IT202100003095A1 - Dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: ?Dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro?

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro, comprendente un elemento conformato a fascia atto a cingere almeno parzialmente il corpo del paziente e mezzi di connessione ad un esoscheletro.

Il beneficio derivato dall?utilizzo di esoscheletri per pazienti paraplegici per lesioni spinali e/o ictus ? confermato dalla letteratura scientifica d?interesse: la necessit? di provvedere ad una corretta stimolazione del sistema muscoloscheletrico ha comportato nel tempo la nascita di numerosi sistemi robotici indossabili di arto inferiore, passivi o attivi, che provvedono a fornire al paziente sia la posizione eretta, sia la possibilit? di eseguire task specifici quali cammino, alzataseduta, salita-discesa scale: gli esoscheletri. Tali dispositivi hanno l?obiettivo di mimare le articolazioni umane dell?arto inferiore (anca, ginocchio, caviglia) con altrettanti giunti meccanici che ne replicano il comportamento su uno o pi? piani anatomici. Generalmente, i giunti d?anca e ginocchio sono motorizzati, mentre ? comune identificare un giunto passivo che mima il comportamento della caviglia nel piano sagittale, sia esso un giunto vero e proprio o una ortesi caviglia-piede (ankle-foot orthosis) dotato di propriet? elastiche equivalenti a fornire la gamma di movimento (ROM - Range of Motion) richiesta. Essendo dispositivi indossabili, l?interfaccia tra paziente e macchina ? una criticit? primaria, specialmente parlando di pazienti dotati di ridotte capacit? propriocettive o sensibilit? con livelli di disabilit? che dipendono dal livello e dalla severit? della lesione spinale. In tal senso, la connessione ? rappresentata da interfacce che vincolano i segmenti corporei del paziente ai corrispettivi segmenti dell?esoscheletro.

L?interfaccia di bacino dell?esoscheletro rappresenta un elemento fondamentale e critica in quanto connette meccanicamente il dispositivo al paziente ai livelli di anca e busto, zone prossimali alle regioni di residua sensibilit? del soggetto e fortemente coinvolte nei meccanismi dell?equilibrio e del movimento.

A seconda del tipo di lesioni riportate dal paziente, si ha un comportamento diverso del tronco del paziente e ci? ha ripercussioni sul corretto utilizzo dell?esoscheletro, in particolare sulla corretta trasmissione dei carichi tra paziente ed esoscheletro.

L?azionamento di un esoscheletro attivo, infatti, avviene tipicamente con uno sbilanciamento predeterminato del tronco che sposti il centro di massa del sistema paziente-esoscheletro. Questo innesco del movimento, denominato trigger, pu? essere di diversi tipi, ma generalmente coinvolge uno sbilanciamento fronto-laterale.

La struttura dell?esoscheletro prevede quindi una predeterminata postura per essere utilizzato correttamente, proprio per riuscire ad esercitare il trigger, e tale postura per molti versi non rispecchia la posizione fisiologica.

Una prima criticit? ? dovuta ad una rotazione del bacino del paziente fino a causare una iperlordosi, definita anteroversione del bacino. Il paziente per contrastare questo movimento dovrebbe sbilanciarsi all?indietro per un bilanciamento passivo della postura facendo affidamento sui propri legamenti, ma ci? contrasta con l?utilizzo dell?esoscheletro, che non funziona correttamente con il paziente completamente esteso. Ma se al contrario il paziente si pone in flessione, c?? un elevato rischio che il bacino compia una anteroversione troppo accentuata, con possibili danni e compressioni vertebrali.

Esiste inoltre una seconda criticit?, che riguarda pazienti con lesioni molto alte nella colonna vertebrale, ad esempio a livello delle vertebre T6 -T7, in cui viene perduto il controllo ed il tono della muscolatura addominale che quindi tendono ad assumere posture scorrette nell?esoscheletro. Tali pazienti tendono infatti a collassare, come a scivolare dentro all?esoscheletro.

Nei sistemi noti del tipo citato all?inizio, ossia comprendenti un elemento conformato a fascia denominato anche brace, ? possibile unicamente agire sulla condizione di serraggio dell?elemento a fascia sul paziente. Esistono tuttavia dei limiti massimi di compressione della zona addominale del paziente oltre ai quali si possono verificare danni anche seri, e questi limiti invalicabili spesso non sono sufficienti, al contrario, a garantire un trattenimento strutturale sufficiente. Siccome inoltre i pazienti paraplegici tipicamente non hanno sensibilit? nelle regioni inferiori del corpo, ? sostanzialmente impossibile trovare una sistemazione dell?elemento a fascia davvero funzionale ad un supporto toracico senza al contempo causare danni al paziente.

Il documento US20130245512A1 descrive un esoscheletro comprendente dispositivi di interfaccia per il collegamento con bacino, tronco e gambe del paziente. Il collegamento utilizza fasce di trattenimento, ma non viene indicato alcun sistema di supporto e accompagnamento controllato dei movimenti del paziente all?interno dell?esoscheletro.

Il documento US10537488 descrive un sistema auto allineante di accoppiamento di un esoscheletro ad un paziente, ma non divulga un sistema di supporto con funzione di controllo posturale.

Il documento US20160235616A1 descrive un esoscheletro di assistenza alla locomozione, il quale comprende una pluralit? di elementi a fascia, tra cui un supporto per il tronco per il fissaggio alla parte del busto di una persona ed elementi a fascia per i segmenti di gamba. Gli elementi a fascia hanno una funzione unicamente di trattenimento e non di stabilizzazione e supporto. L?esoscheletro inoltre prevede necessariamente uno zainetto ancorato al bacino, che costituisce una costrizione aggiuntiva e pu? essere non confortevole per alcuni pazienti.

I dispositivi noti allo stato dell?arte, quindi, non offrono al paziente la possibilit? di basculamento del tronco in modo solidale con la parte di bacino dell?esoscheletro. Questo tuttavia ? necessario per seguire in modo preciso i movimenti dell?esoscheletro e per migliorare la postura.

Esiste pertanto un?esigenza non soddisfatta dallo stato dell?arte di un dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro in grado di:

- conformarsi alle esigenze antropometriche del paziente, le quali possono variare dagli standard anatomici a seguito di un mantenimento prolungato della postura seduta, senza imporre dannose compressioni e sforzi di taglio al corpo del paziente, che possono risultare in lesioni di difficile recupero soprattutto in pazienti mielolesi;

- stabilizzare il busto del paziente in regione addominale al fine di contenere eventuali collassi in soggetti muscolarmente incapacitati;

- accomodare e controllare i movimenti relativi del busto del paziente durante i task effettuati;

- compensare tendenze posturali errate che comportano sovraccarico della colonna in zona lombosacrale a seguito di lassit? e mancato bilanciamento muscolare del soggetto;

- permettere al paziente il corretto controllo dell?esoscheletro.

La presente invenzione mira ad ottenere gli scopi suddetti con un dispositivo come descritto all?inizio, il quale inoltre include un elemento a fascia comprendente una porzione centrale e due prolungamenti laterali configurati per cingere il corpo del paziente nella regione addominale, i quali prolungamenti sono provvisti di mezzi di fissaggio reciproco amovibile, la quale porzione centrale comprende un elemento centrale di supporto lombare, ed in cui i detti mezzi di connessione comprendono un elemento di accoppiamento al detto esoscheletro, il quale elemento di accoppiamento ? fissato al detto elemento di supporto lombare.

In un esempio esecutivo, l?elemento a fascia ? di tessuto.

La presenza dell?elemento a fascia in tessuto consente in fase di progettazione e di manifattura dello stesso di regolare la rigidezza del materiale e di consentire quindi, in condizione indossata, una predeterminata libert? di movimento relativo tra il paziente e l?esoscheletro.

In una forma esecutiva il detto elemento a fascia ? provvisto di tasche interne di alloggiamento di elementi di ispessimento.

Ci? consente di compensare eventuali spazi tra il paziente e l?esoscheletro, migliorando il collegamento tra i due.

Secondo un esempio esecutivo, l?elemento di supporto lombare ? provvisto di uno o pi? elementi ammortizzanti per l?appoggio sulla schiena del paziente, i quali elementi ammortizzanti sono disposti a formare almeno due bande laterali rispetto alla colonna vertebrale indipendenti tra loro o collegate tra loro in una configurazione ad U.

Tutta la regione anatomica lombare, e anche la zona lombo-sacrale, ? critica per gli sfregamenti del paziente con l?esoscheletro, in particolare con l?elemento di bacino dell?esoscheletro. Il paziente paraplegico tipicamente non percepisce il contatto con l?esoscheletro e non pu? di conseguenza regolare i propri movimenti in modo da limitare sfregamenti con le parti rigide proprie dell?esoscheletro. Tali sfregamenti possono far insorgere velocemente arrossamenti e portare fino a lesioni. Ci? ? particolarmente critico nella zona centrale, in corrispondenza con la colonna vertebrale.

Gli elementi ammortizzanti mirano ad agire da cuscino lateralmente alla colonna vertebrale e quindi appoggiano su una zona pi? ricca di tessuto adiposo e mantengono distanziata la regione ossea pi? prossimale alla pelle dall?esoscheletro.

In una forma esecutiva sono previsti mezzi a rigidezza controllata di stabilizzazione mediolaterale del busto del paziente.

Secondo un esempio esecutivo preferito i detti mezzi di stabilizzazione comprendono almeno due alette arcuate aventi ciascuna un?estremit? vincolata all?elemento di supporto lombare o all?esoscheletro e un?estremit? libera orientata verso un rispettivo detto prolungamento.

Grazie alla presenza delle alette, ogni movimento del paziente ? controllato, ossia viene sempre accompagnato e non lasciato libero.

In una forma esecutiva, il detto elemento a fascia comprende tasche di alloggiamento di almeno l?estremit? libera di ciascuna detta aletta.

In questo modo le alette vengono accoppiate all?elemento a fascia e diventano solidali con lo stesso, causandone una risposta controllata, in termini di deformazione, ai movimenti del paziente.

Secondo una forma esecutiva, ciascuna detta aletta ? incernierata all?esoscheletro o all?elemento di supporto lombare in modo tale per cui ? oscillante attorno ad un rispettivo asse verticale.

In una forma esecutiva ciascuna detta aletta presenta una estensione in direzione del rispettivo detto prolungamento tale per cui non supera il piano frontale mediano.

In una forma esecutiva, ciascuna detta aletta ? incernierata libera e presenta uno spessore maggiore in prossimit? dell?estremit? vincolata e uno spessore minore in corrispondenza dell?estremit? libera.

Ci? consente di regolare in fase di progettazione e produzione l?elasticit? delle alette grazie alla geometria delle stesse, assieme alla scelta del materiale che pu? essere di tipo qualsivoglia noto al tecnico del ramo per gli scopi di supporto elastico richiesti.

In un?ulteriore forma esecutiva, in alternativa o in combinazione, ciascuna detta aletta ? provvista di mezzi elastici di sollecitazione in direzione del paziente. Tali mezzi elastici possono ad esempio essere molle, molle torsionali, tiranti elastici o altri sistemi noti al tecnico del ramo, che possono essere posti tra il paziente e l?esoscheletro, preferibilmente in sede di cerniera di ciascuna aletta.

In un esempio esecutivo ? previsto un elemento di supporto lombo-sacrale collegato all?elemento di supporto lombare.

Ci? consente di limitare il grado di anteroversione del bacino del paziente. L?elemento di supporto lombo-sacrale costituisce un elemento di riscontro per la zona lombo-sacrale del paziente ed ? atto anche a sostenere e ad aiutare nella trasmissione dei carichi, sino a partecipare nella trasmissione del carico, contribuendo quindi a mantenere una corretta postura ed un corretto orientamento della colonna vertebrale del paziente.

Secondo un perfezionamento l?elemento di supporto lombo-sacrale ? incernierato all?elemento di supporto lombare o all?esoscheletro ed ? inserito in una apposita tasca prevista nella porzione centrale dell?elemento a fascia.

Ci? consente all?elemento di supporto lombosacrale di accoppiarsi ad una specifica zona dell?elemento a fascia che, grazie alle proprie caratteristiche meccaniche, forma un cuscino di supporto relativamente mobile che riesce a sostenere la zona lombo-sacrale del paziente senza impedirne del tutto i movimenti.

Secondo un ulteriore esempio esecutivo ? previsto un sistema di supporto toracico comprendente almeno un montante rigido collegati all?elemento a fascia e/o all?esoscheletro e mezzi di trattenimento del torace del paziente al detto montante.

Tale sistema favorisce il mantenimento della postura eretta, soprattutto per pazienti con lesioni spinali alte. Grazie a tale supporto il paziente non tende a cadere e pu? mantenere lo sguardo in avanti, in questo modo viene consentito il corretto utilizzo dell?esoscheletro. Il dispositivo di interfaccia viene in questo modo espanso alla zona toracica e pu? essere agganciato in alto, in una zona dove il paziente ha sensibilit?, e viene reso solidale con l?intera struttura.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui: la fig. 1 illustra una vista di insieme di un esempio esecutivo del dispositivo secondo la presente invenzione;

la fig. 2 illustra una vista frontale;

la fig. 3 illustra una vista dall?alto;

le figg. 4 e 5 illustrano viste rispettivamente esterna e interna di una forma realizzativa dell?elemento a fascia in condizione dispiegata;

le figg. 6, 7 e 8 illustrano diverse viste di un esempio esecutivo di aletta;

le figg. 9, 10 e 11 illustrano diverse viste di una parte di bacino di un esoscheletro;

la fig. 12 illustra un esempio esecutivo di supporto toracico.

In figura 1 ? illustrato un esempio esecutivo del dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro oggetto della presente invenzione. Il dispositivo di interfaccia comprende un elemento a fascia 1 in tessuto che si presenta come una fascia estesa di lunghezza predominante rispetto all?altezza sul piano frontale, che richiama una forma a C sul piano trasverso ed ? sostanzialmente simmetrica rispetto al piano sagittale.

L?elemento a fascia 1 ? composto da una porzione centrale 11 a contatto con la colonna vertebrale del paziente e da due prolungamenti laterali 12 simmetrici in grado di avvolgersi l?uno sull?altro attorno al corpo del paziente, in regione addominale.

La porzione centrale 11 comprende un elemento centrale di supporto lombare 10. Tale elemento si interpone tra il paziente e l?esoscheletro 2 e forma un appoggio per la zona lombare della schiena del paziente. L?elemento di supporto lombare 10 pu? essere costituito unicamente dalla porzione centrale 11 dell?elemento a fascia 1 di tessuto, oppure pu? essere costituito da un elemento aggiuntivo, di rigidezza opportuna, fissato all?elemento a fascia 1 o inserito nello spessore dello stesso.

I detti prolungamenti 12 sono provvisti di mezzi di fissaggio reciproco amovibile e sono pertanto atti a cingere il corpo del paziente. I mezzi di fissaggio reciproco amovibile illustrati nelle figure prevedono che il prolungamento 12 destro abbia predisposta nella porzione interna una regione con sistema di fissaggio ad asole e uncini, mentre sul prolungamento 12 controlaterale il sistema di fissaggio ad asole e uncini si trova esternamente e copre una porzione maggiore, al fine di poter coprire pi? taglie e permettere un serraggio pi? o meno stretto. Preferibilmente i mezzi di fissaggio comprendono una cinghia aggiuntiva. I mezzi di fissaggio possono essere di qualsiasi altro tipo adatto e possono ad esempio comprendere cinghie, boa, o altri sistemi di chiusura.

La geometria dell?elemento a fascia 1 ? visibile nelle figure 2, 4 e 5, in cui l?elemento ? mostrato in condizione dispiegata. Tale geometria consente di adattarsi alle dimensioni del tronco del paziente e contemporaneamente provvedere ad un sistema di stabilizzazione del busto in zona addominale, in quanto al paziente ? fortemente limitata la possibilit? di flettere il torace sul bacino mediante volontario esercizio o involontario collasso del retto addominale. Il livello di impedimento ? determinato dall?intensit? di serraggio del sistema di chiusura. Il tessuto pu? essere scelto in base alle esigenze di utilizzo, come ad esempio jeans per la resistenza a strappi. Le cuciture sono tali da evitare un cedimento delle stesse durante l?utilizzo.

L?elemento a fascia 1 ? vincolato all?esoscheletro mediante un elemento di accoppiamento 5 all?esoscheletro 2, il quale elemento di accoppiamento 5 ? fissato all?elemento di supporto lombare 10. Il dispositivo di interfaccia ? collegato nell?esempio nelle figure ad una parte di bacino 20 dell?esoscheletro 2, in particolare una struttura conformata a C alle cui opposte estremit? sono previste unit? di aggancio 6 di moduli di gamba. Questa ? la configurazione migliore per una parte di bacino di un esoscheletro 2 perch? ? quella che pi? si conforma a questa zona anatomica; ? tuttavia possibile utilizzare configurazioni differenti di esoscheletro. L?elemento di accoppiamento 5 pu? essere ad esempio una piastra accoppiabile ad una apposita sede prevista sulla parte di bacino 20 dell?esoscheletro, in una zona centrale della stessa, mediante accoppiamento filettato.

Tale connessione consente alla parte di bacino 20 di trasmettere il moto dell?esoscheletro 2 al corpo del paziente e ne garantisce una adesione ottimale durante i movimenti di flesso-estensione dell?anca in quanto la percezione del paziente deve essere quella di sentirsi saldamente ancorato alla struttura cos? da poter svolgere tutti i task senza veder compromessa la propria salute.

Le pareti interne dell?elemento a fascia 1 a contatto con il paziente, visibili in figura 5, sono dotate di porzioni in materiale morbido e tessuto (ad esempio elastam) adatto al contatto con la cute, al fine sia di evitare problemi di biocompatibilit? dovuti ad un utilizzo prolungato, sia di attutire e mitigare il contatto tra la componente rigida della parte di bacino 20 dell?esoscheletro 2 e il corpo del paziente. Ci? permette di non avere regioni anatomiche rigidamente a contatto con un corpo metallico, ossia la parte di bacino 20, cosa che porterebbe a sforzi normali e di taglio dannosi per il paziente.

L?aggiunta di elementi di ispessimento 13 per compensare eventuali vuoti tra tessuto e parte di bacino 20 dovuti a particolari dimensioni antropometriche del paziente ? consentita mediante alcune tasche posizionate nella regione centrale dell?elemento a fascia 1. ? possibile prevedere simili tasche anche in uno o entrambi i prolungamenti laterali 12, in modo tale da poter ottenere anche un?azione delordosizzante se posti frontalmente.

Inoltre, per evitare che la parte di cute in corrispondenza della colonna vertebrale riceva una pressione di contatto eccessiva da parte dell?elemento di supporto lombare, generando zone di irritazione molto estese sul paziente e/o addirittura piaghe, ? possibile prevedere uno o pi? elementi ammortizzanti 14 per l?appoggio sulla schiena del paziente. Tali elementi ammortizzanti 14 o cuscini sono disposti a formare almeno due bande laterali rispetto alla colonna vertebrale indipendenti tra loro o collegate tra loro in una configurazione ad U inserire dei laterali, come illustrato ad esempio in figura 5. Tali elementi ammortizzanti 14 sono pertanto posizionati in modo da interporsi tra l?elemento a fascia 1 ed il paziente, cos? da mantenere sollevata e non a contatto la zona maggiormente sollecitata, ossia quella in corrispondenza della colonna vertebrale. In questo modo si prevengono arrossamenti eccessivi sulla zona della colonna vertebrale del paziente, che possono comparire anche dopo pochi minuti di utilizzo. In alternativa, in modo del tutto analogo, ? possibile replicare all?interno dello spessore dell?elemento a fascia 1 tale operazione, inserendo due fasce simmetriche a forma di L, che svolgono la stessa funzione ma rimangono nascoste alla vista. Questo sistema incrementa di molto il comfort in zona lombo-sacrale, favorendo cos? un utilizzo prolungato del dispositivo in maniera continuativa e non intermittente.

Nella porzione centrale 11 dell?elemento a fascia 1 ? posizionato un elemento di supporto lombo-sacrale 3 formato da un elemento rigido che si estende in direzione longitudinale per coprire interamente tale regione corporea.

L?elemento di supporto lombo-sacrale 3 ? incernierato alla parte di bacino 20 e pu? pertanto basculare attorno ad un asse sostanzialmente orizzontale. L?elemento di supporto lombo-sacrale 3 ? sollecitato in direzione del paziente da mezzi elastici, ad esempio una molla prevista in sede di cerniera. Ci? consente di esercitare la propria funzione di supporto del paziente facendo reazione sulla parte di bacino 20. L?estremit? libera dell?elemento di supporto lombo-sacrale 3 ? inserita in una apposita tasca 30 prevista nella porzione centrale dell?elemento a fascia 1. La tasca 30 consente di ospitare l?elemento di supporto lombo-sacrale 3 e vincolarlo al resto del dispositivo di interfaccia. In una forma esecutiva alternativa, l?elemento di supporto lombo-sacrale 3 ? vincolato rigidamente alla parte di bacino ed ? orientato verso il paziente.

La porzione centrale 11 ? appositamente sagomata con una appendice 15 sporgente inferiormente in modo da estendersi a coprire la parte sacrale. Tale appendice 15 ha una rigidit? tale da risultare leggermente flessibile, cos? che in corrispondenza dell?elemento di supporto lombo-sacrale 3 pu? muovere sia attorno al detto asse orizzontale, sia attorno ad un asse sostanzialmente verticale come indicato in figura 1. In questo modo l?elemento di supporto lombosacrale 3 ? collegato all?elemento lombare 10 unicamente tramite l?elemento a fascia 1.

In alternativa, l?elemento di supporto lombosacrale 3 ? incernierato direttamente all?elemento di supporto lombare 10; in questo modo i due elementi 10 e 3 sono collegati tra loro direttamente mediante la cerniera stessa.

L?elemento di supporto lombo-sacrale 30 pu? basculare nel piano sagittale e nel piano trasverso solidalmente al bacino del paziente, in particolare alla zona sacro-coccigea, rispetto alla parte di bacino 20, , seguendo l?anatomia e i movimenti del paziente. Questa struttura permette infatti di compensare un naturale sbilanciamento della pelvi dovuto alla struttura muscolare del soggetto a livello di flessori dell?anca (naturalmente pi? contratti a causa della prolungata posizione seduta assunta dal paziente durante la giornata) e dei glutei (naturalmente pi? rilassati per il medesimo motivo). Tale sbilanciamento comporta, in posizione eretta, una tendenza ad una eccessiva lordosi lombare che, sotto carico, conduce ad uno sforzo a livello della colonna vertebrale (zona lombo-sacrale) dannoso. La presenza di un supporto di elasticit? controllata consente dunque di ostacolare tale movimento esercitando una resistenza normale in zona lombare, mantenendo il paziente in una corretta posizione durante i vari task effettuati con l?esoscheletro senza l?insorgere di ulcere sulla pelle.

A tal proposito ? inoltre possibile inserire spessori di diversa rigidezza in modo tale da adattarsi alle misure del paziente ed incrementare il comfort dello stesso. ? possibile in particolare prevedere nello spessore dell?appendice 15 un elemento 31 a rigidit? differente dal resto dell?elemento a fascia 1 atto a cooperare con l?elemento di supporto lombosacrale 3 per supportare il paziente.

L?elemento a fascia 1 in questo modo opera su entrambe le parti, che costituiscono due macroregioni di lavoro.

In aggiunta, al fine di massimizzare la percezione di ancoraggio solido tra paziente e ortesi, sono previsti mezzi a rigidezza controllata di stabilizzazione mediolaterale del busto del paziente. In particolare ? previsto un sistema di alette 4 come illustrato nelle figure che si estendono a partire dagli estremi della regione lombare del paziente e sono sagomate per accomodare la forma anatomica dello stesso, in particolare arcuate, rimanendo sempre posteriori al piano frontale e non agendo sulle creste iliache. Le alette 4 sono inserite all?interno di tasche 40 nell?elemento a fascia 1, in particolare situe nei prolungamenti laterali 12, simmetricamente rispetto alla regione centrale 11, che possono contenere un ulteriore materiale elastico per veicolare il comportamento elastico dell?assieme.

Sono previste almeno due alette arcuate 4 aventi ciascuna un?estremit? vincolata alla parte di bacino 20 all?esoscheletro 2 e un?estremit? libera orientata verso un rispettivo prolungamento 12. Le alette 4 sono preferibilmente connesse direttamente alla parte di bacino 20 mediante un sistema a cerniera predisposto, illustrato nelle figure 6, 7 e 8: l?aletta 4, inserita in loco, ? dotata nella sua estremit? di vincolo 41 di un foro passante che pu? ospitare un cilindro 42, propriamente dimensionato, alle cui estremit? sono inseriti anelli seeger 43 o altri sistemi di blocco opportuni.

? possibile prevedere pi? di due alette 4, ad esempio quattro alette. ? inoltre possibile prevedere un accoppiamento delle alette 4 all?elemento di supporto lombare 10 invece che all?esoscheletro 2.

Le alette 4 possono essere realizzate in vari modi: la cerniera pu? essere lasciata libera di ruotare, permettendo un basculamento completo alle alette 4 che non ostacolano la chiusura del dispositivo e l?oscillazione medio-laterale del paziente; il sistema pu? essere quindi dotato di elasticit? controllata, sia mediante cerniera con elemento elastico quale molla torsionale, o altri sistemi opportuni, nella regione di vincolo, sia mediante l?intrinseca elasticit? dovuta alla manifattura e geometria delle alette stesse: la regione prossimale al vincolo 41 presenta infatti spessori maggiori e un?estensione ridotta, al fine di garantire sicurezza meccanica, mentre una rastremazione pi? accentuata prosegue sino all?estremit? opposta, ossia l?estremit? libera 44, dove parallelamente l?estensione longitudinale ? maggiorata al fine di coprire una regione corporea pi? ampia.

Le alette 4 possono dunque deformarsi sotto carico e garantire sia un limite al movimento relativo tra paziente e parte di bacino 20, sia permettere un ritorno elastico che favorisce il riposizionamento del paziente nella posizione di equilibrio a seguito di uno sbilanciamento dovuto al task effettuato mediante esoscheletro 2. Questa configurazione consente di limitare il movimento al solo piano trasverso, garantendo sempre massima rigidezza a flessione nel piano sagittale: ci? ? necessario per garantire che qualsiasi tipo di trigger basato sull?inclinazione del busto (trigger frontale) non sia soggetto ad alterazioni da parte del dispositivo di interfaccia, preservando la massima responsivit? all?input.

Il dispositivo pu? essere comprensivo di un sistema di supporto toracico 21, che agisce da stabilizzatore del torace del paziente: tale sistema ? formato da un elemento rigido 22 situo in zona centrale posteriore che funge da supporto per la colonna vertebrale e agendo tramite mezzi di trattenimento 23 consente di mantenere il torso in posizione durante i task.

I mezzi di trattenimento 23 sono preferibilmente elastici e possono comprendere in alternativa o in combinazione bretelle, lacci o fasce toraciche.

Il sistema di supporto toracico 21 viene ancorato direttamente all?elemento di supporto lombare 10 o alla parte di bacino 20 dell?esoscheletro stesso 2, preferibilmente mediante un collegamento filettato 24. Questo meccanismo consente di evitare un collasso dei pazienti con lesioni toraciche medio-alte che non sono in grado di controllare la flessione del torace per mezzo della muscolatura addominale. Tale sistema pu? essere serrato a diversi livelli, per evitare indesiderati impedimenti agli arti superiori e dolore in zona cervicale per il paziente. L?introduzione di questo componente permette inoltre al paziente di mantenere una posizione eretta con sguardo rivolto verso l?alto e non pi? focalizzato sulla punta dei piedi, rendendo quindi la camminata risultante molto pi? naturale.

Eventualmente, ? possibile prevedere una ulteriore connessione tra il sistema di supporto toracico e l?elemento a fascia 1, effettuata mediante elementi elastici 25 quali cinghie, nastri, o simili, con la porzione anteriore 26 dell?elemento a fascia 1, ossia con i prolungamenti 12 sovrapposti tra loro in configurazione chiusa sul paziente. Questa connessione anteriore del supporto toracico aumenta l?efficacia del sistema, mantenendo anche le bretelle nella posizione corretta. La connessione anteriore pu? anche aiutare a limitare una eccessiva estensione all?indietro del paziente.

La presente invenzione offre pertanto al paziente la possibilit? di basculamento del tronco in modo solidale con la parte di bacino dell?esoscheletro e, al tempo stesso, la possibilit? di inserire elementi ad elasticit? controllata, nello specifico le alette laterali 4, per il recupero dell?equilibrio sul piano frontale.

In base alle caratteristiche tecniche sin qui descritte ed in seguito rivendicate, la presente invenzione consegue i seguenti vantaggi tecnici:

- rigidezza controllata dei supporti lombari realizzata tramite l?elasticit? del componente interno al supporto;

- rigidezza controllata del supporto toracico realizzata tramite connessione elastica, in particolare bretelle;

- possibile rigidezza controllata delle alette laterali 4, in alternativa al basculamento libero, realizzata tramite molle torsionali esterne o alla flessione elastica delle stesse alette 4;

- disaccoppiamento dei movimenti nel piano sagittale e piano trasverso;

- basculamento dell?elemento di supporto lombosacrale, per il movimento del sacro-coccige solidalmente all?elemento a fascia 1, e per il mantenimento della posizione eretta;

- alette laterali 4 per contenimento controllato dell?oscillazione del busto nel piano frontale e rigide nella flessione sagittale per la trasmissione del moto;

- adattabilit? antropometrica, consentita dalle numerose scelte tecniche conformate sul corpo umano;

- elevata ergonomia mediante sistemi cedevoli biocompatibili di ancoraggio/contatto del paziente con il dispositivo ortesico.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo di interfaccia di bacino per un esoscheletro, comprendente un elemento conformato a fascia (1) atto a cingere almeno parzialmente il corpo del paziente e mezzi di connessione ad un esoscheletro (2),

caratterizzato dal fatto che

l?elemento a fascia (1) comprende una porzione centrale (11) e due prolungamenti laterali (12) configurati per cingere il corpo del paziente nella regione addominale, i quali prolungamenti (12) sono provvisti di mezzi di fissaggio reciproco amovibile, la quale porzione centrale (11) comprende un elemento centrale di supporto lombare (10), in cui i detti mezzi di connessione comprendono un elemento di accoppiamento (5) al detto esoscheletro (2), il quale elemento di accoppiamento (5) ? fissato al detto elemento di supporto lombare (10).

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui l?elemento di supporto lombare (10) ? provvisto di uno o pi? elementi ammortizzanti (15) per l?appoggio sulla schiena del paziente, i quali elementi ammortizzanti (15) sono disposti a formare almeno due bande laterali rispetto alla colonna vertebrale indipendenti tra loro o collegate tra loro in una configurazione ad U.

3. Dispositivo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui sono previsti mezzi a rigidezza controllata di stabilizzazione mediolaterale del busto del paziente, i detti mezzi di stabilizzazione comprendendo almeno due alette (4) arcuate aventi ciascuna un?estremit? (41) vincolata all?elemento di supporto lombare (10) o all?esoscheletro (2) e un?estremit? libera (44) orientata verso un rispettivo detto prolungamento (12).

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui il detto elemento a fascia (1) comprende tasche di alloggiamento di almeno l?estremit? libera (44) di ciascuna detta aletta (4).

5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui ciascuna detta aletta (4) ? incernierata all?esoscheletro (2) o all?elemento di supporto lombare (10) in modo tale per cui ? oscillante attorno ad un rispettivo asse verticale.

6. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui ciascuna detta aletta (4) ? incernierata libera e presenta uno spessore maggiore in prossimit? dell?estremit? vincolata (41) e uno spessore minore in corrispondenza dell?estremit? libera (44).

7. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui ciascuna detta aletta (4) ? provvista di mezzi elastici di sollecitazione in direzione del paziente.

8. Dispositivo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui ? previsto un elemento di supporto lombo-sacrale (3) collegato all?elemento di supporto lombare (10).

9. Dispositivo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui l?elemento di supporto lombosacrale (3) ? incernierato all?elemento di supporto lombare (10) o all?esoscheletro (2) ed ? inserito in una apposita tasca (30) prevista nella porzione centrale (11) dell?elemento a fascia (1).

10. Dispositivo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui ? previsto un sistema di supporto toracico (21) comprendente almeno un montante rigido (22) collegato all?elemento a fascia (1) e/o all?esoscheletro (2) e mezzi (23) di trattenimento del torace del paziente al detto montante (22).