ITUB20156086A1 - Sistema di telemetria per dispositivi artoprotesici - Google Patents

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ITUB20156086A1
ITUB20156086A1 ITUB2015A006086A ITUB20156086A ITUB20156086A1 IT UB20156086 A1 ITUB20156086 A1 IT UB20156086A1 IT UB2015A006086 A ITUB2015A006086 A IT UB2015A006086A IT UB20156086 A ITUB20156086 A IT UB20156086A IT UB20156086 A1 ITUB20156086 A1 IT UB20156086A1
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Description

DESCRIZIONE
"SISTEMA DI TELEMETRIA PER DISPOSITIVI ARTOPROTESICI''
La presente domanda di brevetto è relativa ad un sistema di telemetria per dispositivi artoprotesici.
Generalmente, a seguito dell'impianto di dispositivi artoprotesici come ad esempio protesi di un ginocchio, si effettuato delle visite ambulatoriali periodiche per verificare lo stato dell'articolazione. Tuttavia la periodicità di queste visite è frutto di previsioni del medico curante e non sono funzione dell'effettivo stato del dispositivo artoprotesico. In alternativa, le visite ambulatoriali vengono fissate nel caso in cui il paziente riscontri dei problemi o dolori.
Allo stato attuale, può capitare quindi che al momento della visita si riscontrino dei danneggiamenti rilevanti del dispositivo artoprotesico che possono richiedere anche l'esecuzione di ulteriori interventi chirurgici.
Pertanto, allo stato attuale non sono noti sistemi che monitirino in continuo lo stato di un dispositivo artoprotesico e che siano in grado di segnalare tempestivamente al paziente e/o al medico curante eventuali anomalie, in modo da permettere una visita a breve termine ed all'apporto di cure correttive, che possono essere meno dolorose ed invasive di una tardiva operazione nel caso di inasprimento del problema.
Inoltre, gli strumenti di analisi comunemente in uso non permettono di avere una informazione precisa sull'effettivo posizionamento relativo dei componenti della protesi (ad esempio tra il componente femorale ed il componente tibiale nel caso di una protesi del ginocchio) e di eventuali disallineamenti. In altre parole, le visite che attualmente si effettuano verificano nel complesso il funzionamento della protesi senza poter evidenziare piccoli disallineamenti, che nel lungo termine possono portare a ulteriori danneggiamenti della protesi o ad aggravare dolori nel paziente.
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di telemetria che superi i problemi sopra descritti.
Secondo la presente invenzione viene fornito un sistema di telemetria secondo quanto citato nelle rivendicazioni allegate,
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista schematica e prospettica del di telemetria secondo la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista principale del sistema di telemetria secondo la presente invenzione;
la figura 3 illustra in modo schematico un particolare del sistema di telemetria secondo la presente invenzione, e
- la figura 4 illustra in modo schematico un ulteriore particolare del sistema di telemetria .
Nelle figure 1 e 2, con 1 è indicato nel suo complesso un sistema di telemetria per un dispositivo artoprotesico 2, in particolare una articolazione di un ginocchio, impiantato su di un paziente. Il dispositivo artoprotesico 2 del ginocchio comprende, in modo noto, un componente femorale 3, un componente tibiale 4 ed un inserto meniscale 5 interposto tra il componente femorale 3 ed il componente tibiale 4. Il componente femorale 3 è configurato in modo noto per essere impiantato sull'estremità distale di un femore F, mentre il componente tibiale 4 è configurato per essere impiantato sull'estremità prossimale della tibia T.
Il componente femorale 3 è montato in modo parzialmente girevole sull'inserto meniscale 5 in modo da permettere di piegare la tibia T rispetto al femore F ed articolare, pertanto, in modo noto il ginocchio. Vantaggiosamente, il sistema di telemetria 1 comprende una coppia di moduli 6, 7 di rilevamento ciascuno dei quali è configurato per essere impiantato in prossimità di un rispettivo componente 3, 4 del dispositivo artoprotesico 2.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, il sistema di telemetrica comprende un modulo 6 femorale impiantato in prossimità del componente femorale 3 e, in modo analogo, un modulo 7 tibiale impiantato in corrispondenza del componente tibiale 4.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascun modulo 6, 7 comprende, a sua volta:
un microgeneratore 8 di energia elettrica alimentabile dal movimento del relativo componente 3, 4;
un accumulatore 9 di energia elettrica, in particolare un accumulatore ricaricabile ad induzione,-un dispositivo di comunicazione 10 wireless, in particolare un dispositivo di comunicazione wifi o bluetooth.
Vantaggiosamente, un modulo 6 (o 7) comprende un accelerometro 11. In particolare ciascun modulo 6 e 7 comprende un rispettivo accelerometro 11.
Vantaggiosamente, un modulo 6 (o 7) comprende un giroscopio 12 elettronico. In particolare entrambi i moduli 6 e 7 comprendono un rispettivo giroscopio 12 elettronico.
Vantaggiosamente, un modulo 6 (o 7) comprende uno o più biosensori 30. In particolare, ciascun modulo 6 e 7 comprende un biosensore 30. Vantaggiosamente, un biosensore 30 è configurato per rilevare la presenza di sostanze nel sangue. Ad esempio un biosensore 30 è configurato per rilevare la presenza di: ioni di cobalto cromo e/o microparticelle di polietilene e/o stati infettivi.
Secondo quanto illustrato nelle figura 1, il sistema di telemetria 1 comprende, inoltre, una coppia C di magneti 13 e 14, ciascuno dei quali è impiantato su un rispettivo osso. I magneti 13 e 14 di una coppia C di magneti sono associati tra loro, in particolare sono disposti su di un piano n comune. Secondo l'esempio illustrato nella figura 1, ciascuna coppia C di magneti 13 e 14 è allineata rispetto ad un asse sostanzialmente parallelo all'asse condilare posteriore Y.
Vantaggiosamente, il sistema di telemetria 1 comprende una pluralità di coppie C di magneti 13 e 14. In particolare, il sistema di telemetria 1 comprende due coppie di magneti Cl, C2 in corrispondenza del lato destro e, rispettivamente, sinistro dell'articolazione.
Secondo l'esempio illustrato nella figura 1, il sistema di telemetria 1 comprende due magneti 13a e 13b impiantati sull'estremità distale del femore F. In particolare il magnete 13a è impiantato sul lato destro del femore F mentre il magnete 13b è impiantato sul lato sinistro del femore F. In modo analogo, il sistema di telemetria comprende due magneti 14a e 14b impiantati sull'estremità prossimale della tibia T, In particolare il magnete 14a è impiantato sul lato destro mentre il magnete 14b è impiantato sul lato sinistro della tibia T. Vantaggiosamente, la coppia CI di magneti 13a e 14a impiantati sul lato destro dell'articolazione sono complanari e giacciono su di uno stesso piano ni. Vantaggiosamente, i magneti 113 e 14. In modo analogo, la coppia C2 di magneti 13b e 14b impiantati sul lato sinistro dell'articolazione sono complanari e giacciono su di uno stesso piano n2.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, vantaggiosamente il modulo 6 femorale ed il modulo 7 tibiale sono configurati per essere impiantati in una zona anteriore A del femore F e, rispettivamente, della tibia T. A questo proposito si osserva che la zona A anteriore del femore F e della tibia T è la zona meno sollecitata dell'articolazione, pertanto in queste zone vengono ridotte le sollecitazioni sia sul modulo 6 femorale sia sul modulo 7 tibiale. In questo modo viene garantita una vita più lunga dei moduli 6 e 7 ed è possibile ricavare dati telemetrici più precisi.
Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, il modulo 7 tibiale ed il modulo 6 femorale sono configurati per essere interposti tra la tibia T ed il componente tibiale 4 e, rispettivamente, tra il femore F ed il componente femorale 3. In altre parole, ciascun modulo è interposto vantaggiosamente tra il rispettivo componente ed il rispettivo osso.
Vantaggiosamente, secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 4, ciascun modulo 6 (7) presenta una porzione 15 configurata per essere posta a contatto con una zona del rispettivo componente 3 (4) del dispositivo artoprotesico 2. Vantaggiosamente, la porzione 15 del modulo 6 (7) è liscia in modo da garantire una migliore adesione tra il modulo 6 (7) ed il rispettivo componente 3 (4).
Vantaggiosamente, ciascun modulo 6 (7) presenta una porzione 16 configurata per essere posta a contatto con il rispettivo osso. In particolare, ciascun modulo 6 (7) presenta una porzione 16 ruvida che riproduce sostanzialmente la struttura trabecolare del rispettivo osso, in questo modo viene garantita ed ottimizzata l'adesione del modulo 6 (7) al rispettivo osso nel caso in cui il modulo 6 (7) non sia cementato e sia a diretto contatto con l'osso in corrispondenza della porzione 16 ruvida.
Vantaggiosamente, il modulo 7 tibiale presenta una forma arcuata in modo da seguire almeno parzialmente il profilo anteriore del componente tibiale 4. In particolare il modulo 7 tibiale presenta come base una sezione di corona circolare. Vantaggiosamente la forma e la dimensione del modulo 7 tibiale sono su misura e paziente specifici.
Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, il sistema di telemetria 1 comprende vantaggiosamente una unità di gestione 17 esterna che comprende un dispositivo di comunicazione 18 wireless atto a comunicare con il dispositivo di comunicazione 10 di ciascun modulo 6 (7) per ricevere dati telemetrici.
Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 comprende un sistema di allarme 19 configurato per generare segnali di allarme nel caso in cui i dati telemetrici ricevuti dall'unità di gestione 17 stessa differiscano rispetto a valori di riferimento predeterminati.
Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 comprende un magnetometro 20 il quale è configurato per interagire con i magneti 13 e 14 di ciascuna coppia C di magneti (in alternativa il magnetometro è configurato per interagire con un gruppo di magneti impiantati su un osso ed un corrispondente gruppo di magneti impiantati sull'altro osso) in modo da individuare un eventuale disassamento tra i magneti 13 e 14 stessi della coppia C di magneti. In particolare, il magnetometro 20 è configurato per rilevare l'inclinazione del campo magnetico generato da ciascuna coppia di magneti C.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il magnetometro 20 è collegato all'unità di gestione 17 mediante cavo, secondo una variante non illustrata il magnetometro 20 è integrato all'interno dell'unità di gestione 17. Secondo una variante non illustrata, il magnetometro 20 è collegato in modo noto con l'unità di gestione 17 in modo da scambiare wireless dati con l'unità di gestione 17 stessa.
Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 è configurata per generare un segnale di allarme nel caso in cui il disassamento rilevato dal magnetometro 20 superi una soglia predefinita.
Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 dati comprende una interfaccia paziente 21, ad esempio un display, per scambiare dati in ingresso ed in uscita con il paziente. Vantaggiosamente, l'interfaccia paziente 21 è una applicazione (generalmente nota anche come app) per dispositivi mobili. Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 dati è un dispositivo mobile. Ad esempio, l'unità di gestione 17 dati è uno smartphone, un tablet e/o un computer.
In aggiunta, il sistema di telemetria 1 comprende una unità di calcolo 22 remota che comprende, a sua volta, un dispositivo di comunicazione 23 configurato per scambiare dati con l'unità di gestione 17. Ad esempio, l'unità di calcolo 22 è configurata per scambiare dati via internet, in modo noto, con l'unità di gestione 17. L'unità di calcolo 22 è configurata per rielaborare i dati ricevuti dall'unità di gestione 17.
Vantaggiosamente, il sistema di telemetria 1 comprende una interfaccia medico curante 24 configurata per permettere ad un medico curante di scambiare dati con l'unità di calcolo 22. Vantaggiosamente, l'interfaccia medico curante 24 è un display di un personal computer.
Vantaggiosamente, l'interfaccia medico curante 24 è remota rispetto all'unità di calcolo 22. Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, l'interfaccia medico curante 24 è un'applicazione di un dispositivo mobile 25 come, ad esempio, uno smartphone o un tablet o un dispositivo equivalente. Vantaggiosamente, il dispositivo mobile 25 comprende un dispositivo di comunicazione 26 dati configurato per scambiare dati in modo noto, in particolare da remoto, con l'unità di calcolo 22.
Vantaggiosamente, l'interfaccia paziente 21 è configurata per segnalare in modo intuitivo al paziente lo stato del dispositivo artoprotesico 2 e mostrare eventuali avvisi.
Vantaggiosamente, l'interfaccia medico curante 24 è configurata per mostrare dati tecnici e dettagliati relativi al dispositivo artoprotesico 2, in particolare dati numerici, che possono essere rielaborati mediante un ulteriore unità di calcolo (non illustrata) oppure dal medico curante stesso per poter determinare precisamente lo stato del dispositivo artoprotesico 2. Ad esempio, 1'interfaccia medico curante 24 è configurata per fornire dati dettagliati relativi al dispositivo artoprotesico 2 mediante i quali è possibile rilevare e valutare l'entità di eventuali intra- od extra- rotazioni e/o eventuali disassamenti e/o l'insorgere di uno stato infettivo del ginocchio e/o la presenza di microparticelle di polietilene o di ioni di cobalto sintomatici di un eventuale deperimento del dispositivo atro protesico 2 .
In uso l'unità di gestione 17 dati acquisisce, o con una periodicità predefinita oppure in continuo, i segnali emessi da ciascun modulo 6 (7) e scambia tali dati con il paziente mediante l'interfaccia paziente 21. In particolare, l'unità di gestione 17 è configurata per emettere un segnale di allarme nel caso in cui i dati rilevati ricadano al di fuori di valori soglia predefiniti.
Vantaggiosamente, l'unità di gestione 17 scambia i dati ricevuti con l'unità di calcolo 22, la quale è configurata per rielaborare tali dati. L'unità di calcolo 22 preferibilmente è in remoto rispetto all'unità di gestione 17. L'unità di calcolo 22 scambia i dati ricevuti e/o i dati rielaborati con l'interfaccia medico curante 24. Vantaggiosamente, 1'interfaccia medico curante 24 è in remoto rispetto all'unità di calcolo 22.
In questo modo un paziente, oppure un medico curante, può essere aggiornato periodicamente sul funzionamento del dispositivo artoprotesico 2. I segnali di allarme emessi sia dall'interfaccia paziente 21 sia dall'interfaccia medico curante 24 possono inoltre indicare sia al paziente sia al medico curante la necessità di fare una visita di controllo tempestiva, in modo da evitare aggravi dell'articolazione .
Inoltre, il medico curante può comunicare con il paziente mediante: l'interfaccia medico curante 24, l'unità di calcolo 22 e l'unità di gestione 17. In questo modo, il medico curante può segnalare al paziente la necessità di una visita di controllo e/o fissare un appuntamento di controllo e/o consigliare terapie od esercizi correttivi.
Il sistema di telemetria 1 del tipo sopra descritto permette quindi di mantenere costantemente controllato un dispositivo artoprotesico 2, garantendo al paziente ed al medico di poter intervenire in modo tempestivo in caso di infezioni del ginocchio o danneggiamenti o malfunzionamenti del dispositivo artoprotesico 2,
Il sistema di telemetria 1 del tipo sopra descritto, permette inoltre di rilevare con un elevato grado di precisione il funzionamento del dispositivo artoprotesico 2. Pertanto, mediante i dati segnalati dall'unità di gestione 17, il medico curante è in grado di rilevare in modo semplice e sicuro il tipo di malfunzionamento o danno del dispositivo artoprotesico 2 stesso. In particolare, il sistema di telemetria 1 del tipo sopra descritto, grazie al posizionamento dei magneti 13 e 14 ed il controllo con il magnetometro 20 è in grado di rilevare con precisione eventuali disassamenti tra componente femorale 3 e componente tibiale 4. In altre parole, il sistema di telemetria 1 mediante il magnetometro 20 ed i magneti 13 e 14 è in grado di rilevare eventuali intra- od extrerotazioni dell'articolazione.
Inoltre, il sistema di telemetrica 1 del tipo sopra descritto permette di rilevare mediante i biosensori 30 1'insorgere di un eventuale stato infettivo del ginocchio, garantendo in questo modo di intervenire tempestivamente con 1'assunzione di eventuali farmaci o fissando una visita con il medico.
Inoltre, il sistema di telemetrica 1 del tipo sopra descritto permette di rilevare mediante i biosensori 30 l'eventuale deterioramento del dispositivo artoprotesico 2 mediante il rilevamento di microparticelle dei materiali con cui sono fatti il componente femorale 3, il componente tibiale 4 e l'inserto meniscale 4 Ad esempio, il biosensore 30 è configurato per il rilevamento di ioni di cobalto o di microparticelle di polietilene. Pertanto, il sistema di telemetrica 1 permette di intervenire tempestivamente con una visita di controllo in modo di evitare un peggioramento delle condizioni del paziente e/o del dispositivo artoprotesico.
Infine, la possibilità di mantenere una storiografia dei dati rilevati mediante il sistema di telemetria 1 del tipo sopra descritto permette di poter identificare o cattive abitudini del paziente, che portano ad una sovrasollecitazione del dispositivo artoprotesico 2, oppure all'individuazione di un evento traumatico che può aver provocato il danneggiamento o il malfunzionamento del dispositivo artoprotesico 2 stesso.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di telemetria per il monitoraggio di un dispositivo artoprotesico (2) impiantato su di un paziente e comprendente un primo ed un secondo componente (3, 4) impiantati mobili, in uso, uno rispetto all'altro; in particolare, ciascun componente (3; 4) è solidale ad un rispettivo osso (F; T); in cui il sistema di telemetria (1) comprende; - un primo modulo (6; 7) di rilevamento configurato per essere impiantato in prossimità del primo componente (3; 4) del dispositivo artoprotesico (2); e - un secondo modulo (7; 6) di rilevamento configurato per essere impiantato in prossimità del secondo componente (4; 3) del dispositivo artoprotesico (2), 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 in cui ciascun modulo (6; 7) di rilevamento comprende: un microgeneratore (8) di energia elettrica alimentabile dal movimento del relativo componente (3; 4); un accumulatore (9) di energia elettrica, in particolare un accumulatore ricaricabile ad induzione; - un dispositivo di comunicazione (10) wireless, in particolare un dispositivo di comunicazione wifi o bluetooth. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui almeno uno tra il primo ed il secondo modulo (6; 7) di rilevamento comprende uno o più accelerometri (11). 4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno tra il primo ed il secondo modulo (6; 7) di rilevamento comprende uno o più giroscopi elettronici (12). 5. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno tra il primo ed il secondo modulo (6; 7) di rilevamento comprende un biosensore (30). 6. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un primo magnete (13; 13a, 13b) configurato per essere impiantato sul primo osso (F) ed un secondo magnete (14; 14a, 14b) configurato per essere impiantato sul secondo osso (T); in particolare, il sistema comprendendo una pluralità di primi magneti (13a, 13b) configurati per essere impiantati sul primo osso (F) ed una pluralità di secondi magneti (14a, 14b) configurati per essere impiantati sul secondo osso (T); in cui a ciascun primo magnete (13a; 13b) corrisponde un rispettivo secondo magnete (14a; 14b). 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente una unità di gestione (17) esterna che comprende un ulteriore dispositivo di comunicazione (18) wireless atto a comunicare con il dispositivo di comunicazione (10) di ciascun modulo (6; 7) di rilevamento per ricevere dati telemetrici 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui l'unità di gestione (17) comprende un sistema di allarme (19) configurato per generare segnali di allarme nel caso in cui i dati telemetrici ricevuti dall'unità di gestione (17) stessa differiscano rispetto a valori di riferimento predeterminati . 9. Sistema secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui l'unità di gestione (17) comprende un magnetometro (20) il quale è configurato per interagire con un primo ed un corrispondente secondo magnete (13a, 14a; 13b, 14b) in modo da individuare un eventuale disassamento tra detti primo e secondo magneti (13a, 14a; 13b, 14b); l'unità di gestione (17) essendo configurata per generare un segnale di allarme nel caso in cui il detto disassamento superi una tolleranza predefinita, 10. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui l'unità di gestione (17) dati comprende una interfaccia paziente (21) per scambiare dati in ingresso ed in uscita con il paziente; in particolare 1'interfaccia paziente (21) è una applicazione per dispositivi mobili. 11. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 7 a 10, e comprendente una unità di calcolo (22), in particolare una unità di calcolo remota, ed una interfaccia medico curante (24) per scambiare dati in ingresso ed in uscita con il un medico curante; in cui l'unità di calcolo (22) è configurata per scambiare dati con l'unità di gestione (17) e rielaborare tali dati; in particolare l'interfaccia medico curante (24) è una applicazione per dispositivi mobili 12. Sistema secondo una delle rivendicazioni, in cui il primo ed il secondo modulo (6, 7) di rilevamento sono configurati per essere impiantati in prossimità di un componente femorale (3) e, rispettivamente, un componente tibiale (4) di un dispositivo artoprotesico (2) per ginocchio; in cui il primo ed il secondo modulo (6, 7) di rilevamento sono configurati per essere impiantati nella zona anteriore (A) del femore (F) e, rispettivamente, nella zona anteriore (A) della tibia (T). 13. Sistema secondo la rivendicazione 12 in cui il secondo modulo (7) di rilevamento presenta una forma arcuata; in particolare il secondo modulo (7) di rilevamento presenta come base una sezione di corona circolare; in particolare la forma del secondo modulo (7) di rilevamento è su misura e paziente specifica ed è configurata per seguire almeno parzialmente il profilo anteriore del componente tibiale (4) del dispositivo artoprotesico (2). 14. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo e/o il secondo modulo (6; 7) di rilevamento sono configurati per essere interposti, in uso, tra un osso (F; T) ed il rispettivo componente (3; 4) del dispositivo artoprotesico (2); in cui il primo e/o il secondo modulo (6; 7) di rilevamento presentano una prima porzione (15) configurata per essere posta a contatto con una porzione del rispettivo componente (3; 4) del dispositivo artoprotesico (2) ed una seconda porzione (16) configurata per essere posta a contatto con il rispettivo osso (F; T) del paziente; in cui, detta prima porzione (15) è liscia e detta seconda porzione (16) presenta una superficie ruvida che riproduce sostanzialmente la struttura trabecolare di un osso (F; T).
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