IT202000027636A1 - Dispositivo d'assistenza motoria ottimizzato e relativo metodo - Google Patents
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Description
Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:
?DISPOSITIVO D?ASSISTENZA MOTORIA OTTIMIZZATO E RELATIVO METODO.?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo d?assistenza motoria ottimizzato, in particolare un dispositivo d?ausilio alla deambulazione per pazienti geriatrici.
Inoltre la presente invenzione si riferisce ad un metodo di gestione di un?esperienza di deambulazione mediante un dispositivo d?assistenza motoria ottimizzato.
Sono noti alla tecnica dispositivi per la mobilit? assistita, compresi i deambulatori, come mezzi utili per ridurre gli svantaggi dei limiti di mobilit? subiti da molte persone, consentendo una deambulazione pi? efficiente e quindi una maggiore indipendenza. Sebbene gli utenti di dispositivi di mobilit? rappresentino una minoranza relativamente piccola della popolazione con disabilit?, la popolazione con mobilit? ridotta sta aumentando molto pi? velocemente della popolazione generale di conseguenza, c'? stata a lungo una domanda crescente in tutto il mondo di dispositivi di assistenza alla mobilit? per migliorare la deambulazione per un numero in rapida crescita di persone con mobilit? ridotta.
La mobilit? e la semplicit? d?uso dei deambulatori sono fondamentali per vivere in modo indipendente e sono spesso fortemente associate alla capacit? di continuare a vivere in sicurezza nella propria casa.
Sono noti alla tecnica deambulatori e deambulatori su ruote che possono aiutare una persona con disabilit? che ha la resistenza e la forza per camminare, ma molti pazienti hanno anche bisogno di supporto e feedback per evitare eventuali perdite di equilibrio. In particolare in presenza di patologie invalidanti per l'apparato psicomotorio come nei pazienti geriatrici o con difficolt? di deambulazione e/o cognitive, ? in generale consigliato il ricorso a strumentazioni di ausilio alla deambulazione che siano in grado di favorire la conservazione delle funzioni residue del paziente, stimolando in particolare sia la sfera motoria sia quella cognitiva. In questi casi la prassi clinica prevalente ? il ricorso all'utilizzo di deambulatori in luogo di carrozzine sebbene questo tipo di scelta comporti alcune sostanziali differenze di organizzazione del trattamento sanitario quotidiano e a lungo termine. I noti deambulatori presentano una serie di svantaggi in particolare: indurre nel paziente una postura curva o inclinata in avanti e un'andatura zoppicante; difficolt? nell?utilizzo del deambulatore su un terreno irregolare; rischio di caduta e di ribaltamento a causa di ostacoli presenti sul percorso.
Altres? ? noto un deambulatore, come descritto nel brevetto US8540256 dotato di un supporto per l?avambraccio del paziente per facilitare la postura, l?andatura, e il comfort del paziente; tuttavia, tale supporto comporta un aggiunta di peso corporeo, influendo sulla stabilit?, sulla frenata e sulla manovrabilit? del deambulatore, aumentando l?instabilit? laterale e longitudinale caratteristica della maggior parte dei deambulatori noti, in particolare su terreni irregolari , o dotati di ostacoli, quali oggetti, persone, ecc?. Invece di proporre soluzioni per risolvere o ridurre l?instabilit? di tali deambulatori noti, i professionisti del settore offrono vari veicoli a motore per facilitare il carico di alcuni dispositivi di assistenza con peso e stabilit? sufficienti per la sicurezza dell'paziente. Ad esempio, il brevetto US8794252 descrive un sistema per la mobilit? con una fonte di alimentazione integrata e quattro ruote in modo che un paziente possa stare in piedi su di esso e guidarlo come un dispositivo di mobilit? elettrica, o disabilitarlo e usarlo come un deambulatore passivo; altres? il brevetto US8234009 descrive un apparato mobile autonomo che si muove contemporaneamente al deambulatore che rileva e valuta l'ambiente circostante per valutare il livello di pericolo dell?ambiente circostante. Tuttavia, tali dispositivi sono classificati come dispositivi alternativi e non rappresentano miglioramenti ai dispositivi di assistenza di deambulazione preferiti dai pazienti perch? conferiscono loro indipendenza e autonomia, senza privarli completamente della mobilit? autonoma.
Il mercato di questi ausili ? attualmente ancora focalizzato sui dispositivi di tipo sedia a rotelle, anche con miglioramenti tecnologici di rilievo, ma con una permanente trascuratezza dei dispositivi di tipo deambulatore ed al loro miglioramento tecnologico.
Il deambulatore, in confronto alla sedia a rotelle, consente maggiori libert? ed autonomia del paziente, ma questa caratteristica pu? rivelarsi talvolta controproducente, allorquando si traduce in inferiore vigilanza da parte di familiari e personale sanitario, ed in particolare ancor di pi? nella misura in cui induce il paziente di muoversi con maggior facilit? nel suo ambiente di permanenza incontrando maggiori pericoli per la sua incolumit?.
Tali pazienti sono collocati sovente in situazioni ambientali complesse, poich? in generale non si tratta di strutture ospedaliere o ambienti debitamente organizzati per questa specifica funzione clinica, ma o normali ambienti domestici che possono da un lato favorire il benessere del paziente da un altro offrire una pluralit? di difficolt? e di ostacoli alla deambulazione del paziente, o strutture ed alloggi per anziani con elevata variet? di spazi, diverse destinazioni d'uso dei locali e possibilit? di accesso all'ambiente esterno incidendo sulla difficolta e pericolosit? della deambulazione.
La pericolosit? della deambulazione stessa, con aumentato rischio di cadute o altri eventi critici che richiedano l'intervento di personale sanitario, ? aggravata in contesti nei quali la vigilanza su questa tipologia di pazienti ? ridotta e pu? tradursi in una tardiva evidenziazione dell'evento critico.
Sono pertanto noti un deambulatore su ruote come descritto nel brevetto US201725866 avente sensori per produrre un segnale di rilevamento di ostacoli, un processore di segnale per produrre un avviso per il paziente per la presenza di ostacoli, e almeno un motore cinetico accoppiato al processore disposto sulla parte superiore del corpo per produrre una sensazione tattile nel paziente in risposta al segnale di avviso del paziente; ed altres? noto un deambulatore come descritto nel brevetto EP3561452 composto da una CPU predisposta con tecnologia artificiale IoT per supportare il paziente mediante il suo utilizzo.
E? evidente come i noti deambulatori dimostrano che esiste una continua necessit? di soluzioni migliorative volta a garantire al paziente un esperienza di deambulazione ottimale e sicura e come tali dispositivi noti contribuiscono al miglioramento della deambulazione del paziente ma non permettono di raccogliere e fornire in tempo reale al paziente dati sull?ambiente circostante e sullo stato di salute del paziente durante la sua esperienza di deambulazione, permettendo contemporaneamente al responsabile sanitario o familiare di poter intervenire nel caso di una situazione critica.
Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo d?assistenza motoria ottimizzato.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo d?assistenza motoria ottimizzato in grado di fornire ad un paziente un esperienza di deambulazione ottimale e sicura.
Un ulteriore scopo ? quello di fornire un dispositivo d?assistenza motoria in grado di fornire in tempo reale al paziente dati sull?ambiente circostante e sullo stato di salute del paziente durante la sua esperienza di deambulazione.
Un ultimo scopo ? quello di fornire un metodo di gestione dell?esperienza di deambulazione del paziente.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo d?assistenza motoria ottimizzato come quello descritto nella rivendicazione 1. Inoltre i suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un metodo di gestione come descritto nella rivendicazione 6.
Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la FIG. 1 mostra una vista in sezione di una realizzazione preferita del dispositivo secondo la presente invenzione; e
- la FIG. 2 mostra uno schema a blocchi del metodo di gestione del dispositivo secondo la presente invenzione.
Facendo riferimento alla FIG. 1 un dispositivo 1 d?assistenza motoria ottimizzato progettato per permettere ad un paziente 10 un?esperienza di deambulazione ottimale e sicura anche in ambienti complessi dotati di una pluralit? di ostacoli fisici 15, quali scalini, viali carrabili, giardini, suolo disconnesso, persone, oggetti, ecc?, ? vantaggiosamente, secondo la presente invenzione, dotato di:
- un telaio 2 progettato per fornire la struttura portante del dispositivo 1;
- almeno un?unit? centrale 7 di elaborazione e calcolo disposta internamente ad un mezzo contenitore 5 integrato centralmente nel telaio 2, progettata per raccogliere ed elaborare informazioni relativamente all?ambiente predisposto all?esperienza di deambulazione del paziente 10, e contemporaneamente sullo stato di salute del paziente 10, e altres? dotata di almeno un giroscopio 7a, quale ad esempio, un giroscopio normale, a velocit? integrata , o a frequenza, progettato per rilevare eventuali inclinazioni ed urti del dispositivo 1;
- almeno una videocamera 9 disposta sulla superficie anteriore del mezzo contenitore 5 e progettata mediante un algoritmo di rilevazione per effettuare una rilevazione della pluralit? di ostacoli fisici 15 nell?ambiente in cui ? disposto il dispositivo 1; - una pluralit? di sensori 8, vantaggiosamente sensori di prossimit? ad infrarossi e/o ultrasuoni, integrati nel telaio 2 del dispositivo 1 e progettati per rilevare la distanza della pluralit? di ostacoli fisici 15 individuati dalla videocamera 9, e supportare l?unit? centrale 7 nell?elaborazione delle immagini acquisite dalla videocamera 9 mediante l?algoritmo di rilevazione;
- almeno un?interfaccia audio-video 6, quale ad esempio, un monitor, o un touchscreen, o altro analogo, disposto sul telaio 2 frontalmente al paziente 10 progettato per fornire al paziente 10 in tempo reale informazioni visive o audio sul suo stato di salute, sulla sua esperienza di deambulazione, su eventuali difficolt? di avanzamento su suolo sconnesso, pericoli di caduta oggetti, spazi ridotti, ecc? e per fornire azioni informative di intrattenimento quali, lettura, ascolto musicale, tele chiamata, intrattenendo il paziente 10 e contribuendo a tracciare lo stato di vigilanza e l?attivit? psicomotoria del paziente 10. - tre o pi? ruote 3 piroettanti connesse con le tre o pi? estremit? inferiori del telaio 2 e dotate di una pluralit? di celle di carico 11 progettate per misurare gli sforzi meccanici di compressione e trazione impressi dal paziente 10 sul dispositivo 1, in particolare mediante una trasduzione di un valore di deformazione indotta dalla forza applicata dal paziente 10 sul dispositivo 1 in un valore di segnale elettrico, ed una lettura di tale valore di segnale elettrico;
- almeno un manubrio 4 progettato per fornire un sostegno al paziente 10, aumentando la manovrabilit? del dispositivo 1, connesso con l?estremit? superiore del telaio 2 e dotato di almeno un sensore 12 progettato per rilevare i parametri fisici e vitali del paziente 10, quale il battito cardiaco, la frequenza cardiaca o altro analogo, e per rilevare l?eventuale rilascio del manubrio 4 da parte del paziente 10, permettendo in tempo reale di segnalare ad un operatore 20 sanitario o familiare una situazione di emergenza o di pericolo per il paziente 10; ed eventualmente
- almeno un freno elettromeccanico disposto sulle tre o pi? ruote 3 progettato per indurre il bloccaggio del dispositivo 1 in situazioni di pericolo del paziente 10, inseguito ai dati raccolti ed elaborati dall?unit? centrale 7.
In particolare la videocamera 9 ? progettata per rilevare la pluralit? di ostacoli fisici 15, come la presenza di pi? persone all?interno dell?ambiente, e/o l?ingresso di una persona in un area delimitata, e/o la presenza di oggetti premarcati, inviando all?unit? centrale 7 immagini acquisiste mediante l?algoritmo di rilevazione comprendente le fasi di:
- segmentazione progettata per partizionare immagini di figure umane o oggetti in un insieme di pixel, semplificando la rappresentazione e l?analisi delle immagini;
- conversione progettata per convertire l?immagine binaria ottenuta in un modello a griglia, che agevola l?operazione successiva e ne alleggerisce la computazione;
- estrazione dei punti per ottenere le diverse parti del corpo (mani, piedi e testa) o dell?oggetto; eventuale
- estrazione del movimento.
Vantaggiosamente la pluralit? di sensori 8, la videocamera 9, inviano all?unit? centrale 7 informazioni relativamente all?ambiente circostante, in particolare al rilevamento nell?ambiente predisposto all?esperienza di deambulazione del paziente 10, di ostacoli fisici 15, e la pluralit? di celle di carico 11, il sensore 12 della maniglia 4, ed il giroscopio 7a inviano all?unit? centrale 7 rispettivamente informazioni relative alla salute del paziente 10, quali, i parametri vitali, i livelli di vigilanza, e relative al rilevamento di eventuali situazioni di emergenza, quali rilascio del dispositivo 1 da parte del paziente 10, a causa di un urto o di una caduta del dispositivo 1 ecc..
Tali informazioni vengono elaborate dall?unit? centrale 7 convertiti in una pluralit? di dati che invia ad un primo server 13, ed in tempo reale sull?interfaccia audio-video 6 del paziente 10 relativamente alla sua esperienza di deambulazione ed eventualmente all?interfaccia audio-video del dispositivo dell?operatore 20 sanitario e/o familiare. Inoltre tale pluralit? di dati sono inviati ad un secondo server 14 favorendo la conservazione a lungo termine di tali informazioni.
Infine un metodo 100 di automatizzazione dell?esperienza di deambulazione del paziente 10, mediante il dispositivo 1, come mostrato a titolo esemplificativo e non limitativo nella FIG. 2, comprendente le fasi di:
- predisposizione del dispositivo 1 e attivazione dell?unit? centrale 7, della pluralit? di sensori 8, della videocamera 9, della pluralit? di celle di carico 11, del sensore 12, e del giroscopio 7a ed avvio dell?esperienza di deambulazione del paziente 10;
- invio 21 all?unit? centrale 7 delle informazioni raccolte da parte dalla pluralit? di sensori 8, raccolte ed elaborate dalla videocamera 9 mediante l?algoritmo di rilevazione;
- invio 22 all?unit? centrale 7 delle informazioni raccolte dalla pluralit? di celle di carico 11, dal sensore 12, e dal giroscopio 7a;
- elaborazione delle informazioni da parte dell?unit? centrale 7, ed invio 23 al primo server - invio 24 delle informazioni ricevute dal primo server 13 all?interfaccia audio-video 6 e visualizzazione 25 in tempo reale delle informazioni da parte del paziente 10 e/o dell?operatore 20 sanitario o familiare;
- invio 26 delle informazioni dal primo server 13 al secondo server 14 favorendo la conservazione a lungo termine di tali informazioni.
L?invenzione presenta i seguenti vantaggi:
- permette al paziente di effettuare un?esperienza di deambulazione ottimale e sicura e di permettere ad operatori sanitari e familiari di vigilare sullo stato di salute del paziente e sulla sicurezza dell?esperienza di deambulazione del paziente;
- permette di monitorare costantemente il paziente 10 da parte di operatori sanitari o familiari, e di permettere di intervenire prontamente in caso di pericolo del paziente durante la sua esperienza di deambulazione; e
- favorisce l?intrattenimento del paziente, con azioni informative di intrattenimento contribuendo al suo intrattenimento e a tracciare, in base alle sue azioni, il suo stato di vigilanza e attivit?.
Si ? descritta una forma preferita di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente essa ? suscettibile di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.
Claims (6)
1. Dispositivo (1) d?assistenza motoria ottimizzato progettato per permettere ad almeno un paziente (10) un?esperienza di deambulazione ottimale e sicura anche in ambienti complessi dotati di una pluralit? di ostacoli fisici (15), caratterizzato dal fatto di comprendere:
- un telaio (2) progettato per fornire la struttura portante di detto dispositivo (1);
- almeno un?unit? centrale (7) di elaborazione e calcolo disposta internamente ad almeno un mezzo contenitore (5) integrato centralmente in detto telaio (2), progettata per raccogliere ed elaborare informazioni relativamente all?ambiente predisposto a detta esperienza di deambulazione di detto paziente (10), e contemporaneamente sullo stato di salute di detto paziente (10), ed ? dotata di almeno un giroscopio (7a), progettato per rilevare eventuali inclinazioni ed urti di detto dispositivo (1);
- almeno una videocamera (9) disposta sulla superficie anteriore di detto mezzo contenitore (5) e progettata mediante un algoritmo di rilevazione per effettuare una rilevazione di detta pluralit? di ostacoli fisici (15) nell?ambiente in cui ? disposto detto dispositivo (1);
- una pluralit? di sensori (8), vantaggiosamente sensori di prossimit? ad infrarossi e/o ultrasuoni, integrati in detto telaio (2) di detto dispositivo (1) e progettati per rilevare la distanza di detta pluralit? di ostacoli fisici (15) individuati da detta videocamera (9), e supportare detta unit? centrale (7) nell?elaborazione delle immagini acquisite da detta videocamera (9) mediante detto algoritmo di rilevazione;
- almeno un?interfaccia audio-video (6), disposta su detto telaio (2) frontalmente a detto paziente (10) progettata per fornire a detto paziente (10) in tempo reale informazioni visive o audio sullo stato di salute di detto paziente (10), su detta esperienza di deambulazione, su eventuali difficolt? di avanzamento su un suolo sconnesso, pericoli di caduta oggetti, spazi ridotti, e per fornire azioni informative di intrattenimento, intrattenendo detto paziente (10) e contribuendo a tracciare uno stato di vigilanza e un?attivit? psicomotoria di detto paziente (10).
- tre o pi? ruote (3) piroettanti connesse con le tre o pi? estremit? inferiori di detto telaio (2) e dotate di una pluralit? di celle di carico (11) progettate per misurare gli sforzi meccanici di compressione e trazione impressi da detto paziente (10) su detto dispositivo (1), in particolare mediante una trasduzione di un valore di deformazione indotta dalla forza applicata da detto paziente (10) su detto dispositivo (1) in un valore di segnale elettrico, ed una lettura di detto valore di segnale elettrico;
- almeno un manubrio (4) progettato per fornire un sostegno a detto paziente (10), aumentando la manovrabilit? di detto dispositivo (1), connesso con l?estremit? superiore di detto telaio (2) e dotato di almeno un sensore (12) progettato per rilevare i parametri fisici e vitali di detto paziente (10), e per rilevare l?eventuale rilascio di detto manubrio (4) da parte di detto paziente (10), permettendo in tempo reale di segnalare ad un operatore (20) sanitario o familiare una situazione di emergenza o di pericolo per detto paziente (10).
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta videocamera (9) ? progettata per rilevare detta pluralit? di ostacoli fisici (15), in particolare la presenza di pi? persone all?interno dell?ambiente, e/o l?ingresso di una persona in un area delimitata e/o la presenza di oggetti premarcati, inviando a detta unit? centrale (7) immagini acquisiste mediante detto algoritmo di rilevazione comprendente le fasi di:
- segmentazione progettata per partizionare immagini di figure umane o oggetti in insieme di pixel, semplificando la rappresentazione e l?analisi delle immagini;
- conversione progettata per convertire l?immagine binaria ottenuta in un modello a griglia, che agevola la fase successiva e ne alleggerisce la computazione;
- estrazione di punti per ottenere le diverse parti del corpo (mani, piedi e testa) o dell?oggetto; ed eventuale
- estrazione del movimento.
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo comprende inoltre almeno un freno elettromeccanico disposto su dette tre o pi? ruote (3) progettato per indurre il bloccaggio di detto dispositivo (1) in situazioni di pericolo di detto paziente (10), in seguito ai dati raccolti ed elaborati da detta unit? centrale (7).
4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta pluralit? di sensori (8), e detta videocamera (9), inviano a detta unit? centrale (7) informazioni relativamente all?ambiente circostante, in particolare al rilevamento in detto ambiente predisposto a detta esperienza di deambulazione di detto paziente (10), di detta pluralit? di ostacoli fisici (15), e che detta pluralit? di celle di carico (11), detto sensore (12) di detta maniglia (4), e detto giroscopio (7a) inviano a detta unit? centrale (7) rispettivamente informazioni relative alla salute di detto paziente (10), e relative al rilevamento di eventuali situazioni di emergenza, quali detto rilascio di detto dispositivo (1) da parte di detto paziente (10).
5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta unit? centrale (7) elabora dette informazioni e le converte in una pluralit? di dati che invia ad un primo server (13) ed in tempo reale su detta interfaccia audio-video (6) di detto paziente (10) relativamente a detta esperienza di deambulazione, e su almeno un interfaccia audio-video di un dispositivo di detto operatore (20) sanitario e/o familiare.
6. Metodo (100) di gestione di detta esperienza di deambulazione di detto paziente (10), mediante detto dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:
- predisposizione di detto dispositivo (1) e attivazione di detta unit? centrale (7), di detta pluralit? di sensori (8), di detta videocamera (9), di detta pluralit? di celle di carico (11), di detto sensore (12), e di detto giroscopio (7a) ed avvio di detta esperienza di deambulazione di detto paziente (10);
- invio (21) a detta unit? centrale (7) di dette informazioni raccolte da parte di detta pluralit? di sensori (8), raccolte ed elaborate da detta videocamera (9) mediante detto algoritmo di rilevazione;
- invio (22) a detta unit? centrale (7) delle informazioni raccolte da detta pluralit? di celle di carico (11), da detto sensore (12), e da detto giroscopio (7a);
- elaborazione di dette informazioni da parte di detta unit? centrale (7), ed invio (23) a detto primo server (13);
- invio (24) delle informazioni ricevute da detto primo server (13) a detta interfaccia audio-video (6) e visualizzazione (25) in tempo reale di dette informazioni da parte di detto paziente (10) e/o di detto operatore (20) sanitario o familiare;
- invio (26) di dette informazioni da detto primo server (13) a detto secondo server (14) favorendo la conservazione a lungo termine di tali informazioni.
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