IT202100031280A1

IT202100031280A1 - Macchinario riabilitativo isometrico automatico

Info

Publication number: IT202100031280A1
Application number: IT102021000031280A
Authority: IT
Inventors: Federico Sommaruga
Original assignee: Federico Sommaruga
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-14

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale avente per TITOLO ?Macchinario riabilitativo isometrico automatico?

Il presente trovato riguarda un macchinario riabilitativo isometrico automatico.

In generale, i pazienti con ictus o lesioni cerebrali traumatiche dovute a incidenti stradali o pazienti con lesioni ai nervi periferici di solito manifestano una perdita o una diminuzione della mobilit? degli arti.

Anche i pazienti con disturbi muscoloscheletrici come l?artrite sono in aumento a causa dei cambiamenti negli stili di vita delle persone moderne (ad esempio, l'uso prolungato di computer e smartphone) e delle posture scorrette.

Per la cura dei suddetti disturbi sono sempre pi? spesso sfruttate tecniche riabilitative che sfruttano macchinari per aiutare il paziente nel compimento di movimenti che possono sembrare semplici per chi ha la piena funzionalit? dei proprio arti, ma che possono essere estremamente difficili da eseguire da parte di soggetti che necessitano di riabilitazione.

Apparati per la riabilitazione noti nell?arte prevedono che almeno un arto di un paziente sia fissato ad un supporto riabilitativo che pu? essere sia di tipo passivo che attivo. I supporti passivi semplicemente riducono i gradi di libert? dell?arto da riabilitare, costringendolo a compiere un singolo movimento, la cui velocit? dipende dalla forza che il paziente ? in grado di esercitare e dal carico che il supervisore alla riabilitazione ritiene opportuno applicare al supporto. Quelli attivi invece prevedono che il supporto riabilitativo sia controllato da un mezzo di azionamento, quale un motore elettrico, cos? da poterlo guidare attivamente in un movimento predefinito. In questo modo si aiutano i pazienti che non riescono ad esercitare la forza necessaria a compiere il movimento in modo autonomo, permettendogli un pi? facile e veloce percorso riabilitativo.

Ad oggi ? comunque necessaria una continua sorveglianza da parte del medico/fisioterapista durante l?esecuzione degli esercizi da parte del paziente per poter regolare i parametri degli apparati riabilitativi in base al tipo di movimento che si desidera compiere. In alcuni casi ? necessario modificare la forza con cui un apparato attivo aiuta il paziente durante l?esercizio per migliorare il processo riabilitativo.

Inoltre, le strutture portanti di questa tipologia di apparati non sono regolabili in modo soddisfacente e solitamente solo la struttura atta al supporto dell?arto da riabilitare ha una qualche sorta di regolazione per adattarla alle dimensioni delle braccia o delle gambe.

Scopo principale del presente trovato ? quello di fornire un macchinario riabilitativo in grado di superare le suddette problematiche garantendo una completa autonomia di utilizzo e una grande capacit? di regolazione e precisione di lavoro.

Il trovato verr? meglio definito tramite la descrizione di una sua possibile forma di realizzazione, resa a solo titolo di esempio non limitativo, con l?aiuto delle tavole di disegno allegate, dove:

- la fig.1 (Tav. I) illustra una vista prospettica di un macchinario di cui al trovato; - la fig. 2 (Tav. II) illustra una particolare di supporti per piedi presenti in una forma di realizzazione di un macchinario di cui al trovato;

- la fig. 3 (Tav. III) illustra una vista prospettica di un macchinario di cui al trovato utilizzato per la riabilitazione della spalla;

- la fig. 4 (Tav IV) illustra una vista prospettica di un macchinario di cui al trovato utilizzato per la riabilitazione del gomito;

Il macchinario riabilitativo isometrico automatico di fig. 1 prevede una seduta 2 su cui si sieder? il paziente da riabilitare e comprende un telaio principale 3 che presenta una guida di scorrimento 4, che circonda almeno parzialmente detta seduta 2 e che ? atta a consentire lo spostamento lungo di essa di un supporto di regolazione 5, cos? da consentirne la rotazione attorno al paziente seduto sulla seduta 2.

Al supporto di regolazione 5 ? solidale una struttura di supporto di un arto 6 a cui sar? fissato l?arto da riabilitare, che ? in grado di scorrere verticalmente su di esso, cos? da poter essere regolata a seconda delle caratteristiche fisiche del paziente. Detta struttura di supporto 6 ? in grado di ruotare attorno ad un asse sostanzialmente parallelo al terreno ed ortogonale rispetto alla direzione verso cui ? rivolto il paziente seduto sulla seduta 2 grazie all?azione di un mezzo di azionamento 10 controllato da un sistema di controllo (non illustrato). Detto mezzo di azionamento 10 ? preferenzialmente costituito da un motore elettrico.

Il sistema di controllo comprende sensori che sono in grado di rilevare la forza esercitata dal paziente cos? da permettere al macchinario 1 di reagire agli input ricevuti in base a dei parametri preimpostati, ad esempio, aiutando il movimento o bloccandolo.

Preferenzialmente un controllo di coppia interno al motore elettrico ? in grado di esplicare un ciclo di movimenti predefiniti, automatici e progressivi.

Come visibile dalle figg. 3 e 4 la regolazione verticale del supporto 6 permette di utilizzare il macchinario di cui al trovato per pi? tipi di riabilitazioni come quelle delle spalle e del gomito. Vantaggiosamente durante gli esercizi della riabilitazione del gomito ? possibile compiere anche dei movimenti passivi della gamba appoggiandola su un un?eventuale sporgenza di sostegno solidale al supporto 6 e rivolta verso il corpo del paziente.

Il macchinario 1 di cui al trovato ? anche vantaggiosamente in grado di limitare i movimenti dell?arto riabilitato del paziente all?interno di un determinato range durante gli esercizi.

Nelle figg. 3 e 4 i movimenti compiuti dal paziente sono indicati mediante delle frecce.

La guida di scorrimento 4 permette di spostare il supporto 6 attorno al paziente, permettendo la riabilitazione di entrambi i lati del corpo senza la necessit? di far muovere il paziente e senza richiedere due supporti 6, uno su ciascun lato. Riducendo la complessit? costruttiva del macchinario riabilitativo si riducono anche i relativi costi di produzione e manutenzione.

L?utilizzo di un sistema di controllo consente di impostare i parametri dell?esercizio da compiere che poi pu? essere svolto in completa autonomia dal paziente. L?impostazione dei parametri pu? avvenire sia in loco che da remoto mediante mezzi di comunicazione via cavo o wireless. Questa caratteristica ? molto utile poich? si permette di facilitare il lavoro del medico/fisioterapista che pu? seguire pi? pazienti contemporaneamente ed anche impostare da remoto gli esercizi che ciascuno deve fare. Viene eleminata la necessit? di stare accanto al paziente durante la terapia, favorendo cos? anche chi per problemi logistici non pu? recarsi nelle strutture specializzate di terapia. A questi pazienti pu? essere installato un macchinario 1 direttamente a casa e il medico/fisioterapista pu? seguirli da remoto.

Come visibile in fig. 1 ed in particolare in fig. 2, per aiutare la corretta postura del paziente possono essere previsti due supporti per piedi 7 regolabili lungo rispettive guide di scorrimento 8 posizionate su una struttura di sostegno 9 fissata al telaio 3, che pu? vantaggiosamente comprendere una prima porzione verticale solidale al telaio 3 seguita da un tratto orizzontale su cui si estendono le guide di scorrimento 8 e che si raccorda a un tratto verticale finale che in corrispondenza della propria base prevede un terminale a forma di ?T? che aumenta la stabilit? complessiva della struttura di sostegno 9.

Qualsiasi ulteriore tipologia di struttura di sostegno in grado di alloggiare le guide di scorrimento 8 pu? essere utilizzata.

I due supporti 7 possono essere posizionati a distanze diverse dal corpo del paziente offrendo un?ampia gamma di regolazioni.

Un pannello HMI 12 (Human-Machine Interface), cio? un qualsiasi pannello che consenta l?interazione da parte di un utente con il macchinario riabilitativo 1, pu? essere previsto per permettere al paziente o al medico/fisioterapista di impostare i parametri degli esercizi senza ausilio di mezzi informatici esterni e dare un feedback visivo in tempo reale durante lo svolgimento del processo riabilitativo. Possono essere mostrate informazioni utili quali il valore della forza che viene esercitata, se si deve velocizzare o rallentare il movimento, quanto tempo manca al termine dell?esercizio, etc...

Un esempio di tecnica riabilitativa implementabile tramite il macchinario 1 di cui al trovato ? la Tecnica MET. Trattasi di una tecnica diretta ed attiva il che significa che durante l?esercizio viene esercitata dal macchinario 1 una forza contraria al movimento del paziente per impedirgli di raggiungere il limite del suo raggio di movimento. Lo scopo ? quello di generare una contrazione isometrica, cio? di non consentire alcun movimento all?arto riabilitato del paziente per ottenere una risposta neuro-fisiologica.

Preferenzialmente, la durata dello sforzo attivo del paziente e conseguentemente della forza applicata dal macchinario 1 ? di 7-10 secondi. Successivamente vi ? un periodo refrattario di circa 15 secondi.

Di volta in volta viene modificato il limite del raggio di movimento del paziente aumentando cos? il range che il paziente pu? compiere con l?arto riabilitato.

Genericamente un metodo di riabilitazione che utilizza un macchinario 1 di cui al trovato pu? comprendere le seguenti fasi:

? posizionamento del paziente sulla seduta 2;

? fissaggio dell?arto da riabilitare alla struttura di supporto di un arto 6;

? impostazione dei parametri dell?esercizio da svolgere;

? esecuzione dell?esercizio tramite la guida del supporto di un arto 6 mediante il mezzo di azionamento 10 in base ai parametri preimpostati.

Nel caso della tecnica MET l?esecuzione dell?esercizio prevede:

? l?applicazione di una forza contraria al movimento del paziente tramite la struttura di supporto di un arto 6 guidata dal mezzo di azionamento 10 in modo da ottenere uno sforzo isometrico per un periodo di tempo da 7 a 10 secondi;

? un successivo periodo refrattario di circa 15 secondi.

Da quanto descritto ? dunque evidente che il macchinario secondo il trovato sia in grado di funzionare in modo autonomo, non richiedendo la continua presenza di un operatore specializzato per il suo funzionamento. Esso ? inoltre altamente regolabile in base alle caratteristiche fisiche del paziente e dunque viene facilitato il suo utilizzo e di conseguenza il processo riabilitativo.

Ovviamente, i dettagli tecnici di progettazione ed i componenti impiegati, noti allo stato della tecnica ed in evoluzione, possono essere i pi? vari, purch? il tutto rientri nel concetto inventivo definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1 ), comprendente:

- una seduta (2) per un paziente;

- un telaio principale (3) che presenta una guida di scorrimento (4) che circonda almeno parzialmente la seduta (2) ed atta a consentire lo spostamento lungo di essa di un supporto di regolazione (5) cos? da consentirne la rotazione attorno al paziente seduto sulla seduta (2);

- una struttura di supporto di un arto (6) solidale al supporto di regolazione (5) ed in grado di scorrere verticalmente su di esso per poterla regolare a seconda delle caratteristiche fisiche del paziente; detta struttura di supporto di un arto (6) essendo suscettibile di ruotare attorno ad un asse sostanzialmente parallelo al terreno ed ortogonale rispetto alla direzione verso cui ? rivolto il paziente seduto sulla seduta (2) sotto fazione di un mezzo di azionamento (10) controllato da un sistema di controllo comprendente sensori in grado di rilevare la forza esercitata dal paziente, cos? da permettere al macchinario (1) di reagire agli input ricevuti in base a dei parametri preimpostati.

2. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo la rivendicazione 1. in cui sono presenti anche due supporti per piedi (7) regolabili lungo rispettive guide di scorrimento (8) posizionate su una struttura di sostegno (9) fissata al telaio (3 ).

3. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ? presente anche un pannello HMI (12) che consente di impostare i parametri del sistema di controllo per azionare il mezzo di azionamento ( 10) e di conseguenza la struttura di supporto di un arto (6).

4. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il supporto di un arto (6) presenta una sporgenza di sostegno rivolta verso il corpo del paziente.

5. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di comunicazione via cavo e/o wireless atti a consentire Timpostazione dei parametri dell?esercizio riabilitativo da svolgere.

6. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il mezzo di azionamento (10) ? costituito da un motore elettrico.

7. MACCHINARIO RIABILITATIVO ISOMETRICO AUTOMATICO (1), secondo la rivendicazione 6, in cui il motore elettrico comprende un controllo di coppia interno.

8. PROCEDIMENTO DI RIABILITAZIONE mediante un macchinario riabilitativo isometrico automatico (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le seguenti fasi:

? posizionamento del paziente sulla seduta (2);

? fissaggio dellarto da riabilitare alla struttura di supporto di un arto (6);

? impostazione dei parametri dell?esercizio da svolgere;

? esecuzione dell?esercizio tramite la guida del supporto di un arto (6) mediante il mezzo di azionamento (10) in base ai parametri preimpostati.

9. PROCEDIMENTO DI RIABILITAZIONE, secondo la rivendicazione 8, in cui l?esercizio prevede le seguenti fasi ripetute una o pi? volte:

? applicazione di una forza contraria al movimento del paziente tramite la struttura di supporto di un arto (6) guidata dal mezzo di azionamento (10) in modo da ottenere uno sforzo isometrico in corrispondenza di un limite del raggio di movimento del paziente per un periodo di tempo da 7 a 10 secondi; ? un successivo periodo refrattario di circa 15 secondi.