ITMI20090435A1 - Dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato - Google Patents

Description

“Dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato"

Descrizione

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce a dispositivo ortotico robotizzato, specialmente adatto ad essere utilizzato in attività di riabilitazione motoria su pazienti colpiti da danni neurologici e/o ortopedici di varia natura (esiti di ictus, traumi cranici, lesioni alla colonna vertebrale) nonché riabilitazione motoria su pazienti protesizzati di anca o di ginocchio. Come à ̈ noto, patologie come ictus e altri traumi del cervello o della colonna vertebrale, disfunzioni neurologiche e/o ortopediche quali sclerosi multipla o interventi per applicazioni di protesi d’anca e/o ginocchio, possono causare disfunzioni motorie degli arti inferiori e/o incapacità dell’ individuo ad eseguire il movimento in modo cornetto.

Gli individui colpiti dalle citate o da simili patologie motorie, possono ritrovare la funzionalità dei propri arti o alleviare i disturbi causati dalle patologie attraverso l’uso di diverse tecniche e dispositivi fisioterapici. Tali tecniche si presentano come esercizi fisici che il fisioterapista fa eseguire alTindividuo allo scopo di stimolare il lavoro di quei muscoli lesi dal trauma.

Per l'esecuzione di tali esercizi fisici il fisioterapista si può avvalere di molteplici dispositivi, quali ad esempio camminatori ortopedici elettrici provvisti di tappeto motorizzato, corrimano, corsetti e/o imbragature atte a sostenere Γ individuo scaricando parzialmente o completamente il peso ed evitando cadute dello stesso.

Alcune tecniche note, inoltre, prevedono anche l’utilizzo di elettrodi applicati o inseriti nella cute dell’individuo e atti a riattivare il collegamento con il cervello per ottenere la contrazione muscolare.

Queste strutture o dispositivi, tuttavia, richiedono sempre la presenza di uno o piu addetti del tipo fisioterapisti che seguono in modo attento, controllano e aiutano individuo o paziente nell'esecuzione del movimento. Tuttavia, il fisioterapista pur nella sua professionalità non à ̈ in grado di riprodurre il movimento degli arti lesi in modo sempre uniforme e costante nel tempo. Inoltre, per assistere un paziente durante la sua attività riabilitativa à ̈ richiesta sempre la presenza di almeno due fisioterapisti, uno per arto, operanti in sincronia con funzioni di controllo e assistenza nell’esecuzione corretta del movimento.

Il processo di riabilitazione risulta quindi essere lungo e faticoso non solo per il paziente, ma anche per i fisioterapisti che assistono e seguono il medesimo durante questa attività; infatti, la guida e il controllo del movimento degli arti del paziente oltre ad essere faticosi, devono anche essere attuati in modo rapido e continuativo, con la conseguenza che le sessioni di riabilitazione necessarie per ottenere risultati soddisfacenti devono essere molteplici e, al contempo, di durata limitata.

Per ovviare a questi inconvenienti sono stati realizzati dispositivi riabilitativi automatici e robotizzati da utilizzasi con i camminatori o tappeti motorizzati che assistono il movimento degli arti inferiori durante il cammino; ciò da un iato consente di utilizzare un solo fisioterapista per paziente e dai]<'>altro rende più rapido il processo riabilitativo in quanto il dispositivo robotizzato consente di ripetere ì movimenti in modo uniforme e costante nel tempo. I dispositivi ortotici robotizzati per la riabilitazione degli arti inferiori attualmente presenti sul mercato presentano tipicamente un camminatolo del tipo a tappeto motorizzato provvisto a volte di corrimano laterali e una struttura a colonna provvista di un apparato di sollevamento e sostegno del paziente rappresentato da un corsetto o imbragatura; il sollevamento avviene in genere a mezzo di funi c dispositivi a carrucola. I dispositivi robotizzati di cui sopra, inoltre, sono provvisti di esoscheletri da applicarsi agli arti inferiori del paziente per realizzarne il movimento. 1 sensori applicati al dispositivo consentono di misurare e monitorare fattività deambulatone realizzando un’azione di feedback.

Tali dispositivi deambulatori robotizzati sono, tuttavia, molto ingombranti per quanto riguarda le dimensioni e richiedono ampi spazi per il loro posizionamento e per la gestione/movimentazione del paziente durante la fase di inserimento del paziente a bordo della macchina medesima; infatti, nel caso in cui il paziente si trovi su una sedia a rotelle à ̈ necessario che il dispositivo ortotico sia provvisto di una rampa, per consentire al paziente di salire con la sedia a rotelle sul camminatolo o tappeto motorizzato al fine di poterlo agganciare, tramite il corpetto o imbragatura, al dispositivo atto a sollevare e sostenere l’individuo medesimo scaricando parzialmente o completamente il peso ed evitando cadute dello stesso.

I medesimi dispositivi, inoltre, sono di notevole complessità costruttiva, per quanto concerne la movimentazione e la trasmissione del moto e richiedono l’utilizzo e l’applicazione di molteplici sensori esterni finalizzati ad un’attività di feedback e, conseguentemente, risultano essere molto costosi e con logiche di controllo molto complesse; complessa e costosa appare anche l'attività di manutenzione e/o riparazione in caso di guasto o malfunzionamento.

Un ulteriore inconveniente à ̈ rappresentato dal fatto che attualmente i noti dispositivi di riabilitazione robotizzati non consentono il movimento controllato della rotazione tibio-tarsica, ovvero non permettono di controllare adeguatamente la posizione del piede durante le fasi del ciclo del cammino.

Un ulteriore inconveniente dei dispositivi tradizionali à ̈ rappresentato dal fatto che essi non consentono un adattamento automatico dei parametri biometria del paziente, quali altezza, peso, distanza tra i trocanteri e lunghezza dei segmenti degli arti inferiori, con una riproduzione precisa dei medesimi ad ogni seduta successiva.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra riportati.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato per la rieducazione a! movimento degli arti inferiori che sia compatto nelle dimensioni, di semplice utilizzo tanto per il paziente quanto per il fisioterapista che controlla il paziente medesimo.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un dispositivo di riabilitazione robotizzato che consenta di realizzare il movimento controllato della rotazione tibio-tarsica .

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un dispositivo di riabilitazione che consenta di attuare Γ adattamento automatico di parametri biometrici del paziente in trattamento, quali altezza, peso, lunghezza dei segmenti degli arti inferiori, ecc.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un dispositivo di riabilitazione robotizzato flessibile e sicuro e tale da consentire un’immediata gestione delle condizioni in cui il paziente in trattamento effettua in modo autonomo dei movimenti con gli arti.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un dispositivo di riabilitazione robotizzato di facile manutenzione, ispezione e per il quale sia semplice ed agevole la sostituzione dì eventuali componenti usurati o mal funzionanti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un dispositivo dì riabilitazione motoria robotizzato per arti inferiori atto a garantire un elevato livello di resistenza ed affidabilità nel tempo e tale, inoltre, da essere facilmente ed economicamente realizzato.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dal dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato per arti inferiori della presente invenzione che comprende una struttura a portale fissata a una struttura di basamento, un tappeto motorizzato atto a consentire la camminata del paziente, un corpetto provvisto di preferenza di quattro cinghie o bretelle fissate alla struttura del dispositivo e indossato dal paziente per il suo sostegno, un primo esoscheletro e un secondo esoscheletro articolati e ìndipendenti per la movimentazione passiva e assistita degli arti inferiori del paziente, gli esoscheletri comprendenti mezzi di azionamento e movimentazione automatica e con detto dispositivo che integra mezzi per il sollevamento del paziente e il controllo automatico e continuo della gestione del peso del medesimo.

Le caratteristiche costruttive e funzionali del dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato della presente invenzione potranno essere meglio comprese dalla detagliata descrizione che segue, nella quale si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che ne rappresentano una forma di realizzazione preferita e non limitativa e in cui:

la figura 1 rappresenta una vista schematica frontale del dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato dell’ invenzione;

la figura 2 rappresenta una vista schematica laterale del medesimo dispositivo.

Con riferimento alle citate figure il dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato della presente invenzione, indicato complessivamente con 10 alle figure 1 e 2, comprende una struttura a portale fonnata da due corpi scatolati verticali 12 e 14 e da una copertura o scatolato orizzontale 16 disposto su detti scatolati verticali e unito ai medesimi mediante imbullonatura o altri noti mezzi dì vìncolo. Deti scatolati verticali 12 e 14 e orizzontale 16 sono fonnati da profilati internamente cavi in acciaio, alluminio o altro noto materiale idoneo allo scopo.

Gli scatolati verticali 12 e 14 presentano le estremità opposte a quelle unite allo scatolato orizzontale 16 stabilizzate a una struttura di basamento e rispetivamente a un primo piede 18 e a un secondo piede 20 tra loro collegati inferiormente tramite una piastra base 22 posta a contatto con il terreno o pavimentazione e della cui funzione si dirà più in dettaglio nel seguito.

La struttura del basamento à ̈ parimenti realizzata tramite profilati o barre in acciaio, alluminio o altro materiale idoneo alio scopo saldati tra loro o vincolati in altro noto modo.

Lo scatolato verticale 14 à ̈ completato nella parte inferiore da un armadio elettrico 24 internamente al quale sono alloggiati tutti i componenti elettrici ed elettronici necessari al funzionamento del dispositivo dell’ invenzione. Internamente alla struttura a portale sono posizionate una prima colonna portante 26 e una seconda colonna portante 28 atte al sostegno e allo scorrimento degli elementi dei quali si darà descrizione nel seguito. Detta prima colonna portante 26 e seconda colonna portante 28, preferibilmente ma non esclusivamente a sezione quadrata, sono rispettivamente fissate con l’estremità inferiore al fronte superiore del primo piede 18 e del secondo piede 20 e con l’estremità superiore al fronte inferiore dello scatolato orizzontale 16 della struttura a portale.

Una prima guida 30 e una seconda guida 32 sono rispettivamente fissate alla prima colonna portante 26 e alla seconda colonna portante 28 e si prolungano per una lunghezza leggermente inferiore a quella di dette colonne portanti. Tali prima guida 30 e seconda guida 32 definiscono delle corsie per lo scorrimento di organi dei quali si darà dettagliata spiegazione in seguito con riferimento alle loro caratteristiche costruttive e funzionali. Un primo carrello 34 e un secondo carrello 36 sono rispettivamente scorrevolmente disposti in verticale sulla prima guida 30 e sulla seconda guida 32 della prima colonna portante 26 e della seconda colonna portante 28.

Nella forma di realizzazione preferita di cui alle figure, detto primo e secondo carrello, che presentano le medesime caratteristiche geometriche, sono ciascuno formati da due piastre quadre 38 e 40, il cui fronte interno scorre rispetto alla prima e seconda guida, unite lateralmente a mezzo di una spalla 42 sulla quale à ̈ vincolato un piatto a gancio 44 atto a trasmettere il moto verticale indotto da una traversa 46 dotata di madreviti, a loro volta mosse verticalmente da due viti senza fine 48 disposte internamente a ciascuna colonna portante. Allo scopo, tanto la prima colonna portante 26 quanto la seconda colonna portante 28, sono provviste di un’apertura 50 realizzata lungo la superficie laterale interna e longitudinalmente estesa per permettere io scorrimento verticale degli elementi di cui si dirà nei seguito. Un motoriduttore non rappresentato nelle figure attiva la rotazione simultanea delle viti senza fine 48 a mezzo di una trasmissione con cinghia 52, tendenzialmente di tipo dentato, calzata su due pulegge 54 e 56 disposte in corrispondenza delle estremità superiori delle viti 48; detta cinghia 52 à ̈, altresì, provvista di un tradizionale dispositivo tendicinghia 58

La spalla 42 del primo carrello 34 e del secondo carrello 36 à ̈ provvista dì un’asola 60 estesa in direzione longitudinale che definisce la sede per l'escursione verticale di almeno una barra orizzontale 62 disposta tra le spaile dì detto primo e secondo carrello; nella forma di realizzazione preferita le barre orizzontali 62 sono due parallele tra loro e identiche.

Una leva moltiplicatrice 64. incernierata tra le due barre orizzontali 62, attraversa l’asola 60 della spalla 42 del secondo camello 36 e all’estremità esterna à ̈ incernierato un contrappeso 66 in prossimità del quale à ̈ incernierato, a mezzo di una forcella o in altro modo noto, un motore elettrico lineare 68. Detto motore lineare 68 à ̈, a sua volta, infulcrato su un supporto 69 in acciaio afferente alle piastre 38 e 40 poste dalla parte della seconda colonna portante 28.

Un giogo 70 à ̈ vincolato all'estremità interna della leva moltiplicatrice 64 mediante una biella 71 e liberamente oscillante o flottante rispetto ad essa a mezzo di un perno di rotazione o fulcro 73.

L’assieme costituito dal primo carrello 34, dal secondo carrello 36, dalla/dalle barre orizzontali 62, dalla leva 64 (comprensiva del motore elettrico lineare 68 e del contrappeso 66) e del giogo 70 definisce un apparato di sollevamento per un paziente 72 che deve essere sottoposto al Γ intervento o seduta di riabilitazione motoria. Per l’operazione di sollevamento e successivo sostegno durante la seduta di riabilitazione, il paziente indossa un corpetto 74 agganciato al giogo 70 a mezzo di preferibilmente quattro cinghie o bretelle 76.

Un primo tirante 78 e un secondo tirante 80, posti alle estremità del giogo 70, collegano rispettivamente un primo esoscheletro 82 e un secondo esoscheletro 84, a) citato giogo 70 dell’apparato di sollevamento.

Un terzo carrello 86 e un quarto carrello 88, rispettivamente fissati al primo tirante 78 e al primo esoscheletro 82, al secondo tirante 80 e al secondo esoscheletro 84, sono rispettivamente scorrevolmente disposti rispetto alla prima guida 30 e alla seconda guida 32 delle colonne portanti; ciascun esoscheletro, inoltre, dispone di un ulteriore carrello scorrevolmente disposto rispetto alle guide e non rappresentato nelle figure. In tal modo à ̈ possibile controllare la posizione verticale di detti due esoscheletri in funzione delle oscillazioni del giogo 70, a seconda delle caratteristiche anatomiche del paziente soggetto alla terapìa e delle esigenze funzionali della terapia medesima.

Con riferimento particolare alla figura 2 vengono descritte le caratteristiche costruttive di uno solo degli esoscheletri e precisamente del secondo esoscheletro 84, che dal punto di vista costruttivo funzionale à ̈ identico al primo esoscheletro 82 (pertanto anche i riferimenti numerici sono i medesimi); i due esoscheletri sono indipendenti, articolati e speculari. singolo esoscheletro comprende un elemento piastriforme 90 di forma tendenzialmente triangolare al quale sono fìssati, in direzione perpendicolare, almeno due colonne di guida orizzontali 92 la cui estremità opposta a quella di fissaggio rispetto all'elemento piastriforme 90 à ̈ vincolata ad un ulteriore elemento piastriforme 94 disposto parallelamente ali elemento piastriforme 90. Dette colonne guida 92 consentono di movimentare l’esoscheletro secondo una direzione orizzontale, indicata con la freccia K in figura 1 , cosi da poter adattare automaticamente la posizione del medesimo agli arti interiori del paziente 72; la regolazione viene effettuate mediante l’intervento di un motoriduttore epicicloidale con trasmissione a vite e madrevite non rappresentato nelle figure.

L’elemento piastriforme 90 à ̈ posizionato sostanzialmente all’altezza della zona dell’anca del paziente 72.

Un braccio femorale 96 à ̈ incernierato elemento piastriforme 90 e, nella forma di realizzazione preferita, comprende una leva femorale 98 incernierata rispetto all’elemento piastriforme 90 e un corpo o corsoio femorale 100 scorrevole in avvicinamento e allontanamento rispetto alla leva 98 lungo almeno una colonna guida femorale 102,

lì movimento oscillatorio-basculante dei braccio femorale 96, indicato dalla freccia X, à ̈ realizzato a mezzo di un primo motore elettrico lineare 104 vincolato all’elemento piastriforme 90 e incernierato alla leva femorale 98 dei braccio femorale 96.

Un motoriduttore femorale 106 di tipo epicicloidale con trasmissione e vite e madrevite consente di attuare il moto di avvicinamento e allontanamento del corsoio femorale 100 rispetto alla leva femorale 98, così da poter regolare la lunghezza de! braccio femorale 96 in funzione della lunghezza del femore del paziente sottoposto al trattamento riabilitativo.

Il braccio femorale 96 Ã ̈ provvisto, di preferenza in corrispondenza del corsoio femorale 100, di almeno una staffa femorale 105 che va a riscontrare il femore del paziente 72 al quale viene allacciata mediante una fascia imbottita in materiale tessile o in altro modo noto.

Un braccio tibiale 108 à ̈ fulcrato al braccio femorale 96 ed ha la possibilità di oscillare rispetto a detto braccio femorale secondo la direzione indicata dalla freccia Y. Il braccio tibiale 108 comprende una leva tibiale 1 10 incernierata rispetto al corsoio femorale 100 del braccio femorale 96 e un corsoio tibiale 1 12 scorrevole in avvicinamento/allontanamento rispetto alla leva tibiale 1 10 lungo almeno una colonna guida tibiale 1 14,

11 movimento oscillatorio/basculante del braccio tibiale 108 secondo la direzione Y e rispetto al braccio femorale 96 Ã ̈ realizzato a mezzo di un secondo motore elettrico lineare 1 16 vincolato al corsoio femorale 100 del braccio femorale 96 e incernierato alla leva tibiale 110 de! braccio tibiale 108.

Un motoriduttore tibiale 118 di tipo epicicloidale con trasmissione e vite e madrevite e vincolato alla leva tibiale 1 10, consente di realizzare il movimento traslatorio del corsoio tibiale 112 rispetto alla leva tibiale 1 10 così da adattare la lunghezza del braccio tibiale 108 alla lunghezza della tibia del paziente sottoposto al trattamento.

11 braccio tibiale 108 Ã ̈ provvisto, di preferenza in corrispondenza de! corsoio tibiale 112, di almeno una staffa tibiale 120 che va a riscontrare la tibia del paziente 72 alla quale viene allacciata mediante una fascia imbottita in materiale tessile o in altro modo noto.

11 singolo esoscheletro à ̈, inoltre, provvisto di un braccio caviglia 122 fulcrato rispetto al corsoio tibiale 1 12 del braccio tibiale 108 con movimento oscillatorio secondo la direzione indicata dalla freccia Z in figura 2; il braccio caviglia 122 à ̈ provvisto di un supporto plantare 124 per l appoggio e il contenimento del piede del paziente 72.

Il movimento oscillatorio del braccio caviglia 122 rispetto al braccio tibiale 108 Ã ̈ realizzato a mezzo di un terzo motore elettrico lineare 126, fissato al braccio tibiale 108 e incernierato al braccio caviglia 122,

Il supporto plantare 124 appoggia il proprio fronte inferiore su un tappeto motorizzato 128 che, in fase di non utilizzo del dispositivo dell’ invenzione, viene fatto scorrere sulla piastra base 22 per andarsi a posizionare a “scomparsa†di preferenza internamente al secondo piede 20 della struttura di basamento.

La posizione verticale di ciascun esoscheletro può essere regolata a mezzo di un ulteriore motoriduttore 130 di tipo epìcicloidaie agente tramite vite verticale e madrevite, che consente di realizzare il movimento verticale traslatorio del singolo esoscheletro lungo la prima guida 30 e la seconda guida 32.

il dispositivo di riabilitazione robotizzato dell’invenzione integra anche un’unità di controllo, definita di preferenza da un computer industriale, provvista di un software dedicato e di supporti hardware necessari al controllo e alla gestione del dispositivo nonché dei dati che il medesimo rileva o che provengono da eventuali sensori applicati al corpo del paziente sottoposto a trattamento e atti a rilevare eventuali parametri fisici del paziente. li software di gestione e controllo del dispositivo dell’ invenzione gestisce, inoltre, i protocolli di prova cui deve essere sottoposto il paziente, nonché i dati relativi alle performance del paziente così da valutarne ì progressi nel tempo e i parametri biometrici del paziente.

Inoltre, il dispositivo dell’invenzione ha la possibilità di essere collegato con qualsiasi noto apparato multimediale quale, ad esempio, un sistema di simulazione delia realtà virtuale atto a calare il paziente in ambienti differenti (camminata in un parco, lungo un sentiero montano, ecc.) e stimolanti.

Il funzionamento del dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato della presente invenzione, sopra descritto con riferimento ai suoi elementi costruttivi à ̈ di seguito spiegato.

Come già detto ìn precedenza, in condizioni di non utilizzo il tappeto motorizzato 128 à ̈ disposto internamente al secondo piede 20 della struttura di basamento.

Il paziente che deve essere sottoposto a trattamento riabilitativo indossa il corpetto 74 provvisto delle cinghie o bretelle 76. viene introdotto a bordo della carrozzina sotto il portale, agganciato al giogo 70 ed issato verticalmente a mezzo dell’apparato di sollevamento descritto in precedenza, mentre il tappeto motorizzato 128, una volta allontanata la carrozzina, à ̈ fatto fuoriuscire rispetto al secondo piede 20.

Con il paziente non ancora a contatto con il tappeto motorizzato, tanto il primo quanto il secondo esoscheletro vengono traslati in direzione orizzontale in avvicinamento agli arti inferiori 72’ del paziente 72, viene effettuata la regolazione dell’ altezza dell’ esoscheletro e della lunghezza delle singole porzioni degli esoscheletrì per adattarle alle caratteristiche anatomiche degli arti del paziente e i piedi vengono inseriti nei supporti plantari 124; tutte le regolazioni dell’altezza degli esoscheletrì e della lunghezza delle singole porzioni dei medesimi, ossia del braccio femorale 96 e del braccio tibiale 108. vengono attuate in modo automatico azionando i motoriduttori 130, 106 e 118 che adeguano la struttura ai parametri archiviati su una scheda paziente.

Allo stesso tempo il motore lineare 68 viene azionato per regolare la posizione della leva moltiplicatrice 64 a mezzo della quale viene calibrata la quantità di peso del paziente che deve essere compensata dall’apparato di sollevamento,

Una volta che gii esoscheletri sono stati disposti rispetto al paziente e regolati in funzione delle caratteristiche anatomiche del medesimo, il tappeto motorizzato viene messo in funzione, il paziente comincia a camminare passivamente per la forza imposta dagli esoscheletri e, gradualmente, il paziente stesso viene calato fino a portare il proprio piede a contatto con il tappeto.

IJ primo motore elettrico lineare 104, il secondo motore elettrico lineare 116 e il terzo motore elettrico lineare 126 gestiscono il movimento del braccio femorale 96, del braccio tibiale 108 e del braccio caviglia 122 forzando gli arti del paziente nell’esecuzione del movimento di camminata sul tappeto motorizzato.

L’entità della forza impressa dai motori elettrici lineari à ̈ funzione della patologia motoria del paziente e della tipologia di test o protocollo medico di prova cui il paziente à ̈ sottoposto durante la terapia riabilitativa.

L'unità di controllo gestisce in modo automatico razionamento dei singoli motori elettrici lineari,

1 motori elettrici lineari, che movimentano le singole articolazioni degli arti del paziente, rilevano in modo autonomo e senza l’ausilio di sensori esterni una eventuale attività spontanea dei muscoli del paziente e si autoregolano conseguentemente, limitando la potenza erogata, allo scopo di agevolare tale movimento spontaneo del paziente.

In tal modo il paziente à ̈ forzato o condotto inizialmente nel movimento di camminata passiva tramite la forza impressa dai motori elettrici lineari che azionano il braccio femorale, il braccio tibiale e il braccio caviglia tino a quando non comincia a sviluppare abbastanza forza nei muscoli degli arti per andare a limitare la forza impressa dai motori elettrici lineari degli esoscheletri e cominciare a recuperare un movimento autonomo realizzando una camminata attiva.

La presenza del giogo 70 e. in particolare, la sua oscillazione rispetto ai fulcro 73 permette al paziente di eseguire il movimento della camminata in modo dei tutto naturale, in quanto detto giogo oscillando consente il naturale movimento del bacino.

La creazione di un eventuale ambiente di realtà virtuale consente di creare degli ambienti coinvolgenti nei quali calare il paziente durante la pratica riabilitativa così da incentivare e stimolare il medesimo ne esecuzione della camminata attiva.

Come si può rilevare da quanto precede sono evidenti i vantaggi che il dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato dell’ invenzione consegue. Il dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato della presente invenzione consente vantaggiosamente di realizzare la rieducazione al movimento della totalità degli arti inferiori dell’individuo affetto da traumi o patologie motorie in modo semplice ed agevole tanto per il paziente quanto per il fisioterapista che controlla il paziente medesimo.

La presenza di motori elettrici lineari dedicati alla movimentazione degli esoscheletri e delle singole porzioni dei medesimi accoppiate con gli arti del paziente, consente in modo vantaggioso di regolare e gestire la movimentazione passiva con un feedback molto preciso proveniente dalle coppie di muscoli supportate da ciascun motore elettrico lineare e senza la necessità di dover utilizzare sensori esterni per la rilevazione di parametri motori.

Ulteriormente vantaggioso à ̈ il fatto che i motori elettrici lineari degli esoscheletri del dispositivo robotizzato dell’invenzione sono in grado di limitare in modo automatico la potenza erogata a fronte di incrementi spontanei nell’attività muscolare degli arti dei paziente.

Un ulteriore vantaggio de) dispositivo dell' invenzione à ̈ rappresentato dal fatto che in caso di movimento brusco da parte del paziente, dovuto ad esempio ad uno spasmo muscolare o a una improvvisa azione di forza impressa dal paziente medesimo, l' unita di controllo segnala una situazione di allarme e il dispositivo blocca immediatamente il funzionamento dei motori elettrici lineari portandoli in una condizione di funzionamento folle in modo tale da scongiurare danni articolari al paziente medesimo.

Ulteriormente vantaggioso à ̈ il fatto che il dispositivo dell’invenzione permette il movimento dei bacino consentendo in tal modo l<'>esecuzione di una camminata più regolare e naturale e quindi il recupero di una postura e di una andatura corretta.

Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il primo esoscheletro 82 e il secondo esoscheletro 84 sono separati, indipendenti uno rispetto all’altro e possono essere gestiti autonomamente con parametri di regolazione e movimenti differenti; in tal modo à ̈ possibile sollecitare in muscoli degli arti inferiori del paziente in modo differente in funzione di quelle che sono le particolari caratteristiche patologiche del paziente medesimo.

Ulteriormente vantaggioso à ̈ il fatto che gli esoscheletri del dispositivo dell’invenzione, comprendendo anche un braccio caviglia movimentabile, consentono anche il movimento forzato del piede e quindi la stimolazione motoria del medesimo.

Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato dell’invenzione à ̈ di struttura compatta e poco ingombrante, di agevole assemblaggio nonché manutenzione; inoltre, il tappeto motorizzato a scomparsa nella struttura del basamento elimina la necessità di disporre di una rampa per spingere il paziente in carrozzina sul tappeto motorizzato medesimo, limitando così ulteriormente ingombro della macchina.

Ulteriormente vantaggioso à ̈ il fatto che l’unità di controllo consente di memorizzare i parametri biometrici del paziente permettendo una regolazione automatica e rapida degli apparati della struttura ogni volta che il paziente viene inserito nel dispositivo per riesecuzione della seduta riabilitativa senza la necessità di una ricalibrazione del dispositivo ad ogni seduta.

Benché riinvenzione sia stata sopra descritta con particolare riferimento a una forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativa, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti a un tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione, pertanto, intende abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nello spirito e nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1. Un dispositivo di riabilitazione motoria robotizzato (10), specialmente adatto ad essere utilizzato in atività di riabilitazione motoria su pazienti (72) colpiti da danni neurologici e/o ortopedici di varia natura (esiti di ictus, traumi cranici, lesioni alla colonna vertebrale) nonché riabilitazione motoria su pazienti (72) protesizzatì di anca o di ginocchio o affetti da altre disfunzioni motorie, comprendente una struttura a portale fissata a una struttura di basamento, un tappeto motorizzato (128) atto a consentire la camminata del paziente (72). un corpetto (74) tendenzialmente provvisto di quattro cinghie o bretelle (76) agganciate alla struttura del dispositivo e indossato dal paziente (72) per il suo sostegno, detto dispositivo di riabilitazione caratterizzato dal fatto di comprendere un primo esoscheletro (82) e un secondo esoscheietro (84) articolati e indipendenti per la movimentazione passiva e assistita degli arti inferiori (72’) del paziente (72), gli esoscheletri comprendenti mezzi di azionamento e movimentazione automatica e con detto dispositivo che comprende mezzi per il sollevamento del paziente e il controllo automatico e continuo del peso del medesimo. 2. il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di azionamento e movimentazione automatica del primo e secondo esoscheletro (82, 84) sono definiti da una pluralità di motori elettrici lineari. 3. 11 dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il primo esoscheletro (82) e il secondo esoscheletro (84) comprendono ciascuno un elemento piastri forme (90) posizionato sostanzialmente attezza della zona dell’anca del paziente (72), un braccio femorale (96) incernierato a detto elemento piastri forme, un braccio tibiale (108) fulcrato al braccio femorale (96) e un braccio caviglia (122) fuicrato rispetto al braccio tibiale ( 108). 4. il dispositivo dì riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'elemento piastriforme (90) comprende almeno due colonne guida (92) atte a realizzare uno scorrimento secondo una direzione orizzontale degli esoscheletri con l’estremità opposta a quella di fissaggio rispetto all'elemento piastriforme (90) vincolata a un ulteriore elemento piastriforme (94) disposto parallelamente all’elemento piastriforme (90). 5. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il braccio femorale (96) comprende una leva femorale (98) incernierata rispetto all'elemento piastriforme (90), un corpo o corsoio femorale ( 100) scorrevole in avvicinamento e allontanamento rispetto alla leva femorale (98) lungo almeno una colonna guida femorale (102). un primo motore elettrico ( 104) di tipo lineare fuicrato all’elemento piastriforme (90) e incernierato alla leva femorale (98), un motoriduttore femorale (106) di tipo epicicloidaie con trasmissione e vite e madrevite atto a realizzare il moto dì avvicinamento e allontanamento del corsoio femorale ( 100) rispetto alla leva femorale (98), almeno una staffa femorale (105) in corrispondenza del corsoio femorale (100) e a riscontro del femore del paziente (72), 6. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il braccio tibiale (108) fulcrato al braccio femorale (96) comprende una leva tibiale (1 10) incernierata rispetto al corsoio femorale (100) del braccio femorale (96), un corsoio tibiale (1 12) scorrevole in a icinamento/allontanamento rispetto alla leva tibiale (1 10) lungo almeno una colonna guida tibiale (1 14), un secondo motore elettrico (116) di tipo lineare fulcrato al corsoio femorale ( 100) e incernierato alla leva tibiale (1 10) atto a realizzare il movimento oscillatorio/basculante del braccio tibiale (108) rispetto al braccio femorale (96), un motoriduttore tibiale ( 1 18) di tipo epicicloidale con trasmissione e vite e madrevite, vincolato alla leva tibiale (1 10) atto a realizzare il movimento traslatorio del corsoio tibiale ( 1 12) rispetto alla leva tibiale ( 110), almeno una staffa tibiale (120) in corrispondenza del corsoio tibiale (1 12) e a riscontro della tibia del paziente (72). 7. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il braccio caviglia (122) fulcrato rispetto al corsoio tibiale (1 12) del braccio tibiale (108), comprende un supporto plantare ( 124) per Γ appoggio del piede del paziente (72), un terzo motore elettrico (126) di tipo lineare, vincolato al braccio tibiale (108). incernierato al braccio caviglia ( 122) e atto a realizzare il movimento oscillatorio del braccio caviglia (122) rispetto al braccio tibiale (108). 8. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fato che i mezzi per il sollevamento del paziente e il controllo automatico e continuo del peso del medesimo comprendono almeno una barra (62) scorrevolmente disposta internamente a un’asola (60) realizzata in direzione longitudinale sulla superfìcie di due contrapposte e parallele spalle (42) di un primo carrello (34) e di un secondo carrello (36) scorrevoli lungo una prima guida (30) e una seconda guida (32) rispettivamente fìssati a una prima colonna portante (26) e a una seconda colonna portante (28) poste internamente alla struttura a portale, un giogo (70) al quale sono fissate le cinghie o bretelle (76) del corpetto (74), detto giogo vincolato alla leva moltiplicatrice (64) e liberamente oscillante rispetto ad essa a mezzo di una biella (71) e di un perno di rotazione o fulcro (73), la leva moltiplicatrice (64) incernierata rispetto all’ almeno una bata (62) e provvista di un contrappeso (66) incernierato all’estremità opposta a quella di fissaggio rispetto a! giogo (70), un motore eletrico lineare (68) incernierato in prossimità del contrappeso (66) e falciato su un supporto (69) afferente alle piastre (38) e (40) poste dalla parte della seconda colonna portante (28), il primo carrello (34) e il secondo carrello (36) ciascuno provvisto di un piatto a gancio (44) stabilizzato alla spalla (42) e mosso verticalmente da una traversa (46) dotata di madreviti scorrevole coassialmente a due viti senza fine (48) verticali disposte internamente alla prima e alla seconda colonna portante (26, 28), una trasmissione a cinghia (52) di tipo dentato calzata su due pulegge (54, 56) disposte in corrispondenza delle estremità superiori delle viti (48) provvista di un dispositivo tendicinghia (58) e azionata a mezzo di un motoriduttore elettrico a vite senza fine. 9- Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la struttura basamento comprende un primo piede (18) e un secondo piede (20) collegati tramite almeno una piastra base (22) posta a contatto con la pavimentazione e atta a consentire lo scorrimento di ingresso e fuoriuscita del tappeto motorizzato ( 128) rispetto al secondo piede (20). 10. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il primo esoscheletro (82) e il secondo esoscheletro (84) sono collegati al giogo (70) rispettivamente tramite un primo tirante (78) e un secondo tirante (80), il primo esoscheletro (82) e il secondo esoscheletro (84) comprendenti un terzo carrello (86) e un quarto carrello (88), scorrevolmente disposti rispetto alla prima guida (30) e alla seconda guida (32) ciascuno con il movimento di detti carrelli azionato tramite un ulteriore motoriduttore (130) di tipo epicicloidale. 11. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un armadio elettrico (24), disposto nella parte inferiore di un corpo scatolato verticale (14) della struttura a portale, detto armadio elettrico contenente t componenti elettrici ed elettronici necessari al funzionamento del dispositivo dell' invenzione. 12. Il dispositivo di riabilitazione robotizzato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto di comprendere una unità di controllo definita da un computer industriale, provvista di un software dedicato al controllo e alla gestione del dispositivo, dei protocolli di prova cui deve essere sottoposto il paziente, dei dati relativi alle performances nel tempo e dei parametri biometrici del paziente medesimo.