2D-3D su supporti informatici. Attraverso appositi software di simulazione funzionale, in essi caricati, lo specialista può valutare le “regolazioni” e modifiche da apportare ai vari componenti del busto, così da applicare le spinte e tensioni più idonee al torso del paziente ed al suo riallineamento.

Alla fine di questo studio “virtuale” si realizza un opportuno busto completo, ad es., di una o più placche di spinta, cinghie e fasce regolabili o qualsiasi altro componente funzionale per la correzione della patologia rilevata.

Il busto viene quindi fatto indossare al paziente mentre lo specialista applica le “tensioni” e le “spinte” precedentemente studiate o che ritiene sul momento necessarie in base alla sua esperienza, regolando di conseguenza le placche di spinta e/o le relative cinghie o fasce elastiche; tale valutazione può pertanto risultare troppo “soggettiva” ed arbitraria con il rischio di una errata regolazione e registrazione del busto.

Per ovviare almeno in parte a tale problematica e verificare la “bontà” delle regolazioni effettuate, lo specialista ricorre spesso all’uso di radiografie.

Solitamente dette radiografie vengono effettuate prima e dopo l’applicazione del busto e non in tempo reale, in quanto ciò risulterebbe difficile da un punto di vista logistico (occorrerebbe, ad es., spostare il paziente ripetutamente verso centri radiologici o disporre nel proprio studio medico di costose attrezzature radiografiche) e sconveniente economicamente.

Le attuali pratiche ortopediche non permettono quindi di conoscere con immediatezza la correttezza della regolazione del busto che si sta effettuando. Ciò può tradursi:

- in applicazioni improprie del busto con scomodità da parte del paziente, - nei casi peggiori, in un aggravamento delle condizioni fisiche e patologiche dello stesso,

- nella necessità di sostituire il busto con un nuovo modello più idoneo (con un danno economico consistente, specie in quei casi in cui esso era stato costruito ad hoc per uno specifico paziente).

Scopo principale del presente trovato è di ovviare agli inconvenienti sopra esposti, prevedendo un innovativo sistema che consenta di verificare e controllare in tempo reale il corretto allineamento e curvatura della colonna vertebrale di un individuo a seguito dell’applicazione di un dispositivi ortetico (ad es., un busto o corsetto ortopedico).

Più precisamente scopo del presente trovato è fornire un innovativo sistema per il controllo e la verifica del corretto allineamento e curvatura della colonna vertebrale di un individuo che permetta di ottimizzare, migliorare e semplificare il processo di applicazione e regolazione di un dispositivo ortetico sulla base di informazioni oggettive rappresentative delle caratteristiche anatomiche e patologiche della colonna vertebrale di un individuo.

Questo e altri scopi, che risulteranno chiari in seguito, si conseguono con un sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico indossabile da un paziente per la correzione di patologie affliggenti la sua colonna vertebrale, illustrato nella seguente descrizione e nelle rivendicazioni annesse, che costituiscono parte integrante della descrizione medesima.

Ulteriori caratteristiche del presente trovato risulteranno meglio evidenziate dalla seguente descrizione di una preferita forma di realizzazione, conforme alle rivendicazioni brevettuali e illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle allegate tavole di disegno, in cui:

- la fig. 1 mostra schematicamente una persona afflitta da una patologia alla spina dorsale;

- la fig. 2 mostra una vista assonometrica del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico secondo l’invenzione;

- la fig. 3 mostra una laterale del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico di fig.2;

- le fig. 4a e 4b mostrano, rispettivamente, una vista schematica posteriore e dall’alto del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico di fig. 2 e 3;

- le figg. 5a-5c, 6a-6c e 7a-7c mostrano rispettivamente ed in più viste assonometriche e/o in sezione, dettagli costruttivi del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico delle figg. da 2 a 4b;

- la fig. 8 mostra un esempio di un componente del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico dell’invenzione;

- la fig. 9 mostra una in forma schematica una possibile variante del sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico dell’invenzione; Si descrivono ora le caratteristiche del trovato, avvalendosi dei riferimenti contenuti nelle figure.

Si precisa, inoltre, che qualsiasi termine dimensionale e spaziale (quale “inferiore”, “superiore”, “interno”, “esterno”, “frontale”, “posteriore” e simili) si riferisce alla posizione secondo cui gli elementi sono disposti in condizioni reali.

Con riferimento alle figg. allegate, con 1 è indicato, nel suo complesso, il sistema di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico indossabile da un paziente per la correzione di difetti di allineamento e curvatura della sua colonna vertebrale, preferibilmente di un busto ortopedico.

Da qui in avanti, per chiarezza espositiva, per dispositivo ortetico sarà da intendersi un qualsiasi dispositivo (busti rigidi o semirigidi, corsetti, cinture steccate, ecc.) utilizzabile per il trattamento di patologie della colonna vertebrale, in particolare per la correzione di anomalie nella sua curvatura ed allineamento sul piano coronale e/o sagittale tramite mantenimento forzato della posizione corretta della colonna vertebrale.

Analogamente, secondo l’invenzione, con “sistema per il controllo della regolazione di un dispositivo ortetico” si intenderà un sistema in grado di indicare se la regolazione di detto dispositivo messa in atto da uno specialista sia corretta, cioè tale che le tensioni e le spinte esercitate sulla schiena del paziente siano quelle necessarie a garantire il ripristino delle curvature e/o allineamenti della colonna vertebrale “fisiologici” o medicalmente accettabili.

I termini “curvatura” e “allineamento” della colonna vertebrale possono inoltre essere riassunti sinteticamente con “profilo” della colonna vertebrale.

Per semplicità, nel corso della trattazione si farà riferimento principalmente a patologie scoliotiche della colonna vertebrale sebbene tutto quello che sarà detto potrà essere esteso a qualsiasi altra deformazione o anomalia vertebrale sia sul piano coronale che sagittale (ad es., come già elencato, ipercifosi, ipocifosi e/o iperlordosi, ipolordosi o simili).

A tale scopo, il sistema 1 di controllo della regolazione di un dispositivo ortetico dell’invenzione è un sistema sensorizzato 1 comprendente almeno:

- una pluralità di marcatori M (anche noti con il termine tecnico di “markers” o “Tag”) applicabili in specifici punti di repere della colonna vertebrale di un paziente e suscettibili di essere rilevati da uno strumento di rilevazione 2;

- detto strumento di rilevazione 2 di detti marcatori M comprendente mezzi sensori 4 ed idoneo a fornire allo specialista dati relativi al profilo della colonna vertebrale prima e/o dopo l’applicazione del dispositivo ortetico ad un paziente, detti dati potendo consistere preferibilmente nelle coordinate spaziali di detti marcatori M lungo la schiena del paziente rispetto, ad es., a detto strumento di rilevazione 2; - mezzi atti almeno all’acquisizione, memorizzazione e trasmissione dei dati rilevati da detto sistema di rilevazione 2;

- dispositivi remoti di elaborazione di detti dati rilevati per la ricostruzione digitale del profilo della colonna vertebrale del paziente e per l’eventuale segnalazione allo specialista di ulteriori correzioni e regolazioni da apportare al dispositivo ortetico per un ottimale trattamento della patologia riscontrata,

detti mezzi di acquisizione ed elaborazione dati essendo del tipo in grado di cooperare e comunicare reciprocamente tramite noti protocolli e sistemi di trasmissione dati.

Più in dettaglio, lo specialista dopo aver osservato e studiato la postura del paziente, avvalendosi eventualmente anche di mezzi radiografici, applica una pluralità dei suddetti marcatori M lungo la sua colonna vertebrale in corrispondenza preferibilmente dei punti di repere anatomici ritenuti utili all’identificazione della patologia, ne rileva la posizione tramite lo strumento di rilevazione 2 dell’invenzione ed infine ricostruisce digitalmente, tramite noti software di elaborazione 2D-3D caricati nel dispositivo remoto di elaborazione dati, il profilo della colonna vertebrale con le varie anomalie sul piano coronale (disallineamenti) e/o sagittale (curvature).

Sulla base di questa prima rilevazione, lo specialista può scegliere il dispositivo ortetico (ad es., busto) funzionalmente più idoneo al trattamento della patologia vertebrale evidenziata e può definire arbitrariamente, ad esempio sulla base della sua esperienza, le tensioni e le spinte che esso, attraverso i suoi elementi funzionali (placche, piastre di spinta, cinghie ecc.), deve trasmettere al torso del paziente per la correzione della patologia.

Nulla vieta che la scelta del dispositivo ortetico possa essere “suggerita” dallo stesso software di elaborazione sulla base della patologia rilevata, della sua gravità e di dati anatomici del paziente eventualmente caricati in detto dispositivo remoto di elaborazione dati.

Il dispositivo ortetico o busto ritenuto più idoneo viene quindi fatto indossare al paziente, effettuando le regolazioni precedentemente pensate e definite.

Come noto, a tali regolazioni corrisponde un primo riallineamento della colonna vertebrale verso valori fisiologici (o comunque medicalmente accettabili e/o compatibili con le caratteristiche anatomiche del paziente) e, in risposta a detto riallineamento, il conseguente adeguamento della posizione dei marcatori M lungo la schiena del paziente.

La nuova configurazione raggiunta dalla colonna vertebrale per effetto del busto e della sua regolazione viene identificata e ricostruita tramite la medesima strumentazione di rilevazione 2 dei marcatori M e software di elaborazione dati.

Per questi motivi, come si vedrà, i marcatori M devono essere di tipo rilevabile anche attraverso il busto o dispositivo ortetico indossato dal paziente.

I marcatori M, infatti, restano posizionati sulla schiena del paziente per tutta la durata dell’applicazione e regolazione del dispositivo ortetico; ovvero verranno rimossi solo quando sarà definitiva la scelta del dispositivo ortetico ottimale e delle sue regolazioni.

Sebbene tale seconda rilevazione possa essere già sufficiente allo specialista per comprendere la validità funzionale del dispositivo ortetico scelto e delle regolazioni attuate, preferibilmente essa può essere vantaggiosamente confrontata con profili di colonna vertebrale di tipo “standard” o “fisiologici” rintracciabili, ad esempio, in letteratura medica.

In altri termini, tale confronto può permettere allo specialista di capire se la scelta del dispositivo ortetico e la sua successiva prima regolazione:

- siano già idonei e compatibili al riallineamento della colonna vertebrale verso profili “accettabili” (con riferimento alle caratteristiche anatomiche e fisiche del paziente) e/o fisiologici, o se invece

- siano richieste ulteriori successive regolazioni del dispositivo ortetico fino al raggiungimento di detto profilo ottimale o fisiologico, o se - sia necessario scegliere o riprogettare un nuovo dispositivo ortetico (ad es., un busto) più adatto alla patologia ed alle caratteristiche posturali del paziente.

Naturalmente, nel caso in cui fossero necessarie più regolazioni in sequenza, al termine di ciascuna di essa il sistema sensorizzato 1 dell’invenzione procederà alla rilevazione e rielaborazione digitale del profilo di volta in volta raggiunto dalla colonna vertebrale ed al suo confronto con il precedente e/o con i suddetti profili standard o fisiologici.

Detti ulteriori confronti possono permettere di valutare e memorizzare nel dispositivo remoto di elaborazione e gestione dati l’entità e la “progressività” delle regolazioni effettuate; lo specialista può avere così a disposizione uno storico delle regolazioni effettuate e sulla base di tali informazioni valutare, in tempo reale, l’esigenza di ulteriori correzioni e capirne l’entità necessaria a raggiungere quei valori di tensione e spinta che il dispositivo ortetico dovrebbe esercitare sulla colonna vertebrale del paziente al fine di ripristinarne una piena o accettabile funzionalità.

Ciò può essere d’ulteriore aiuto per comprendere l’efficacia del dispositivo ortetico scelto o se occorre sostituirlo con uno più adatto e performante.

Sulla base di tali confronti, il dispositivo di elaborazione dati in dotazione allo specialista, è in grado di generare dei feedback, preferibilmente sotto forma di immagini, tabelle, messaggi di testo o file audio ecc., che possono mostrare quanto rilevato ed analizzato e suggerire pertanto dette eventuali ulteriori correzioni da apportare al busto.

Con il sistema 1 dell’invenzione, pertanto, lo specialista non applica più la tensione e le spinte che ritiene arbitrariamente necessarie al trattamento di una certa patologia vertebrale, bensì quelle giuste, ottimali e risolutive.

La tensione e le spinte trasmesse dal dispositivo ortetico al torso del paziente vengono pertanto scelte sulla base di dati oggettivi, ricavati dall’analisi in tempo reale del profilo della colonna vertebrale, ovvero all’atto dell’applicazione del dispositivo stesso e delle sue eventuali ulteriori registrazioni e correzioni.

Come anticipato, detti dati oggettivi consistono preferibilmente nelle coordinate spaziali dei marcatori M apposti in una pluralità di punti di repere anatomici della colonna vertebrale di un paziente e della loro variazione in funzione delle correzioni e regolazioni impresse alla colonna vertebrale da un dispositivo ortetico.

Inoltre, per valutazione o analisi in “tempo reale” è da intendersi la possibilità di conoscere il profilo della colonna vertebrale monitorata immediatamente al termine dell’applicazione del dispositivo ortetico e/o delle sue successive regolazioni, nonché durante l’attuazione di dette regolazioni.

Scendendo più in dettaglio nell’invenzione, secondo una possibile forma esecutiva, detti marcatori M possono essere di tipo magnetico e/o elettromagnetico e/o elettronico, in grado cioè di creare campi magnetici rilevabili da appositi mezzi sensori 4 dello strumento di rilevazione 2, anche con busto ortopedico indossato dal paziente.

Come più volte anticipato, detti marcatori M sono posizionati direttamente sulla pelle del paziente lungo la sua colonna vertebrale ed in corrispondenza di specifici punti di repere anatomici (selezionati dallo specialista in base alla sua esperienza e/o seguendo il protocollo di posizionamento più adeguato o già noti in dottrina medica).

Con più precisione, secondo un modo preferito, due marcatori M, detti di “riferimento MR”, possono essere posizionati in corrispondenza di due punti di repere anatomici “fissi” coincidenti rispettivamente con le vertebre C7 e sacrale che definiscono le estremità superiore ed inferiore della colonna, mentre altri marcatori M, detti di “controllo” MC, possono essere posizionati, in numero variabile, sugli apici della colonna vertebrale (ad es., in caso di scoliosi) ovvero, più in generale, sui processi spinosi ritenuti dallo specialista importanti da monitorare.

Sebbene ridondante alla luce delle caratteristiche del sistema 1 dell’invenzione, possono essere applicati tanti marcatori M quante sono le vertebre che compongono la colonna vertebrale dell’individuo, con eventuali limitazioni dipendenti solo dai loro ingombri e spazi fisici occupati e/o anche dalla capacità di risoluzione spaziale del sistema di rilevazione 2 di detti marcatori M.

Preferibilmente, detti marcatori M sono posizionati in numero sufficiente a rilevare e costruire in modo accurato il profilo della colonna vertebrale in esame.

Alla rilevazione di detti marcatori M corrisponde pertanto l’esatta rilevazione dei punti di repere anatomici sulla schiena del paziente, in particolare delle loro coordinate spaziali x-y-z e la conseguente ricostruzione, in digitale, del profilo della sua colonna vertebrale.

A titolo di esempio non limitativo, detti marcatori o tag M possono consistere in dischetti M1 magnetici, eventualmente collocabili all’interno di un tradizionale cerotto M2 o dotati essi stessi di superfici adesive.

Una prima possibile tecnologia utilizzabile per la rilevazione della posizione di detti marcatori M, MR, MC è mostrata nelle figg. da 2 a 4, allegate alla presente trattazione.

Senza alcun intento limitativo, detto sistema di rilevazione 2 dell’invenzione può comprendere una pluralità di mezzi di rilevazione 4, preferibilmente mezzi sensori 4, atti a individuare i marcatori M, ad esempio attraverso l’analisi del loro campo magnetico.

A tale scopo, detti mezzi sensori 4 sono suscettibili di spostarsi su di un piano sostanzialmente parallelo alla schiena del paziente P da monitorare e/o in direzione sostanzialmente ortogonale ad essa.

Più precisamente, detti sensori 4 possono spostarsi in direzione verticale, orizzontale ed in profondità rispetto alla schiena del paziente P (dove per profondità è da intendersi un loro avvicinamento/allontanamento alla/dalla schiena stessa).

In altri termini, i mezzi sensori 4 sono opportunamente movimentabili sui tre assi x-y-z dello spazio per raggiungere e realizzare un sostanziale allineamento con detti marcatori M, rendendone possibile la rilevazione.

Da qui in poi per “allineamento” tra mezzi sensori 4 e marcatori M è pertanto da intendersi ogni loro reciproca posizione che assicura il preciso e certo rilevamento del segnale generato, preferibilmente di tipo “magnetico”, dal marcatore M.

Secondo l’invenzione, il raggiungimento dell’allineamento tra sensore 4 e marcatore M, e la sua conseguente rilevazione, può essere segnalato, ad esempio, da avvisi di tipo sonoro o luminoso emessi da appositi dispositivi acustici o luminosi (quali altoparlanti, LED o simili) integrati al sistema di rilevazione 2 dell’invenzione o, in alternativa, verificabile in tempo reale attraverso apposite interfacce grafiche e/o noti programmi di visualizzazione del dispositivo remoto di elaborazione dati.

Nulla vieta inoltre che l’allineamento tra sensori 4 e marcatori M possa essere segnalato da dispositivi vibranti.

Trasduttori di posizione 6 (lineare o angolare), o encoders, cooperanti con detti mezzi sensori 4 ed attivabili al momento del suddetto allineamento, permettono invece di associare ad ogni marcatore M rilevato le proprie coordinate spaziale.

Detti trasduttori 6 possono essere installati in corrispondenza del mezzo sensore 4 e/o dei corrispondenti mezzi di azionamento manuale (ad es., quelli che più avanti nella trattazione e con riferimento a particolari varianti costruttive dell’invenzione verranno definiti “traverse” e/o “cursori”) o motorizzato (ad es., all’interno di un motore passo-passo o simile per la movimentazione automatica di dette “traverse” e/o “cursori”).

Noti protocolli di comunicazione (Bluetooth ®, Wi-Fi o simili) permettono la trasmissione di questi dati al dispositivo di elaborazione remoto (e viceversa) dove possono essere memorizzati e trattati da software dedicati alla ricostruzione digitale del profilo della colonna vertebrale.

Detto dispositivo remoto di elaborazione dati può consistere in personal computer, notebook o qualsiasi altro dispositivo multimediale dotato di microprocessore e mezzi di memoria idonei per:

- la ricezione e memorizzazione dei dati rilevati e trasmessi dal sistema di rilevazione 2 dell’invenzione,

- il caricamento e funzionamento almeno del software per l’elaborazione e gestione di detti dati,

- la generazione e visualizzazione di quei feedback ed avvisi identificativi di quanto rilevato e/o analizzato.

Nulla vieta naturalmente la possibilità di impiegare per lo stesso scopo dispositivi portatili quali smartphone o tablet già in dotazione allo specialista ed eventualmente dotati di apposite App per l’acquisizione, elaborazione ed interpretazione dei dati sulla posizione dei marcatori M.

Secondo una possibile forma esecutiva e senza alcun intento limitativo, l’acquisizione e trasmissione dati sopra descritta ancora in forma generale può essere conseguito con il sistema di rilevazione 2 mostrato nelle figg. da 1 a 4 allegate alla presente trattazione e definibile del tipo “a pantografo”.

Detto possibile sistema di rilevazione 2 comprende almeno:

- un telaio 3,

- detti mezzi sensori 4 di rilevamento dei marcatori M ed i relativi trasduttori di posizione 6,

- mezzi d’acquisizione per la raccolta dei suddetti dati (come visto, coordinate spaziali) associati e rappresentativi dei marcatori M rilevati, ad esempio schede di acquisizione e trasferimento verso i detti dispositivi remoti,

Detto telaio 3 è realizzato in modo da essere installato su di una pedana 5, eventualmente delimitata da apposite balaustre o sostegni di ausilio 50, dove il paziente P verrà esaminato e può comprendere una coppia di montanti verticali 30, tra loro paralleli.

Detti montanti 30 possono essere telescopici per regolarne l’altezza e rendere il sistema di rilevazione 2 dell’invenzione compatibile con pazienti P di qualsiasi statura.

Detti montanti 30 sorreggono almeno una traversa orizzontale 31 sulla quale sono installati e cooperano detti mezzi sensori 4.

Detta almeno una traversa 31 può essere traslata verticalmente (asse Y) lungo detti montanti 30.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, possono essere previste almeno due traverse 310, dette “di riferimento”, posizionate ed operanti in corrispondenza della zona sommitale e mediana del telaio 3 ed almeno una traversa intermedia 311, detta “tastatrice 311”.

Detta almeno una traversa tastatrice 311 è pertanto interposta tra dette almeno due traverse di riferimento 310.

Per zona mediana del telaio 3 è da intendersi quella localizzata in prossimità del bacino di un paziente P, quando posizionatosi sulla pedana 5.

Più precisamente, le traverse di “riferimento 310 possono essere traslate verticalmente per individuare quei marcatori di riferimento MR posti in corrispondenza delle vertebre C7 e sacrale e per fissare di conseguenza le estremità della colonna vertebrale da analizzare mentre l’almeno una traversa tastatrice 311 è movibile tra queste per ricercare e rilevare gli altri marcatori di controllo MC applicati sulla schiena del paziente P.

Nulla vieta naturalmente la possibilità di prevedere tante traverse tastatrici 311 quanti sono i marcatori di controllo MC da rilevare.

Come anticipato, è ulteriormente previsto che detti mezzi sensori 4 siano preferibilmente integrati ad un cursore mobile 40 (si vedano ad es., le figg. 2, 5, 6 e 7) suscettibile di spostarsi e muoversi:

- orizzontalmente (asse X) lungo ciascuna traversa 31, 310, 311, e - in profondità (asse Z) verso la schiena del paziente P da monitorare, cioè su di un piano ortogonale alla colonna vertebrale (o per equivalenza, ortogonalmente alle traverse stesse).

In altri termini, la combinazione dei movimenti delle traverse orizzontali 31, 310, 311 e dei relativi cursori mobili 40 consente, come anticipato, di spostare i mezzi sensori 4 sui tre assi x-y-z dello spazio così da individuare tutte le deformazioni o disallineamenti della colonna vertebrale di un individuo, sia sul piano coronale che sagittale.

Dettagli delle traverse 31, 310, 311 e di detti cursori 40 sono mostrate nelle figg. 5a-5c-5c, 6a-6b-6c, 7a-7b-7c.

Più precisamente, senza alcun intento limitativo, in fig. 5a-5c e 6a-6c sono illustrate rispettivamente le traverse di riferimento 310 superiore ed inferiore mentre la fig. 7a-7c rappresenta la traversa mobile tastatrice 311; naturalmente nulla vieta che dette traverse possano essere reciprocamente scambiate di posizione.

Ciascun mezzo sensore 4 è pertanto installato in corrispondenza dell’estremità libera di una barra 41, detta per analogia “tastatrice”, opportunamente vincolata al cursore mobile 40 ed ortogonale alla traversa 31, 310, 311, “proiettata” verso la schiena del paziente P da monitorare.

Mentre detto cursore 40, come visto, è suscettibile di traslare orizzontalmente lungo ciascuna traversa 31, 310, 311, la barra tastatrice 41 è invece dotata di dispositivi tastatori, ad es. “a stantuffo”, 42 che ne consente l’allungamento e l’accorciamento ed il conseguente avvicinamento o allontanamento dei mezzi sensori 4 alla/dalla schiena del paziente; è così possibile seguire con precisione il profilo della schiena anche sul piano sagittale e ricercare e rilevare i detti marcatori M.

Senza alcun intento limitativo, nelle figg. allegate alla presente trattazione detti dispositivi a stantuffo 42 sono mostrati sotto forma di cilindri a soffietto ma nulla vieta la possibilità di prevedere meccanismi tecnicamente equivalenti quali mezzi elastici (ad es., impieganti molle con opportuni precarichi), pistoncini pneumatici a gas, oleodinamici, dispositivi telescopici ecc.

Manopole di manovra 43 permettono di movimentare cursore mobile 40 e relativa barra tastatrice 41 nei modi descritti e ritenuti più opportuni.

Preferibilmente, la traslazione verticale di detti sensori 4 è invece assicurata prevedendo in corrispondenza delle opposte estremità laterali di ciascuna traversa 310, 311 una coppia di blocchetti 312 di scorrimento lungo i montanti 30 del telaio 3 del sistema di rilevazione 2 dell’invenzione.

Sia detti blocchetti 312 sia il cursore mobile 40 sopra descritto possono consistere in manicotti dotati di foro passante 314, 401 per il loro inserimento e scorrimento, rispettivamente, lungo detti montanti 30 e dette traverse 31, 310, 311.

Mezzi di blocco 313, 402 manuale o automatico permettono inoltre di “fissare” la loro posizione lungo detti montanti 30 e traverse 31, 310, 311, detta posizione essendo quella che assicura il sostanziale allineamento tra il mezzo sensore 4 ed il marcatore M e, di conseguenza, la sua rilevazione.

A detti blocchetti 312 possono essere vincolati in modo noto quei trasduttori 6 per la rilevazione delle coordinate spaziali di ciascuna marcatore M rilevato, mentre su uno o più di detti cursori mobili 40 possono essere installate dette schede di acquisizione e trasmissione dei dati rilevati.

Dette traverse 31, 310, 311 possono comprendere eventuali carter 8 di appoggio e protezione dotati di asole 80 che possono definire la corsa massima dei cursori mobili 40 e dei relativi mezzi sensori 4 (si veda, ad es., fig.6).

Riassumendo, l’allineamento tra sensori 4 e marcatori M che rende possibile la rilevazione della loro posizione è raggiungibile spostando le traverse 31, 310, 311 verticalmente lungo i montanti 30 del telaio 3 e i relativi cursori mobili 40 orizzontalmente lungo detto traverse 31, 310, 311 e muovendo la loro barra tastatrice 41 ortogonalmente alla schiena del paziente.

Secondo una possibile variante esecutiva dell’invenzione, l’identificazione di ciascun marcatore M apposto lungo la colonna vertebrale di un paziente P e della sua posizione può essere ottenuta attraverso l’alternativo sistema di rilevazione 2 illustrato schematicamente in fig.9.

In sostituzione alle traverse 31, 310, 311 e relativi cursori mobili 40 precedentemente descritti, tale sistema può prevedere l’impiego di una matrice 2 di sensori 4, ovvero una distribuzione regolare di una pluralità di sensori 4 di rilevamento marcatori M installati su di un supporto lastriforme 7.

Detto supporto lastriforme 7 può consistere in una lavagnetta o tavoletta sensorizzata manovrabile manualmente dallo specialista o, in alternativa, installabile in un telaio del tutto simile a quello descritto con riferimento alla variante di sistema di rilevazione a pantografo.

In generale, detta matrice 2 di sensori è del tipo manovrabile per consentirne uno spostamento rispetto alla schiena del paziente P sia sul piano coronale (cioè verticalmente ed orizzontalmente rispetto alla colonna vertebrale) sia sul piano sagittale (cioè in avvicinamento e/o allontanamento alla/dalla stessa) così da assicurare l’accurata e precisa rilevazione della posizione dei marcatori M, preferibilmente di tipo magnetico e/o elettronici.

Preferibilmente, ciascun sensore 4 di detta matrice 2 è in grado di rilevare per ogni marcatore M il relativo campo magnetico, ad esempio la densità e/o intensità del flusso magnetico sui tre componenti spaziali, e di inviare detti dati direttamente al dispositivo remoto di elaborazione.

Più precisamente, ciascun sensore 4 della matrice 2 rileva per uno stesso marcatore M differenti valori di campo magnetico a seconda della sua distanza e posizione relativa; da questa pluralità di dati rappresentativi di ogni marcatore M, appositi software del dispositivo remoto di elaborazione ne determina l’esatta collocazione lungo la colonna vertebrale, ricostruendone digitalmente il profilo.

E’ chiaro infine che numerose ulteriori varianti del trovato sopra descritto sono possibili all’uomo del ramo, senza per questo uscire dagli ambiti di novità insiti nell’idea inventiva, così come è chiaro che nella pratica attuazione dell’invenzione i vari componenti in precedenza descritti potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti

In conclusione, è evidente come con il “sistema 1 per il controllo della regolazione di un dispositivo ortetico, preferibilmente un busto ortopedico” dell’invenzione si raggiungono gli scopi prefissati, in particolare quello di verificare e controllare in tempo reale il corretto allineamento e curvatura della colonna vertebrale di un individuo a seguito dell’applicazione di un busto o corsetto di correzione o simili dispositivi ortetici.

Il sistema 1 sensorizzato dell’invenzione permette pertanto di semplificare il processo di applicazione, regolazione e registrazione del dispositivo ortetico sulla base delle caratteristiche anatomiche dell’individuo e della sua patologia vertebrale, fornendo agli specialisti informazioni oggettive in tempo reale.

In particolare, scelto il dispositivo ortetico (busto) ritenuto più idoneo alla correzione della patologia a carico della colonna vertebrale riscontrata in fase di diagnosi, ogni successiva regolazione è individuabile ed apprezzabile in tempo reale ed in funzione delle caratteristiche anatomiche e posturali del paziente valutabili al momento della rilevazione.

Il sistema sensorizzato 1 dell’invenzione vuole essere una integrazione dei metodi già impiegati per la scelta e la registrazione di un dispositivo ortetico in funzione della patologia vertebrale o scheletrica rilevata, ad esempio impieganti le ben note tecniche radiografiche, o sostituirsi totalmente ad essi.

In tale ultimo caso, appaiono ancora più evidenti i vantaggi conseguibili dal monitoraggio in tempo reale delle operazioni di vestizione e regolazione di un dispositivo ortetico poste in essere dal sistema dell’invenzione. Ad esempio, non risulterebbe più necessario sottoporre il paziente a frequenti radiografie in sequenza eliminando tutte le conseguenti problematiche di tipo logistico (spostamento verso centri radiografici) e, soprattutto, di salute; è noto infatti come la tecnica radiografica, benché particolarmente efficiente, sottoponga il paziente a pericolose radiazioni. Inoltre, il sistema 1 dell’invenzione necessità di uno spazio d’installazione ridotto e può essere vantaggiosamente previsto in uno studio medico o qualsiasi ambulatorio predisposto per il controllo e la correzione di patologie a livello della colonna vertebrale. Nel medesimo studio medico o ambulatorio è pertanto possibile sia individuare la patologia vertebrale sia eseguire le successive operazioni di scelta e regolazione del dispositivo ortetico.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI Riv. 1 Sistema di controllo (1) della regolazione di un dispositivo ortetico indossato da un paziente (P) per la correzione di patologie affliggenti la sua colonna vertebrale, in particolare per la correzione di anomalie del profilo di detta colonna vertebrale caratterizzato dal fatto di comprendere almeno: - una pluralità di marcatori (M; MR, MC) applicati in specifici punti di repere anatomico di detta colonna vertebrale e suscettibili di emettere un segnale di identificazione rilevabile da uno strumento di rilevazione (2), - detto strumento di rilevazione (2) dei segnali emessi da detti marcatori (M; MR, MC) comprendente una pluralità di: - mezzi sensori (4) per il rilevamento di detti marcatori (M; MR, MC), - relativi trasduttori di posizione (6) per l’individuazione delle coordinate spaziali di detti marcatori (M; MR, MC) - mezzi di acquisizione ed elaborazione dei dati rilevati ed acquisiti da detto strumento di rilevazione (2) detti dati acquisiti: - consistendo preferibilmente nelle coordinate spaziali di detti marcatori (M; MR, MC), - permettendo di ricostruire digitalmente il profilo della colonna vertebrale prima e/o dopo l’applicazione di detto dispositivo ortetico a detto paziente (P) e sue eventuali successive regolazioni. Riv.
2. 2 Sistema di controllo (1) secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che detti marcatori (M; MR, MC) sono del tipo rilevabili da detto strumento di rilevazione (2) anche con detto dispositivo ortetico indossato da detto paziente (P), detti marcatori (M; MR, MC) essendo di tipo magnetico e/o elettronico. Riv.
3. 3 Sistema di controllo (1) secondo la rivendicazione 1 e/o 2 caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno due marcatori di “riferimento” (MR) posizionati rispettivamente in corrispondenza delle estremità superiore ed inferiore di detta colonna vertebrale, - uno o più marcatori di “controllo” (MC) in posizione intermedia a detti marcatori di “riferimento” (MR). Riv.
4. 4 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti marcatori (M; MR, MC) possono consistere in dischetti magnetici o elettronici (M1) comprendenti almeno una superficie adesiva per l’applicazione su detti punti di repere. Riv.
5. 5 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che i detti mezzi sensori (4) di detto strumento di rilevazione (2) di detti marcatori (M; MR, MC) sono del tipo movimentabili sui tre assi x-y-z dello spazio, detta combinazione di movimenti permettendo di raggiungere un sostanziale allineamento tra detti mezzi sensori (4) e detti marcatori (M; MR, MC) e la loro conseguente rilevazione. Riv.
6. 6 Sistema di controllo (1) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (4): - cooperano con almeno una traversa orizzontale (31; 310, 311) mobile verticalmente lungo una coppia di montanti (30) di un telaio (3) di detto strumento di rilevazione (2), - sono integrati ad almeno un apposito cursore mobile (40) di detta almeno una traversa (31; 310, 311), detto almeno un cursore mobile (40) essendo suscettibile di traslare orizzontalmente lungo detta almeno una traversa (31; 310, 311), - sono installati in corrispondenza di una estremità libera di una barra tastatrice (41, 42) di detto almeno un cursore mobile (40), detta barra tastatrice (41, 42): - essendo ortogonale a detta almeno una traversa (31; 310, 311), - comprendendo dispositivi (42) atti allo spostamento di detti mezzi sensori (4) su di un piano ortogonale alla colonna vertebrale del detto paziente (P). Riv.
7. 7 Sistema di controllo (1) secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che detti dispositivi (42) sono dispositivi tastatori quali cilindri a soffietto, pistoncini pneumatici, oleodinamici, mezzi elastici a molla o simili. Riv.
8. 8 Sistema di controllo (1) secondo una o più rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che dette almeno una traversa (31; 310, 311) comprende in corrispondenza delle sue opposte estremità laterali blocchetti (312) di scorrimento lungo detti montanti (30) di detto telaio (3) del sistema di rilevazione (2), detti blocchetti (312) e detto almeno un cursore mobile (40) consistendo in un manicotto scorrevole. Riv.
9. 9 Sistema di controllo (1) secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che detti blocchetti (312) di detta almeno una traversa (31; 310, 311) e detto almeno un cursore mobile (40) comprendono mezzi di blocco (312; 402). Riv.
10. 10 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto strumento di rilevazione (2) comprende almeno due traverse di “riferimento” (310) posizionate ed operanti preferibilmente in corrispondenza della zona sommitale e mediana di detto telaio (3) ed almeno una traversa “tastatrice” (311) tra esse interposta. Riv.
11. 11 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere dispositivi di avviso, preferibilmente sonoro e/o luminoso e/o vibranti, per la segnalazione del detto allineamento tra detti mezzi sensori (4) e suddetti marcatori (M; MR, MC). Riv.
12. 12 Sistema di controllo (1) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (4) definiscono una matrice di sensori (2), detta matrice (2): - comprendendo una distribuzione regolare sensori (4) su supporto lastriforme sensorizzato (7), ciascun sensore essendo suscettibile di rilevare per ogni marcatore (M; MR, MC) la densità del flusso magnetico sui tre componenti spaziali, - essendo manovrabile manualmente e/o installabile in un telaio (3) di detto strumento di rilevazione (2). Riv.
13. 13 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti trasduttori (6) possono essere installati in corrispondenza di detti mezzi sensori 4 e/o dei relativi mezzi di azionamento manuale o motorizzato, detti trasduttori (6) potendo consistere in trasduttori lineari di posizione. Riv.
14. 14 Sistema di controllo (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che - detti mezzi di acquisizione di detti dati rilevati da detto strumento di rilevazione (2) possono consistere in schede d’acquisizione dati, - detti dispositivi remoti di elaborazione dati possono consistere in dispositivi multimediali dotati di microprocessore e mezzi di memoria, quali personal computer, notebook, smartphone e/o tablet. Riv.
15. 15 Sistema di controllo (1) secondo almeno la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che: - la trasmissione dati tra detti mezzi di acquisizione dati e detti dispositivi remoti di elaborazione è assicurata da protocolli di comunicazione quali Bluetooth ®, Wi-Fi o simili - l’elaborazione di detti dati rilevati affidata a software di elaborazione suscettibili di ricostruire il profilo della colonna vertebrale del paziente (P) e/o di generare feedback, quali immagini, tabelle, messaggi di testo e/o file audio identificativi di quanto rilevato e/ delle regolazione effettuate o da effettuare sul suddetto dispositivo ortetico. Riv.
16. 16 Metodo per la regolazione di un dispositivo ortetico indossato da un paziente (P) per la correzione di patologie affliggenti la sua colonna vertebrale, in particolare per la correzione di anomalie del profilo di detta colonna vertebrale caratterizzato dal fatto di comprendere almeno le seguenti fasi di: - posizionare in specifici punti di repere anatomico di detta colonna vertebrale una pluralità di marcatori (M; MR, MC), - rilevare la posizione di detti marcatori (M; MR, MC) prima e/o almeno una volta dopo l’applicazione di detto dispositivo ortetico su detto paziente (P) - elaborare i dati rilevati e rappresentativi delle posizioni di detti marcatori (M; MR, MC) per la ricostruzione digitale di un profilo di detta colonna vertebrale prima e/o dopo l’applicazione del dispositivo ortetico su detto paziente (P), - sulla base di dette una o più rilevazioni e/o loro confronto, apportare eventuali correzioni e regolazioni su detto dispositivo ortetico fino al raggiungimento di un profilo “standard” e/o “medicalmente accettabile” e/o “fisiologico”, ad ogni ulteriore correzione e regolazione del dispositivo ortetico potendo corrispondere una ulteriore rilevazione della nuova posizione assunta da detti marcatori (M; MR, MC).