ITFI20070104A1 - "un apparecchio per la correzione di difetti di motricita' con monitoraggio - Google Patents

Description

"UN APPARECCHIO PER LA CORREZIONE DI DIFETTI DI MOTRI-CITÀ CON MONITORAGGIO"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio per la correzione di difetti di motricità per la riabilitazione post-traumatica e simili, del tipo descritto nel brevetto italiano n°1297368. Tale apparecchio comprende un nastro trasportatore per consentire la deambulazione del paziente, un complesso di tamponi di battuta orizzontale applicabili frontalmente e posteriormente al paziente per limitarne gli spostamenti orizzontali, ed un complesso di attuatori atti ad applicare al paziente - mediante tiranti ed una apposita imbracatura - una o più forze per agevolarne e/o correggerne la deambulazione.

Attraverso numerose prove effettuate su pazienti con tale attrezzatura con svariate combinazioni di forze applicabili al paziente, ciascuna modulabile in intensità, si è rilevata la necessità di poter variare facilmente e rapidamente tali parametri registrandone i valori impostati via via durante l'esercizio per poter documentare, ripetere o variare l'esercizio compiuto, così da consentire cicli di trattamento personalizzati finalizzati alla correzione dei difetti di deambulazione.

La presente invenzione ha lo scopo di soddisfare tale esigenza e prevede un apparecchio del tipo sopra citato che comprende inoltre mezzi di rilevazione della posizione istantanea del paziente e mezzi centralizzati di regolazione individuale della forza applicata da ciascun attuatore al corpo del paziente, consentendo il controllo locale e/o remoto dell'esercizio compiuto.

Detti mezzi di rilevazione della posizione istantanea del paziente possono comprendere, per ciascuno di detti tamponi di battuta dell'apparecchio, una guida di scorrimento per lo più orizzontale secondo la quale il tampone può scorrere elasticamente sotto la pressione esercitata dal paziente e l'azione di una molla di contrasto. Inoltre ciascun tampone comprende un trasduttore lineare per misurare lo spostamento del tampone da una posizione iniziale e segnalarlo ad una unità centrale computerizzata di telemetria.

In una forma preferita di attuazione dell'invenzione detti attuatori sono martinetti pneumatici a doppio effetto e detti mezzi di regolazione individuale della forza applicata ai martinetti comprendono, per ciascun martinetto, un regolatore di pressione azionato per la regolazione mediante rispettivi motori elettrici. In tal modo si rende possibile, da una consolle di comando posta nelle vicinanze dell'apparecchio od anche a distanza mediante un telecomando, variare la forza esercitata da ciascun martinetto anche durante l'esercizio. Per ciascun martinetto è previsto inoltre un sensore di pressione atto a trasmettere a detta unità centrale computerizzata un segnale rappresentativo del valore della pressione applicata al martinetto, l'unità centrale computerizzata essendo programmata anche per determinare, sulla base di tali segnali, la forza applicata al paziente in ogni istante da ciascun martinetto e segnalarla ad un posto di controllo.

Preferibilmente l'imbracatura del paziente comprende due attacchi superiori di sollevamento, uno per ciascuna spalla, tali attacchi potendo essere collegati ciascuno ad una rispettiva estremità di una stessa fune azionata da uno di detti attuatori in modo da applicare una stessa forza di sollevamento ad entrambe le spalle e quindi a ciascuno dei due emisomi. In alternativa, oppure contemporaneamente a tale collegamento, ciascuno di detti attacchi può anche essere collegato ad un pro-prio attuatore supplementare, per applicare a ciascuna spalla una forza di sollevamento supplementare eventualmente diversa fra le due spalle.

E' anche prevista l'applicazione al paziente a livello pelvico di una cintura con due attacchi laterali disposti su fianchi opposti del paziente, ciascuno dei quali attacchi è collegabile mediante una fune ad un rispettivo attuatore, per consentire di caricare lateralmente da uno o da entrambi i lati il bacino del paziente durante la deambulazione assistita.

L'apparecchio secondo l'invenzione può anche comprendere, per ciascun attuatore, un comando elettropneumatico di emergenza a portata del paziente e/o di un supervisore, atto ad interrompere l'alimentazione di aria compressa all'attuatore stesso, interrompendo così l'applicazione della forza dell'attuatore al paziente nel caso insorgessero difficoltà durante l'esercizio.

Il trovato sarà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: le

Figg.l a 3 mostrano viste di un apparecchio secondo la presente invenzione, rispettivamente laterale, frontale ed in prospettiva; la

Fig.4 mostra schematicamente il sistema di imbracatura del paziente con gli attacchi per l'applicazione delle forze esercitate dai martinetti; la

Fig.5 mostra schematicamente il paziente durante l'esercizio di deambulazione controllata; la

Fig.6 è una vista laterale ingrandita, parzialmente in sezione, del dettaglio VI di Fig.1; e la

Fig.7 è uno schema del circuito pneumatico di comando dei martinetti dell'apparecchio associato ad uno schema a blocchi di una unità centrale computerizzata di controllo.

Con riferimento alle Figg.1 a 4, l'apparecchio per la correzione dei difetti di motricità comprende una struttura a portale 1 sotto la è quale disposto un tapis roulant 3 motorizzato del tipo utilizzato per allenamento e riabilitazione di deambulazione. La struttura 1 è formata sostanzialmente da due montanti laterali 1A, 1B ed una architrave 1C, tali elementi essendo scatolati in lamiera.

L'apparecchio comprende un complesso di tamponi 5A, 5B, 5C, 5D di battuta orizzontale di cui due coppie di tamponi 5A, 5B applicabili frontalmente al paziente contro la parte superiore del torace ed il bacino, rispettivamente, ed una coppia di tamponi 5C ed un tampone singolo 5D applicabili posteriormente al paziente contro la parte superiore e la parte inferiore della schiena, rispettivamente, per limitare gli spostamenti orizzontali del paziente durante l'esercizio di deambulazione sul tapis roulant. In pratica, i tamponi anteriori 5A, 5B e posteriori 5C, 5D definiscono rispet tivamente due piani verticali a, b (Fig.5) entro i quali è mantenuto il paziente durante l'esercizio di deambulazione. I tamponi anteriori 5A, 5B sono fissati ai montanti 1A, 1B e posizionabili opportunamente a seconda della statura del paziente mediante un rispettivo complesso 8A, 8B di aste fisse e di aste orientabili mediante opportuni morsetti di fissaggio. Lo stesso vale per i tamponi posteriori 5C, 5D mediante un complesso 10 di aste fisse ed aste orientabili.

L'apparecchio comprende inoltre un complesso di cinque martinetti pneumatici che, come sarà decritto in dettaglio nel seguito, sono atti ad applicare al paziente, mediante tiranti ed una apposita imbracatura, una o più forze per agevolarne e/o correggerne l'atto motorio. Detta imbracatura comprende una cintura superiore 6A (Fig4), stretta a livello della vita del paziente, ed una cintura inferiore 6B stretta a livello del bacino.

Tale complesso di martinetti comprende (vedere Fig.4): - un martinetto superiore 7 montato orizzontalmente entro l'architrave 1C e fissato a questa, il quale martinetto 7, mediante una puleggia 9 applicata all'estremità libera dello stelo del martinetto, agisce su di una fune 11 che passa su pulegge di rinvio 17 imperniate all'architrave 1C ed i cui due capi sono collegati a rispettivi attacchi 13, 15 posti sulle spalle del paziente e collegati mediante rispettive bretelle 13A, 15A alla cintura superiore 6A. In tal modo è possibile con il martinetto 7, durante l'esercizio di deambulazione, applicare in corrispondenza di ciascuna spalla e quindi di ciascun emisoma del paziente un carico verticale egualmente ripartito fra i due attacchi 13, 15;

due martinetti laterali superiori 19A, 19B montati verticalmente ciascuno entro un montante 1A, 1B, rispettivamente, il cui stelo - mediante una rispettiva fune 21A, 21B e pulegge di rinvio 23A, 23B imperniate all'architrave 1C - è collegato ad uno di detti attacchi superiori 13, 15, rispettivamente. Con tali martinetti laterali superiori 19A, 19B è possibile, durante l'esercizio di deambulazione, applicare in corrispondenza di ciascuna spalla del paziente un carico verticale supplementare oltre al carico fornito dal martinetto superiore 7;

- due martinetti laterali inferiori 25A, 25B montati verticalmente ciascuno entro un montante 1A, 1B, rispettivamente, il cui stelo - mediante una rispettiva fune 27A, 27B e pulegge di rinvio 29A, 29B imperniate al rispettivo montante 1A, 1B - è collegato ad attacchi laterali 31A, 31B, rispettivamente, della cintura inferiore 6B. Con tali martinetti laterali inferiori 25A, 25B è possibile, durante l'esercizio di deambulazione, applicare in corrispondenza di ciascun fianco del paziente, a livello del bacino, un carico per lo più orizzontale per correggere le deviazioni laterali del bacino durante la deambulazione.

Secondo l'invenzione, l'apparecchio comprende anche mezzi di rilevazione della posizione istantanea del paziente nella direzione dello scorrimento del tapis roulant e mezzi centralizzati di regolazione individuale della forza applicata da ciascun attuatore al corpo del paziente, per consentire il controllo locale e/o remoto dell'esercizio compiuto.

Per la rilevazione della posizione istantanea del paziente in direzione dello scorrimento del tapis roulant, ciascun tampone 5A, 5B, 5C, 5D ha uno stelo 27D (vedere Fig.6) che è montato scorrevole assialmente in un cilindretto di guida 27A solidale con l'asta di sostegno 27B del tampone. Una molla 27C spinge il tampone verso un anello di battuta 27E fissato all'estremità del cilindretto di guida 27A, e fra l'estremità dello stelo 27D del tampone ed il fondo del cilindretto di guida 27A è interposto un potenziometro lineare 29 atto a rilevare gli spostamenti assiali del tampone rispetto alla propria asta di supporto 27B.

Per la regolazione individuale della forza applicata da ciascun martinetto 7, 19A, 19B, 25A, 25B, al corpo del paziente durante la deambulazione 1'apparecchio comprende, per ciascun martinetto, un regolatore di pressione 33A-33E ciascuno dei quali è azionabile per la regolazione mediante una rispettiva coppia di motori elettrici sincroni a corrente alternata 34A-34E. Ad esempio ciascun regolatore di pressione motorizzato è del tipo T100M costruito da ControlAirlnc. (USA) che presenta il vantaggio che, una volta raggiunta la regolazione voluta, questa viene conservata anche togliendo l'alimentazione di corrente. Inoltre, ciascun dispositivo 33A-33E comprende un regolatore di pressione di precisione che mantiene la pressione impostata - senza intervento dei detti motori - anche in presenza di variazioni di pressione della linea da cui viene prelevata l'aria compressa. Nel tratto di condotto di alimentazione di aria compressa che va da ciascun regolatore 33A-33E al rispettivo martinetto 7, 19A, 19B, 25A, 25B, sono inoltre inseriti un sensore di pressione 35A-35E atto a trasmettere un segnale elettrico rappresentativo del valore della pressione applicata al martinetto, ed una elettrovalvola di emergenza 40A-40E atta ad annullare istantaneamente la pressione di alimentazione a ciascun martinetto con un comando di emergenza.

Il controllo dell'apparecchio è effettuato da un circuito 37 a microprocessore integrato nella macchina ed illustrato nello schema di Fig.7. Tale circuito comprende elementi di comando dei motori elettrici 34A-34E, riceve i segnali dai sensori di pressione 35A-35E ed è connesso ad un comando remoto palmare 38 (telecomando) mediante il quale il terapista od il paziente stesso può regolare singolarmente le forze di trazione dei cinque martinetti pneumatici 7, 19A, 19B, 25A, 25B azionando, per ciascun martinetto, una rispettiva coppia di pulsanti "UP", "DOWN" che inviano segnali al circuito di comando, per così controllare indipendentemente fra loro i riduttori di pressione 33A-33E. Inoltre, il circuito di controllo 37 - tramite terminali R1-R9 - è collegato con i trasduttori lineari 29 dei tamponi 5A, 5B, 5C, 5D di battuta che definiscono la posizione del corpo del paziente, con le elettrovalvole di emergenza 40A-40E e con relativi pulsanti di comando disposti sul telecomando 38. Il circuito di controllo 37 da un lato elabora i segnali dei trasduttori lineari 29 e li invia ad un elaboratore 38 (Personal Computer) installato in prossimità dell'apparecchio descritto, da un altro lato - ricevendo un segnale di emergenza impostato sul telecomando 38 - provoca l'interruzione dell'alimentazione d'aria al martinetto corrispondente azzerandone la forza esercitata sul paziente. Con tale disposizione, per motivi di sicurezza, l'interruzione di alimentazione avviene contemporaneamente per tutti i martinetti quando viene a mancare l'alimentazione di energia elettrica, liberando il paziente.

Sull'elaboratore 38 è fatto funzionare un apposito programma di supervisione che permette di visualizzare (anche su eventuali terminali remoti) e memorizzare tutti i dati della terapia seguita dal paziente attraverso successivi esercizi con l'apparecchio secondo l 'invenzione.

E' inteso che il disegno non mostra che una esem-plificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale pre-senza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione, e non limi-ta l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Un apparecchio per la correzione di difetti di motricità, per la riabilitazione post-traumatica e simili comprendente: - un tapis roulant (3) per consentire la deambulazione del paziente, un complesso di tamponi (5A-5D) di battuta orizzontale applicabili frontalmente e posteriormente al paziente per limitarne gli spostamenti orizzontali, un complesso di attuatori (7, 19A, 19B, 25A, 25B) atti ad applicare al paziente - mediante tiranti (11; 21A, 21B; 27A, 27B) ed una apposita imbracatura (6A; 6B) - una o più forze per agevolarne e/o correggerne la deambulazione, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (29) di rilevazione della posizione istantanea del paziente e mezzi (33A-33E; 34A-34E; 35A-35E; 37) centralizzati di regolazione individuale della forza applicata da ciascun attuatore (7, 19A, 19B, 25A, 25B) al corpo del paziente, per consentire il controllo locale e/o remoto dell'esercizio compiuto. 2.Apparecchio come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione della posizione istantanea del paziente comprendono una unità centrale (37) computerizzata e, per ciascuno di detti tamponi (5A-5D) di battuta, una guida (27A, 27D) di scorrimento per lo più orizzontale secondo la quale il tampone può scorrere elasticamente sotto la spinta esercitata dal paziente, lo scorrimento essendo contrastato da una molla (27C), ed un trasduttore lineare (29) per misurare lo spostamento del tampone da una posizione iniziale e segnalarlo a detta unità centrale (37). 3. Apparecchio come da rivendicazione 1 o 2, in cui detti attuatori sono martinetti pneumatici a doppio effetto caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione individuale della forza applicata ai martinetti (7, 19A, 19B, 25A, 25B) comprendono, per ciascun martinetto, un regolatore di pressione (33A-33E) azionato per la regolazione mediante rispettivi motori elettrici (34A-34E), ed un sensore di pressione (35A-35E) atto a trasmettere a detta unità centrale (37) computerizzata un segnale rappresentativo del valore della pressione applicata al martinetto, e dal fatto che detta unità centrale (37) è programmata per determinare, sulla base di tali segnali, la forza applicata al paziente in ogni istante da ciascun martinetto e segnalarla ad un posto di controllo. 4.Un apparecchio come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che, a portata del paziente e/o del posto di controllo è previsto un comando di emergenza per interrompere l'alimentazione di aria compressa a ciascun attuatore (7, 19A, 19B, 25A, 25B) dell'apparecchio. 5. Un apparecchio per la correzione di difetti di motricità; il tutto come sopra descritto e rappresentato per esemplificazione nell'annesso disegno.