ITBO980328A1 - Apparecchiatura ginnica con gruppo ausiliario di elettrostimolazione muscolare. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

APPARECCHIATURA GINNICA CON GRUPPO AUSI-LIARIO DI ELETTROSTIMOLAZIONE MUSCOLARE.

Il presente trovato concerne una apparecchiatura ginnica con un gruppo ausiliario di elettrostimolazione muscolare dell'utente.

La attuali apparecchiature ginniche, o macchine "fitness" come da gergo del settore (intendendo con questo anche quelle a scopo rieducativo), hanno raggiunto elevati livelli di perfezionamento sia nella loro componentistica meccanica, sia nella componentistica elettronica (anche di tipo "software") con la quale si ottiene il controllo della medesima macchina fitness.

Nell'ambito di tali macchine fitness sono distinguibili due filoni separati ma complementari, per quanto riguarda l’allenamento muscolare vero e proprio ed il miglioramento delle condizioni cardiovascolari e del benessere fisico in generale nella preparazione o nella riabilitazione degli utenti: le macchine di tipo a contrappesi o con gruppi resistenti di tipo a controllo elettronico cosiddetto "isocinetico (con sforzo dell'utente di tipo anaerobico e con esercizio di tiro o spinta dell'attrezzo), oppure le macchine cosiddette "cardiovascolari", destinate a consentire l’esecuzione di un esercizio di tipo aerobico, ovvero che “simulano" determinati sport o attività fisiche effettuate generalmente all’aperto (come la corsa, la bike od anche la salita delle scale o step).

Le macchine delle generazioni più recenti sono provviste di dispositivi di controllo atti a permettere agii utenti di personalizzare le modalità di funzionamento così da permettere l'ottenimento di risultati positivi sullo stesso utente in tempi anche molto brevi.

D'altra parte è noto che l'accrescimento della potenzialità muscolare può essere ottenuto attraverso la tecnica di elettrostìmolazione, consistente nell'assoggettare il muscolo (od uno o più fasci muscolari) ad una stimolazione elettrica pilotata; questa metodologia viene realizzata mediante apparecchiature in grado di generare "treni" di impulsi elettrici (tarati in intensità ed in durata) che vengono scaricati sul muscolo attraverso uno o più elettrodi applicati sulla cute in corrispondenza della zona da allenare.

Alcuni esempi di tali dispositivi sono rintracciabili nelle pubblicazioni US - 3.204.637, US - 3.387.147, US - 5.218.960 ed infine nel US - 5.350.415, ma nessuno di questi apparecchi prevede una correlazione con le suddette macchine fitness/riabilitative, né una stimolazione in fase con l'attività del muscolo interessato.

Una delle varie possibilità di miglioramento delle macchine ora descritte può quindi essere rappresentata da un abbinamento tra la stessa macchina ed un gruppo di elettrostimolazione muscolare: una soluzione nota in questo ambito (vedi brevetto US -4.724.842), limitata alla semplice rieducazione di arti inferiori e ad un unico tipo di apparecchiatura utilizzata, riguarda appunto una apparecchiatura per l'esercizio di arti inferiori (in particolare un dinamometro) con movimento rotatorio dell'atto stesso a cui sono applicati degli elettrodi di stimolazione. Sostanzialmente, l’apparecchiatura di cui sopra permette di registrare (grazie all'utilizzo di mezzi di controllo di una posizione angolare) l'ampiezza del movimento dell'arto ed, in base alla posizione assunta dallo stesso arto, effettuare una appropriata elettrostimolazione muscolare nei punti inizialmente predeterminati.

Ora, partendo dalla sopra citata ottica di miglioramento e personalizzazione delle macchine da fitness, la Richiedente ha quindi pensato di associare ad ogni macchina un gruppo ausiliario per l'elettrostimolazione muscolare, dotando quindi la macchina di una struttura tale da permettere all'utente una veloce applicazione del gruppo di elettrodi nelle zone del corpo corrispondenti ai fasci muscolari che vengono maggiormente sollecitati durante l'esercizio previsto sulla macchina prescelta; quest'ultima è poi prevista di un gruppo di controllo dell'unità di elettrostimolazione con il quale sia possibile effettuare il trattamento in funzione del tipo di esercizio.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto ri portate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi definente l'apparecchiatura ginnica con un gruppo di elettrostimolazione muscolare secondo il presente trovato;

la figura 2 illustra un elemento alternativo che può far parte del gruppo di elettrostimolazione di cui a figura 1, ed in particolare un indumento indossabile dall'utente in una vista frontale schematica;

la figura 3 illustra un particolare in scala ingrandita riferito a figura 2 in cui è visibile una zona di applicazione dì un elettrodo di stimolazione all'indumento, la figura è in una vista laterale in sezione con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 4 illustra l'elettrodo di cui a figura 3 in una vista in pianta dal basso;

le figure 5, 6 e 7 illustrano rispettive apparecchiature ginniche di tipo "cardiovascolare" dotate, ognuna, del gruppo di elettrostimolazione secondo il presente trovato, tutte le figure risultano in viste laterali schematiche;

la figura 8 illustra un’apparecchiatura ginnica di tipo isocinetico dotata del gruppo di elettrostimolazione secondo il presente trovato, la figura è in una vista prospettica.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento alla figura 1, l'apparecchiatura ginnica in oggetto è provvista di un gruppo ausiliario di elettrostimolazione muscolare.

In questo gruppo ausiliario, indicato genericamente con G, è compresa una unità di elettrostimolazione 1 , di tipo noto, composta da una pluralità di elettrodi 2 collegati ad un generatore 3 di impulsi di corrente elettrica tarati al fine di permettere una azione di stimolazione di muscoli o fasci muscolari 4 interessati. La configurazione preferenziale degli elettrodi è di tre di cui due di "invio" dell'impulso ed uno di "ascolto" della reazione del fascio muscolare 4 per il feed back di taratura del valore dello stimolo.

La suddetta apparecchiatura ginnica 5 può essere quella strutturata per permettere esercizi, per un singolo utente 6, di tipo isocinetico interessante i suddetti fasci muscolari 4 definiti (come illustrato in figura 8, a tìtolo di esempio, con una macchina denominata "pulley" per esercizi sul muscolo tricipite), oppure del tipo con movimento atto a sollecitare, nell'utente 6, una attività cardiovascolare, apparecchiature queste illustrate nelle figure 5, 6 e 7, a semplice titolo di esempio, rispettivamente con un "treadmill" per corsa sul posto, uno "step" per deambulazione in salita ed un simulatore di "bike".

Tutte le apparecchiature ginniche 5 appena citate sono provviste di una unità 7 di controllo dell’andamento dell’esercizio atta a registrare le posizioni assunte dall'utente 6 o dagli attrezzi 8 durante tali posizioni (il controllo è effettuato sull'uno o sull'altro a seconda del tipo di macchina su cui si trova l’utente 6).

A queste macchine è associato il suddetto gruppo G comprendente: una suddetta unità 1 di elettrostimolazione ed un elemento fasciante 9 indossatale dall'utente 6 ed a cui sono applicabili una pluralità di elettrodi 2.

Più in dettaglio, vedi figure da 1 a 4, l'unità 1 è collegata direttamente all'apparecchiatura ginnica 5 in modo da risultare asservita alla suddetta unità 7 di controllo così da potersi attivare in funzione delle suddette posizioni registrate ed inviate dalla medesima unità 7 di controllo: in altre parole l'impulso elettrico inviato dagli elettrodi 2 sui fasci muscolari 4 viene deciso in funzione e correlato alla posizione assunta dall'attrezzo 8 utilizzato o dalla posizione assunta dall'utente durante l'esercizio.

Le posizioni di interesse per l'elettrostimolazione sono registrate dall'unità 7 come, ad esempio, la posizione delle gambe 6g dell’utente 6 nel treadmill di figura 5 attraverso un sensore S sul tappeto 8t di scorrimento che segnala il contatto tra piede e tappeto; oppure la posizione angolare dei pedali 8p della bike di figura 7; od ancora la posizione delle leve 8I dello step di figura 6; oppure la posizione dei pesi 8a nel pulley di figura 8.

L'elemento fasciante 9 è indossabile dall'utente 6 sulla o sulle zone del corpo C in cui vi sono i suddetti fasci muscolari 4 da stimolare mediante gli elettrodi 2 dell'unità 1 di elettrostimolazione.

Più precisamente, vedi sempre le figure da 1 a 4, l'elemento fasciante 9 può essere costituito da una vera e propria banda 12 (vedi figura 1), elasticamente cedevole, applicabile nella zona del corpo C dell'utente 6 in cui sono presenti i fasci muscolari 4 interessati all'esercizio.

In alternativa, l'elemento fasciante 9 può essere costituito da un vero e proprio indumento 13 (visibile in figura 2 come un paio di pantaloncini), sempre elasticamente cedevole, e coprente anche la parte dei fasci muscolari interessata all'esercizio. In ogni caso l'elemento fasciante 9 deve risultare estremamente aderente alla superficie del corpo C dell'utente per permettere una corretta stimolazione (come verrà spiegato meglio nel seguito della trattazione).

Come osservabile chiaramente nelle figure 2 e 3, l’elemento fasciante 9 è preferenzialmente dotato di una pluralità di mezzi 10 elettricamente conduttori, i quali sono uniformemente distribuiti sulla superficie 9a dell'elemento 9 destinata al contatto stabile con la superficie Cs del corpo C dell'utente 6; ognuno di questi mezzi 10 va a definire rispettivi punti P di applicazione stabile degli elettrodi 2.

A livello costruttivo ogni mezzo 10 di contatto può essere costituito da un disco metallico 14 provvisto, su una prima superficie 14a contraffacciata ai suddetti fasci muscolari 4, di un appendice cuneiforme 15 destinata al contatto stabile , in uso, con il punto P del fascio muscolare e, se necessario, ad esercitare una pressione sullo stesso punto: in questo modo l’impulso elettrico inviato dall'elettrodo 2 viene preferibilmente trasmesso al muscolo dell'utente Tra ognuno dei dischi 14 di contatto ed il corrispondente elettrodo 2 che viene ad esso collegato agiscono dei mezzi 11 di aggancio / sgancio rapido dell'elettrodo 2 così da permettere un posizionamento stabile degli stessi elettrodi nelle zone dei fasci muscolari 4 in funzione del tipo di esercizio o del tipo di stimolazione da effettuare.

Questi mezzi 11 di aggancio / sgancio rapido possono essere costituiti, per ogni disco 14, da una testa metallica 16, a sezione sferica, sporgente verticalmente dalla seconda superficie 14b del disco 14, la quale testa 16 è inseribile e disinseribile, a scatto, in/da una corrispondente sede 17 presentata dal corrispondente elettrodo 2.

La sede 17 di ogni elettrodo 2 può essere dotata, per una migliore stabilizzazione dell'accoppiamento, di almeno una coppia parallela di lamine metalliche 18' e 18", elasticamente cedevoli, disposte lungo l'apertura definita dalla sede 17, le quali permettono il bloccaggio, in uso, ed il relativo sbloccaggio della testa sferica 16 attraverso la loro interposizione successivamente al passaggio della testa sferica 16 e rispettivamente il distacco di quest'ultima grazie alla loro flessibilità.

In alternativa, vedi figura 4 in linea discontinua, i mezzi 11 di aggancio / sgancio rapido possono essere costituiti da strisce 19 di materiale associate ad ognuno degli elettrodi 2 presenti e dotate di una superficie 19s di fissaggio e distacco, a strappo, sulla superficie dell'elemento fasciante 9, superficie che può essere provvista di un materiale analogo per poter far aderire la striscia (materiale denominato commercialmente "Velcro").

Come osservabile in figura 1 e 2, per ottenere una più rapida visualizzazione dei punti di applicazione degli elettrodi 2 sull'elemento fasciente 9, quest'ultimo può presentare una pluralità di linee trasversali LT e longitudinali LL di riferimento, le quali, incrociandosi, vanno a definire i suddetti punti P dove risultano posizionati i dischi 14 di contatto.

Al limite le suddette linee trasversali LT e longitudinali LL poiranno far parte di un reticolo di conduttori originanti quindi una matrice; i punti di intersezione di tale matrice potranno dar luogo a corrispondenti elettrodi cartesiani facenti capo ad un connettore pluripolo CP illustrato schematicamente in figura 2.

Nella figura 5 è illustrata una ulteriore possibilità di utilizzo dell’apparecchiatura in oggetto, cioè la stimolazione elettrica di fasci muscolari 4' (come, ad esempio, muscolo pettorale o dorsale durante un esercizio di corsa dell'utente 6) non direttamente interessati all'esercizio su quel tipo di attrezzatura; in questa situazione si utilizza un elemento fasciante 25 che interessa le zone dei muscoli da stimolare (qui schematizzato con un corpetto) e presentante sempre le caratteristiche a matrice sopra descritte al fine di focalizzare al meglio la zona da stimolare.

Questo particolare utilizzo dell’apparecchiature permette di mantenere allenati dei fasci muscolari anche quando l'attività di rieducazione o ginnica non prevede una attività intensa degli stessi.

Da quanto sopra, discende anche la possibilità di sommare le due ipotesi di configurazione sopra descritte, ovvero la stimolazione sia d fasci muscolari direttamente interessati dall'esercizio, sia di fasci non attivamente correlati all’esercizio stesso.

Un apparecchiatura così strutturata raggiunge quindi gli scopi prefissati attraverso una combinazione di elementi che permettono la veloce applicazione sull'utente degli elettrodi per la stimolazione muscolare sulle zone muscolari interessate all'esercizio sulla singola apparecchiatura.

Ciò rende l’apparecchiatura particolarmente adatta al settore del fitness, laddove l'utente è soggetto ad un allenamento che prevede l'utilizzo di una moltitudine di macchine, ciascuna delle quali è idonea a sollecitare fasci muscolari determinati. In questo modo il cambio attrezzo risulta rapido e rientra nei tempi usuali, oltre a permettere la sollecitazione di zone muscolari diverse a seconda della corrispondenza topologica tra gli elettrodi dell'elemento fasciente 9 e del connettore pluripolo CP.

Per quanto sopra descritto, l'apparecchiatura illustrata non richiede l'intervento di operatori specializzati, o l'utilizzo di materiali ausiliari che favoriscano il passaggio della corrente all'interfaccia elettrodo / cute.

Le modalità di applicazione degli elettrodi può raggiungere elevati livelli di personalizzazione adeguando l'elemento fasciante alla conformazione fisica dell'utente in modo da realizzare una struttura "reticolare" che definisce una molteplicità di elettrodi sufficiente a coprire i punti di applicazione più idonei alla tipologia di esercizio ed alle esigenze dell'utente.

Grazie ai sistemi di aggancio e sgancio sopra descritti, l'applicazione degli elettrodi risulta particolarmente facile e pertanto rapida così da permettere all'utente di prepararsi velocemente all'esercizio senza aiuto esterno.

L'indumento, preferenzialmente, può essere di tipo dedicato e personalizzato all'utente, che potrà, una volta indossato, mantenere io stesso e spostarsi da una macchina all'altra, semplicemente staccando prima e riattaccando poi i conduttori agli elementi elettrodi: ciò è tanto più vero in quanto a macchine diverse corrispondono spesso punti diversi di elettrostimolazione.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura ginnica con gruppo ausiliario di elettrostimolazione muscolare, in cui il gruppo ausiliario comprende una unità (1) ausiliaria composta da una pluralità di elettrodi (2) alimentati da almeno un generatore (3) di impulsi elettrici di intensità regolabile e collegabili a muscoli o fasci muscolari (4) determinati, in modo tale da provocare una detta stimolazione, caratterizzata dal fatto di prevedere, in combinazione con una detta apparecchiatura ginnica (5) atta a permettere esercizi, per un singolo utente (6): - una unità (7) di controllo dell’andamento dell’esercizio atta a registrare le posizioni assunte dall’utente (6) o dagli attrezzi (8) durante tali posizioni; ed un gruppo (G) comprendente: una detta unità (1) di elettrostimolazione associata a detta apparecchiatura ginnica (5), collegata ed asservita con/a detta unità (7) di controllo e un elemento fasciante (9) indossabile da detto utente (6) su almeno una zona del corpo (C) presentante detti fasci muscolari (4) da stimolare attraverso detta unità (1) di elettrostimolazione; detto elemento fasciante (9) essendo provvisto di detta pluralità di elettrodi (2).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità (1) di elettrostimolazione risulta attivabile in funzione delle dette posizioni registrate ed inviate da detta unità (7) di controllo.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è indossabile su una zona del corpo (C) dì detto utente (6) presentante fasci muscolari (4') da stimolare elettricamente non direttamente interessati all'esercizio effettuato con la detta apparecchiatura ginnica (5).
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è indossabile su una zona del corpo (C) di detto utente (6) presentante fasci muscolari (4) da stimolare elettricamente direttamente interessati all'esercizio effettuato con la detta apparecchiatura ginnica (5).
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è indossabile su una zona del corpo (C) di detto utente (6) presentante fasci muscolari (4, 4‘) da stimolare elettricamente direttamente e non direttamente interessati all'esercizio effettuato con la detta apparecchiatura ginnica (5).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dai fatto che detto elemento fasciante (9) è dotato di una pluralità di mezzi (10) elettricamente conduttori, uniformemente distribuiti sulla propria superficie (9a) destinata al contatto stabile con la superfide (Cs) del corpo (C) di detto utente (6), così da definire rispettivi punti (P) di applicazione stabile di detti elettrodi (2).
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è costituito da una banda (12) flessibile applicabile nella zona del corpo (C) di detto utente (6) in cui sono presenti i detti fasci muscolari (4) interessati a detto esercizio.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è costituito da un indumento (13) flessibile coprente anche la parte di detti fasci muscolari (4) interessata a detto esercizio.
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) è dotato di una pluralità di mezzi (10) elettricamente conduttori, uniformemente distribuiti sulla propria superficie (9a) destinata al contatto stabile con la superficie (Cs) del corpo (C) di detto utente (6), così da definire rispettivi punti (P) di applicazione stabile di detti elettrodi (2); tra ognuno di detti mezzi (10) di contatto ed almeno un detto elettrodo (2) agendo dei mezzi (11) di aggancio / sgancio rapido del detto elettrodo (2) così da permettere un posizionamento degli stessi elettrodi nelle zone di detti fasci muscolari funzione del tipo di esercizio o del tipo di stimolazione da effettuare.
10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto elemento fasciante (9) presenta una pluralità di linee trasversali (LT) e longitudinali (LL) facenti capo a conduttori disposti in corrispondenza dei punti (P) di intersezione delle stesse linee, così da realizzare un reticolo definente una vera e propria matrice dotata di una pluralità di detti mezzi (10) elettricamente conduttori; i detti punti (P) di intersezione di detta matrice definendo corrispondenti elettrodi cartesiani facenti capo ad un connettore pluripolo (CP) applicabile a detto elemento fasciante (9) ed a cui sono collegabili i detti elettrodi (2).
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che ogni detto mezzo (10) di contatto è costituito da un disco metallico (14) provvisto, su una prima superficie (14a) contraffacciabile ai detti fasci muscolari, di un appendice cuneiforme (15) a contatto continuo, in uso, in corrispondenza del punto (P) del fascio muscolare ed atta a premere, se necessario, sullo stesso punto.
12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che ogni detto mezzo (10) di contatto è costituito da un disco metallico (14) provvisto, su una prima superfìcie (14a) contraffacciata ai detti fasci muscolari, di un appendice cuneiforme (15) atta a premere, in uso, in corrispondenza del punto (P) del fascio muscolare; sulla seconda superficie (14b) di ogni detto disco (14), contrapposta alla detta prima superficie (14a), essendo previsti i detti mezzi (11) di aggancio / sgancio rapido di un relativo detto elettrodo (2).
13. 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (11) di aggancio / sgancio rapido sono costituiti, per ogni detto disco (14), da una testa metallica (16), a sezione sferica, sporgente verticalmente dalla detta seconda superficie (14b) del detto disco (14) ed inseribile e disinseribile, a scatto, in/da una corrispondente sede (17) presentata dal corrispondente detto elettrodo (2) e dotata, detta sede (17), di almeno una coppia parallela di lamine (18', 18") metalliche, elasticamente cedevoli, disposte lungo l'apertura definita da dette sede (17) ed atte a permettere il bloccaggio ed il relativo sbloccaggio di detta testa sferica (16) attraverso l'interposizione delle stesse lamine in corrispondenza del passaggio di detta testa sferica (16).
14. 14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (11) di aggancio / sgancio rapido sono costituiti da strisce (19) di materiale applicate ad ogni detto elettrodo (2) e dotate di una superficie (19s) di fissaggio e distacco, a strappo, sulla superficie di detto elemento fasciante (9).
15. 15. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.