ITMI20121006A1 - PORTABLE HANDHELD DEVICE TO ASSESS THE CUTANEOUS THERMAL SENSITIVITY OF A PATIENT - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO PALMARE PORTATILE PER VALUTARE LA SENSIBILITÀ TERMICA CUTANEA DI UN PAZIENTE PORTABLE HANDHELD DEVICE TO ASSESS A PATIENT'S THERMAL SKIN SENSITIVITY
CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION
La presente invenzione concerne i dispositivi medici e più precisamente un dispositivo palmare portatile per valutare lesioni a fibre nervose e ricettori deputati alla sensibilità termica cutanea in un paziente. The present invention relates to medical devices and more precisely to a portable handheld device for evaluating lesions to nerve fibers and receptors responsible for skin thermal sensitivity in a patient.
BACKGROUND BACKGROUND
La sintomatologia dolorosa, è in assoluto, il principale motivo di consulto medico ed è una delle più onerose voci di spesa per accertamenti e terapie. Una corretta e precoce diagnosi, con relativa appropriata terapia, può portare a netta riduzione di spese sanitarie, prestazioni mediche, accertamenti e farmaci, oltre naturalmente a ovvi benefici per il paziente. Painful symptomatology is by far the main reason for medical consultation and is one of the most expensive items of expenditure for investigations and therapies. A correct and early diagnosis, with relative appropriate therapy, can lead to a net reduction in healthcare costs, medical services, tests and drugs, as well as obvious benefits for the patient.
Alla luce della letteratura intemazionale (Prof. Bonezzi, Doti. Buonocore, "BEDSIDE EVALUATION", Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico Fondazione Maugeri Pavia) ed alle nuove linee di indirizzo del Ministero della Salute (legge n. 38 del marzo 2010), la sensibilità termica risulta essere una delle fondamentali componenti sulla quale il medico deve sempre indagare in presenza di sintomatologia dolorosa, al fine di identificare una eventuale neuropatia e conseguentemente impostare la terapia più corretta. In the light of international literature (Prof. Bonezzi, Doti. Buonocore, "BEDSIDE EVALUATION", Institute for Scientific Hospitalization and Care of the Maugeri Pavia Foundation) and the new guidelines of the Ministry of Health (law no. 38 of March 2010) , thermal sensitivity turns out to be one of the fundamental components on which the doctor must always investigate in the presence of painful symptoms, in order to identify a possible neuropathy and consequently set the most correct therapy.
In presenza di sintomatologia dolorosa o a sospetto danno del sistema somatosensoriale la valutazione di lesioni a fibre nervose e ricettori deputati alla trasmissione della sensibilità termica è oggi affidata a metodi empirici, come ad esempio l'uso di una provetta riempita di acqua calda, metodo attualmente consigliato dalla SIMG (Società Italiana di Medicina Generale). In the presence of painful symptoms or suspected damage to the somatosensory system, the evaluation of lesions to nerve fibers and receptors responsible for transmitting thermal sensitivity is now entrusted to empirical methods, such as the use of a test tube filled with hot water, currently recommended. by the SIMG (Italian Society of General Medicine).
In alternativa sono disponibili macchinari molto complessi e costosi, come ad esempio quello divulgato all'indirizzo web http://www.medoc-web.com, di quasi esclusivo uso per un numero limitato di strutture ospedaliere, composto da diverse unità, tra le quali una sonda che può essere utilizzata per generare uno stimolo termico sulla cute del paziente ottenendo un referto tramite un computer. Alternatively, very complex and expensive machines are available, such as the one disclosed at the web address http://www.medoc-web.com, which is almost exclusively used for a limited number of hospitals, consisting of several units, including such as a probe that can be used to generate a thermal stimulus on the patient's skin by obtaining a report via a computer.
Tale strumento risulta molto complesso, costoso, difficilmente trasportabile e inutilizzabile se non collegato direttamente alla rete elettrica. Altri strumenti meno noti, hanno caratteristiche similari. This instrument is very complex, expensive, difficult to transport and unusable if not directly connected to the electrical network. Other less known instruments have similar characteristics.
Risulta quindi desiderabile disporre di uno strumento di valutazione della sensibilità termica cutanea che sia poco costoso, facilmente trasportabile e utilizzabile, con un'autonomia adeguata, anche lontano da prese della rete elettrica. It is therefore desirable to have an instrument for assessing skin thermal sensitivity that is inexpensive, easily transportable and usable, with adequate autonomy, even away from electrical mains sockets.
SOMMARIO SUMMARY
Tutti i summenzionati punti trovano innovativa ed efficace soluzione nel dispositivo palmare portatile secondo la presente descrizione. All the aforementioned points find an innovative and effective solution in the portable handheld device according to the present description.
Il nuovo dispositivo palmare comprende un guscio cavo allungato, possibilmente di forma ergonomica, utilizzabile e impugnabile con un'unica mano. Un'estremità del dispositivo termina con una piastrina in materiale termoconduttore, preferibilmente metallico, destinata ad essere posta in contatto sulla cute del paziente. Tale piastrina è riscaldata da un componente elettrico, termicamente accoppiato ad essa, attraverso il quale viene fatta circolare una corrente fornita da un accumulatore di energia elettrica interno, regolata da un circuito di controllo. The new handheld device includes an elongated hollow shell, possibly ergonomically shaped, which can be used and handled with one hand. One end of the device ends with a plate made of heat-conducting material, preferably metal, intended to be placed in contact with the patient's skin. This chip is heated by an electrical component, thermally coupled to it, through which a current supplied by an internal electrical energy accumulator, regulated by a control circuit, is circulated.
Il circuito di controllo, connesso ad un sensore di temperatura a contatto con la piastrina, termostata la temperatura della piastrina ad un valore selezionato dal medico tra un insieme discreto di valori. The control circuit, connected to a temperature sensor in contact with the plate, thermostates the temperature of the plate to a value selected by the doctor from a discrete set of values.
Ponendo la piastrina riscaldata alla temperatura desiderata a contatto con diversi punti della cute del paziente per un periodo di tempo definito dalla letteratura medica, il medico potrà stilare con semplicità una diagnosi valutando la risposta del paziente. By placing the plate heated to the desired temperature in contact with different points of the patient's skin for a period of time defined by the medical literature, the doctor can easily draw up a diagnosis by evaluating the patient's response.
Le rivendicazioni come depositate sono parte integrante di questa descrizione e sono qui incorporate per espresso riferimento. The claims as filed form an integral part of this specification and are incorporated herein by express reference.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Le figure 1 e 2 riproducono vista frontale e laterale del nuovo dispositivo palmare portatile secondo la forma di realizzazione preferita, con l'ausilio di una base di supporto per ricaricare un accumulatore di energia elettrica contenuto nel dispositivo stesso. Figures 1 and 2 show front and side views of the new portable handheld device according to the preferred embodiment, with the aid of a support base for recharging an electrical energy accumulator contained in the device itself.
La figura 3 è una vista in prospettiva del dispositivo palmare e della base di supporto delle figure 1 e 2. Figure 3 is a perspective view of the handheld device and the support base of Figures 1 and 2.
La figura 4 è una vista in sezione del dispositivo palmare e della base di supporto delle figure 1 e 2. Figure 4 is a sectional view of the handheld device and the support base of Figures 1 and 2.
La figura 5 è una vista laterale di dispositivo palmare secondo la presente divulgazione, presentata in altro disegno e alimentato mediante pile. Figure 5 is a side view of a handheld device according to the present disclosure, shown in another drawing and powered by batteries.
La figura 6 è uno schema a blocchi che illustra il funzionamento di una forma di realizzazione del dispositivo palmare secondo la presente divulgazione. Figure 6 is a block diagram illustrating the operation of an embodiment of the handheld device according to the present disclosure.
La figura 7 è uno schema elettrico esemplificativo di un circuito di controllo, adatto a riscaldare la piastrina a determinate temperature. Figure 7 is an exemplary wiring diagram of a control circuit, suitable for heating the chip to certain temperatures.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE ESEMPLIFICATIVE DESCRIPTION OF EXAMPLE EMBODIMENTS
Una forma di realizzazione preferita del nuovo apparecchio per testare la sensibilità termica cutanea del paziente è mostrato nelle figure da 1 a 4. L'apparecchio è sostanzialmente un dispositivo palmare portatile avente un guscio rigido cavo (11) che può essere impugnato con un'unica mano. Il dispositivo, in corrispondenza di una sua estremità, termina con una piastrina (9), che può essere ad esempio di alluminio passivato, termicamente accoppiata con uno o più elementi riscaldanti (non rappresentati nei disegni). A preferred embodiment of the new apparatus for testing the patient's skin thermal sensitivity is shown in Figures 1 to 4. The apparatus is substantially a portable handheld device having a hollow rigid shell (11) which can be gripped with a single but no. The device, at one of its ends, ends with a plate (9), which can be for example of passivated aluminum, thermally coupled with one or more heating elements (not shown in the drawings).
Un accumulatore di energia elettrica (5), contenuto all'interno del guscio rigido, fornisce la corrente elettrica necessaria al riscaldamento della piastrina (9) mediante l'elemento riscaldante. Il termostato elettronico, facente parte del circuito di controllo (6) e il sensore di temperatura (10), accoppiato termicamente alla piastrina e all'elemento riscaldante, stabilizzano la temperatura della piastrina stessa. Il medico può scegliere la temperatura desiderata tra le temperature selezionabili mediante il pulsante An electric energy accumulator (5), contained inside the rigid shell, supplies the electric current necessary to heat the plate (9) by means of the heating element. The electronic thermostat, which is part of the control circuit (6) and the temperature sensor (10), thermally coupled to the plate and the heating element, stabilize the temperature of the plate itself. The doctor can choose the desired temperature from the temperatures that can be selected using the button
(7). (7).
Il dispositivo palmare mostrato può quindi essere comodamente impiegato per testare nel paziente la sensibilità cutanea a differenti temperature. Il medico, semplicemente posizionando a contatto della cute la piastrina a temperature determinate e valutando la risposta del paziente, può rilevare uno stato patologico e formulare una conseguente diagnosi. The hand-held device shown can therefore be conveniently used to test the skin sensitivity in the patient at different temperatures. By simply placing the platelet in contact with the skin at certain temperatures and evaluating the patient's response, the doctor can detect a pathological state and formulate a consequent diagnosis.
Il dispositivo mostrato è leggero, preferibilmente di forma ergonomica per poter essere comodamente impugnato come una matita oppure come una torcia, facile da trasportare, nonché utilizzabile autonomamente grazie alla presenza di alimentazione autonoma (5), che può essere una batteria ricaricabile o non, oppure un supercondensatore, o più in generale un accumulatore di qualsiasi tipo, che fornisce l'energia necessaria anche laddove non è disponibile una fonte di energia elettrica di rete. The device shown is light, preferably ergonomically shaped so that it can be comfortably held like a pencil or a flashlight, easy to carry, as well as usable independently thanks to the presence of an autonomous power supply (5), which can be a rechargeable battery or not, or a supercapacitor, or more generally an accumulator of any type, which supplies the necessary energy even where a mains electricity source is not available.
Secondo la forma di realizzazione preferita mostrata nella figura 4, il dispositivo palmare dispone di terminali elettrici (4) installati in corrispondenza del guscio (11) all'estremità opposta alla piastrina (9). I terminali (4) e i contatti (2), permettono una connessione elettrica tra il dispositivo (5) e la base di ricarica da tavolo (1), la quale dispone di una sede per l’alloggiamento del dispositivo palmare portatile. Il medesimo supporto può contenere al suo interno (3) il circuito di ricarica batteria (non mostrato in figura) e potrà avere un cavo elettrico per connessione alla rete. In questo modo, quando il dispositivo è inserito nell'alloggiamento, l'accumulatore interno viene caricato e permetterà, a ricarica avvenuta, di utilizzare il dispositivo senza vincoli di allacciamento alla rete. According to the preferred embodiment shown in Figure 4, the handheld device has electrical terminals (4) installed in correspondence with the shell (11) at the opposite end to the plate (9). The terminals (4) and the contacts (2) allow an electrical connection between the device (5) and the desktop charging base (1), which has a housing for the portable handheld device. The same support can contain inside (3) the battery recharging circuit (not shown in the figure) and can have an electric cable for connection to the network. In this way, when the device is inserted in the housing, the internal accumulator is charged and will allow, once recharging, to use the device without connection to the mains.
Secondo un'altra forma di realizzazione (non mostrata nelle figure), il dispositivo non ha i terminali (4) ma include un blocco circuitale di ricarica wireless induttiva o magnetica, dotato di un'antenna o di un circuito risonante configurato per generare una tensione di ricarica dell'accumulatore quando immerso in un campo elettromagnetico variabile. Corrispondentemente, la base di ricarica da tavolo (1) non avrà connettori elettrici (2) ma conterrà un sistema di alimentazione wireless a distanza configurato per generare e irradiare un campo elettromagnetico variabile all'interno dell'alloggiamento. In questo modo, quando il dispositivo è inserito nella base di ricarica da tavolo (1), il blocco circuitale di ricarica wireless sarà investito dal campo elettromagnetico irradiato dal sistema di alimentazione wireless e ricaricherà l'accumulatore. According to another embodiment (not shown in the figures), the device does not have the terminals (4) but includes an inductive or magnetic wireless charging circuit block, equipped with an antenna or a resonant circuit configured to generate a voltage battery charging when immersed in a variable electromagnetic field. Correspondingly, the desktop charging base (1) will have no electrical connectors (2) but will contain a remote wireless power system configured to generate and radiate a variable electromagnetic field within the housing. In this way, when the device is inserted into the desktop charging base (1), the wireless charging circuit block will be hit by the electromagnetic field radiated by the wireless power system and will recharge the battery.
Secondo un'altra forma di realizzazione schematicamente illustrata in figura 5, il dispositivo palmare portatile di questa divulgazione è sprovvisto dei terminali (4) di connessione elettrica in quanto l'accumulatore di energia elettrica è costituito da pile inserite in un vano definito nel guscio del dispositivo. According to another embodiment schematically illustrated in Figure 5, the portable handheld device of this disclosure is devoid of the electrical connection terminals (4) since the electrical energy accumulator consists of batteries inserted in a compartment defined in the shell of the device.
Secondo la forma di realizzazione preferita, il guscio del dispositivo palmare portatile ha una forma ergonomica che permette di impugnarlo comodamente in differenti modi, per esempio come una matita o come una torcia. According to the preferred embodiment, the shell of the portable handheld device has an ergonomic shape which allows it to be comfortably gripped in different ways, for example as a pencil or as a flashlight.
Uno schema a blocchi che illustra il funzionamento di una forma di realizzazione del dispositivo palmare della presente invenzione è mostrato in figura 6. Esso comprende: A block diagram illustrating the operation of an embodiment of the handheld device of the present invention is shown in Figure 6. It comprises:
- un accumulatore di energia elettrica, che nell'esempio mostrato è una batteria, che fornisce l'energia necessaria al funzionamento del dispositivo; - an electrical energy accumulator, which in the example shown is a battery, which supplies the energy necessary for the operation of the device;
- un circuito di controllo e gestione generale, costituito da un microcontrollore che imposta la temperatura scelta dal medico alla quale scaldare la piastrina, segnala lo stato di carica della batteria e tramite dei LED indica il raggiungimento della temperatura desiderata, oltre a spegnere il dispositivo qualora, a causa di un guasto, la temperatura della piastrina dovesse eccedere un valore massimo; - a general control and management circuit, consisting of a microcontroller that sets the temperature chosen by the doctor at which to heat the plate, signals the state of charge of the battery and through LEDs indicates that the desired temperature has been reached, as well as switching off the device if due to a fault, the temperature of the plate should exceed a maximum value;
- un riferimento di tensione, che fornisce una tensione stabile e precisamente determinata, corrispondente alla temperatura selezionata; - a voltage reference, which provides a stable and precisely determined voltage, corresponding to the selected temperature;
- un sensore di temperatura a contatto termico con la piastrina, seguito da uno stadio di amplificazione del segnale; - a temperature sensor in thermal contact with the plate, followed by a signal amplification stage;
- un regolatore di tipo PID riceve la tensione di riferimento e il segnale generato dal sensore, controllando la corrente che attraversa l'elemento riscaldante; - a PID type regulator receives the reference voltage and the signal generated by the sensor, controlling the current flowing through the heating element;
- un elemento riscaldante, che può essere ad esempio un transistore di potenza oppure una resistenza, termicamente accoppiato alla piastrina in modo da riscaldarla. - a heating element, which can be for example a power transistor or a resistance, thermally coupled to the chip so as to heat it.
Indicativamente, per il tipo di diagnosi al quale il dispositivo è principalmente destinato, saranno impostate tre temperature ritenute ottimali: 39°C, 42°C, 45°C. La piastrina potrà quindi essere riscaldata ad uno dei tre valori prefissati. Per ridurre i costi, ma sopratutto per rendere più immediata l'identificazione della temperatura anche a distanza, si è preferito utilizzare un LED multicolore (8) in alternativa a un display. Ogni volta che si preme brevemente il pulsante (7) si varia la temperatura desiderata e simultaneamente, verificando il colore del LED, la si identifica. Per esempio: all'accensione, lo strumento si preimposta alla temperatura di 39°C. Per portare la temperatura a 45°C, si premerà brevemente il pulsante (7) per due volte e il colore rosso, corrispondente a 45°C, indicherà che si è selezionata la temperatura desiderata. Indicatively, for the type of diagnosis for which the device is mainly intended, three temperatures considered optimal will be set: 39 ° C, 42 ° C, 45 ° C. The plate can then be heated to one of the three predetermined values. To reduce costs, but above all to make temperature identification more immediate even at a distance, it was preferred to use a multicolor LED (8) as an alternative to a display. Each time the button (7) is pressed briefly, the desired temperature is varied and simultaneously, by checking the color of the LED, it is identified. For example: when switched on, the instrument is preset to a temperature of 39 ° C. To bring the temperature to 45 ° C, briefly press the button (7) twice and the red color, corresponding to 45 ° C, will indicate that the desired temperature has been selected.
Premendo ulteriormente brevemente il pulsante (7) per una volta, si passerà alla temperatura preimpostata di 39°C, corrispondente al colore verde del LED. Ripetendo quest'ultima operazione, si passerà alla temperatura di 42°C, segnalata dal colore blu. By briefly pressing the button (7) once more, it will switch to the preset temperature of 39 ° C, corresponding to the green color of the LED. Repeating this last operation, the temperature will be 42 ° C, indicated by the blue color.
Il LED, emettendo luce fissa, indica quando la piastrina ha raggiunto e mantiene la temperatura impostata. Selezionando una differente temperatura, per la frazione di tempo necessaria alla stabilizzazione della stessa, il LED emetterà luce lampeggiante del colore corrispondente alla temperatura selezionata per indicare che la piastrina non ha ancora raggiunto la temperatura desiderata. The LED, emitting steady light, indicates when the plate has reached and maintains the set temperature. By selecting a different temperature, for the fraction of time necessary for its stabilization, the LED will emit a flashing light of the color corresponding to the selected temperature to indicate that the plate has not yet reached the desired temperature.
Il circuito elettronico (6) preferibilmente comprenderà un microcontrollore che, mediante l'utilizzo del pulsante (7), permetterà di impostare la temperatura alla quale riscaldare la piastrina. Il medesimo pulsante (7) ha la funzione di accensione e spegnimento dello strumento. Ad apparecchio spento, tenendo premuto il pulsante per un tempo di almeno due secondi, se ne ottiene l'accensione. Viceversa ad apparecchio acceso, agendo nel medesimo modo si ottiene lo spegnimento. The electronic circuit (6) will preferably comprise a microcontroller which, through the use of the button (7), will allow to set the temperature at which to heat the chip. The same button (7) has the function of switching the instrument on and off. With the appliance switched off, by holding the button down for at least two seconds, it switches on. Vice versa when the appliance is switched on, by acting in the same way it turns off.
II circuito, inoltre sarà in grado di spegnere autonomamente il dispositivo quando: - la tensione fornita dall'accumulatore di energia elettrica scende sotto una soglia minima prestabilita; The circuit will also be able to switch off the device autonomously when: - the voltage supplied by the electrical energy accumulator falls below a pre-established minimum threshold;
- è trascorso un tempo predeterminato da quando è stato premuto per l'ultima volta il pulsante (7); - a predetermined time has elapsed since the button (7) was pressed for the last time;
- la temperatura della piastrina ha superato un valore massimo prestabilito, a causa di eventuale funzionamento non corretto. - the plate temperature has exceeded a predetermined maximum value, due to possible incorrect operation.
Il circuito di controllo (6) indicato in figura 4, un cui schema esemplificativo dettagliato è mostrato in figura 7, provvede a regolare la temperatura controllando un transistore di potenza quale elemento riscaldante. The control circuit (6) indicated in Figure 4, a detailed exemplary diagram of which is shown in Figure 7, regulates the temperature by controlling a power transistor as a heating element.
A seconda che la temperatura della piastrina sia inferiore o superiore alla temperatura desiderata, il circuito di controllo provvede a variare opportunamente la conduzione dell'elemento riscaldante incrementando o diminuendo la dissipazione di questo. Depending on whether the temperature of the plate is lower or higher than the desired temperature, the control circuit appropriately varies the conduction of the heating element, increasing or decreasing its dissipation.
Con i valori di componenti indicati nello schema, un controllo di tipo PID garantisce una stabilità della temperatura entro ±0,15°C dal valore impostato, mentre lo stretto accoppiamento termico fra elemento riscaldante, piastrina e sensore di temperatura permette nel contempo una notevole velocità di risposta a variazioni di temperatura esterne ed una regolazione estremamente stabile. With the component values indicated in the diagram, a PID-type control guarantees a temperature stability within ± 0.15 ° C of the set value, while the close thermal coupling between the heating element, the plate and the temperature sensor allows at the same time a considerable speed. response to external temperature variations and extremely stable regulation.
Per evitare temperature troppo elevate della piastrina (9) in caso di anomalie di funzionamento, l’apparecchio può disporre di cinque livelli di sicurezza. Un primo livello è dato dal sistema di controllo della temperatura che è stato reso quanto più semplice possibile e che ha l’unico scopo di stabilizzare la temperatura al valore desiderato. Un secondo livello riguarda la massima dissipazione dell'elemento riscaldante che è limitata via hardware. Un terzo livello è gestito dal microcontrollore che spegne automaticamente l’apparecchio nel caso rilevi una temperatura superiore a 48°C. Un quarto livello, tramite un interruttore bimetallico con tolleranza adeguata, interromperà l'alimentazione in caso di temperatura della piastrina (9) superiore ai 50°C. Il quinto livello è demandato ad un fusibile posto elettricamente in serie alla fonte di alimentazione, nel caso i precedenti sistemi dovessero fallire. To avoid excessively high temperatures of the plate (9) in the event of malfunctions, the appliance can have five safety levels. A first level is given by the temperature control system which has been made as simple as possible and which has the sole purpose of stabilizing the temperature at the desired value. A second level concerns the maximum dissipation of the heating element which is limited via hardware. A third level is managed by the microcontroller which automatically turns off the device if it detects a temperature above 48 ° C. A fourth level, by means of a bimetallic switch with adequate tolerance, will cut off the power supply if the temperature of the plate (9) exceeds 50 ° C. The fifth level is assigned to a fuse placed electrically in series with the power source, should the previous systems fail.
Lo strumento, anche in considerazione del costo limitato, può essere utilizzato su vasta scala, in tutti gli ambulatori medici di Medicina Generale ed in tutti gli ambienti specialistici che si occupano di dolore: diabetologia, oncologia, neurologia, ortopedia e fisiatria. Inoltre può essere utilizzato come strumentazione di primo livello per i medici operanti nei centri di Terapia del Dolore, al fine di selezionare i pazienti da indirizzare ad accertamenti di secondo livello. The instrument, also in consideration of the limited cost, can be used on a large scale, in all general medicine clinics and in all specialist environments that deal with pain: diabetology, oncology, neurology, orthopedics and physiatry. It can also be used as a first-level instrumentation for doctors operating in pain therapy centers, in order to select patients to be referred to second-level assessments.
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IT001006A ITMI20121006A1 (en) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | PORTABLE HANDHELD DEVICE TO ASSESS THE CUTANEOUS THERMAL SENSITIVITY OF A PATIENT |
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- 2012-06-11 IT IT001006A patent/ITMI20121006A1/en unknown
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