WO2009141460A1 - Dispositivo portatil para la rehabilitacion del miembro superior - Google Patents

Dispositivo portatil para la rehabilitacion del miembro superior Download PDF

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WO2009141460A1
WO2009141460A1 PCT/ES2008/000365 ES2008000365W WO2009141460A1 WO 2009141460 A1 WO2009141460 A1 WO 2009141460A1 ES 2008000365 W ES2008000365 W ES 2008000365W WO 2009141460 A1 WO2009141460 A1 WO 2009141460A1
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WO
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portable device
arm
user
arm support
movement
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PCT/ES2008/000365
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Ettore Cavallaro
Thierry Keller
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Fundacion Fatronik
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Definitions

  • the present invention relates to a portable device for rehabilitating a user affected by a disability with difficulties in executing simultaneous extension and lifting functions.
  • the device is particularly suitable for use in physiotherapy and / or rehabilitation programs for the treatment of neurovascular or musculoskeletal lesions or diseases of the upper limb.
  • the alteration may be due to neurological diseases such as stroke (see, for example, statistics updated to 2007 of heart attacks and diseases of the American Heart association and the American stroke association), or it may be due to musculoskeletal injuries. In both cases the disease can result in a decreased range of motion, muscle weakness, loss of speed and / or reduced coordination of the affected limb.
  • neurological diseases such as stroke (see, for example, statistics updated to 2007 of heart attacks and diseases of the American Heart association and the American stroke association), or it may be due to musculoskeletal injuries. In both cases the disease can result in a decreased range of motion, muscle weakness, loss of speed and / or reduced coordination of the affected limb.
  • Physiotherapy is known to be effective in reducing the degree of disability (Nancy ByI et al., Neurorehabilitation and Neural Repair, vol. 17, n ° 3, 176-191 (2003); Darlene Hertling, published by Lippincott Williams and Wilkins, 2005).
  • the recently published research work (Liesbet De Wit et al., Stroke. 2007; 38; 2101) confirms that better results are obtained in rehabilitation in those health centers in which patients receive more treatment per day for prolonged periods of time .
  • physiotherapy is only administered in hospitals or specialized health centers. A physiotherapist causes the patient to perform a series of repeated exercises during training sessions that generally have a limited number and duration due to the availability of therapists and the cost.
  • Robotized devices have the possibility of improving this situation.
  • An intelligent robot mechanically coupled with the patient's arm can be used to help the patient carry out the exercises during the rehabilitation period, thus increasing the time invested in rehabilitation training.
  • the robot sensors can be used to assess the degree of the alteration at the beginning of the therapeutic cycle and monitor the progress.
  • a series of robotic devices have been developed in recent years for both academic and commercial purposes. For example, at the University of Washington, Seattle, USA. an upper limb exoskeleton powered with 7 degrees of freedom has been developed as a rehabilitation / assistance device to treat dysfunctions that involve a loss of strength in the upper limb.
  • Baker discloses a therapeutic device for rotation of the wrist rehabilitation Ia Ia wrist.
  • Reinkensmeyer et al. (US Patent No. 6,613,000 (2003)) describes a computer-based system that provides a treatment for arm movement for patients with sensory disturbances that can function through the web and provides personalized therapeutic exercise programs.
  • Diaz et al. (US Patent No. 2005/0273022 A1 (2005)) describe a portable medical device for joint rehabilitation by means of a continuous passive movement.
  • Dewald et al. describe a system for the rehabilitation of dysfunction in the coordination of the limbs induced by the force of gravity after a stroke or other neurological disorders.
  • the results of clinical and study trials carried out with robots such as MIT-Manus indicate that robot treatment is safe, well accepted by patients and useful (see for example Krebs et al., Technol. Health Care 7, 6 (December 1999), 419-423.).
  • the robotic device should be economical enough for health centers to adopt it to a large extent. Simplicity of use is also a matter in case patients have to use the robotic device at home.
  • the "domestic use” feature also requires the portability of the device.
  • the devices and / or patents described above can be broadly classified into two categories: (1) expensive and non-portable devices that can be used to implement a series of different rehabilitation programs given their complex structure; (2) simpler, more specialized devices that can be used for a limited number of rehabilitation programs.
  • US Patent No. 2007/0021692 describes a system for performing induced movements of the members.
  • the trajectories of the hand or foot are recorded by position sensors and the pressure exerted by the member can be recorded.
  • WO 99/61110 describes a system for training rapid extension movements (anticipation movements).
  • the system incorporates measurement of the position (hand, arm, joints), measurement with EMG and user feedback.
  • US Patent No. 7,311,643 describes a portable exercise board for the shoulder and upper limb. It provides means to move a handle in a plane with a discretely variable coefficient of friction.
  • Japanese Patent No. 2007185325 describes a system for performing extension exercises on a table. The system is portable and provides measurement of the position and force exerted by the user on a handle. The position of the handle does not provide information about the configuration of the arm.
  • Japanese Patent No. 2002272795 describes a rehabilitation device for the upper limb that includes a measurement of the position and the force exerted by the user on a handle (transport device) and feedback means. The system requires an instrument table with guides on which the transport device can move.
  • Japanese Patent No. 2004008605 describes an apparatus for member rehabilitation training. It provides means to measure the force exerted by a member on a fixed device together with means to provide feedback to the user, such as video, sound, vibration). It is an objective of the invention to provide a simple and economical device that allows the user to make extension movements in a wide work area.
  • the portable device for rehabilitating a user affected by a disability with difficulties to perform simultaneous extension and lifting functions comprises an arm support to which the user's forearm can be attached and means to allow the movement of the support for The arm on a surface. It also includes means for monitoring the movement of the arm support, that is, the position / speed / acceleration and orientation thereof. Finally, it comprises means for detecting a force exerted by the user's arm on the arm support in a direction orthogonal to the surface.
  • the proposed device is in fact a mobile robot instead of being a fixed device, a device based on a frame or a device that moves on a rail or guide. This provides portability. It also addresses the needs of special rehabilitation techniques through modularity.
  • the device according to the present invention allows the user to perform extension movements in a wide area of work having the supported forearm and subject.
  • the fact that the forearm is supported and attached to the device allows a better control of the training movements of the shoulder, avoiding uncontrolled trajectories at the level of the elbow that are possible in case of only grasping a handle.
  • detecting the rotation and position of the device due to the fact that the forearm is fixed to the device, guarantees a better quantitative assessment of the three-dimensional position of the arm.
  • the device is designed for elbow and shoulder training, although it can also be used to train the wrist and grip by adding specific modules.
  • the number, duration, intensity and type of training session can be controlled by software running in the central processing unit of the device.
  • the network capabilities of the device according to a preferred embodiment of the invention allow its use in telerehabilitation environments, in which the user and the physiotherapist are not in the same place, although the physiotherapist can monitor and change the parameters of the rehabilitation program in any time that is required.
  • one of the problems that is solved by the device according to the present invention is related to the assessment and treatment of dysfunctions of the upper limb due to anomalous synergies between shoulder abduction and elbow flexion activated by the weight of the member himself.
  • Patients with chronic stroke are an example of individuals with an alteration who have generations of abnormal motor torque patterns.
  • a subject with an alteration tries to make an extension away from the body and has to completely compensate for the gravity that acts on the limb, its extension movement is involuntarily linked to an elbow flexion. This prevents the subject from performing the extension movement in a natural way.
  • motor learning capacity is still present in patients with chronic stroke, which could allow recovering a more functional pattern of shoulder and elbow activation. (EIIiS et al., Muscle Nerve. August 2005; 32 (2): 170-8).
  • a subject can perform extension movements having the arm supported and measuring the degree of lifting force that can be exerted, preferably by means of a force sensor.
  • the subject is also provided with feedback about the position and orientation of the forearm, and the lifting force exerted. He / she can then engage in extension and elevation movements to perform some functions represented in a virtual scenario that can be used to train your functional recovery of the correct synergies of the elbow / shoulder.
  • the position and the lifting force can be used to control two degrees of freedom in a game-like scenario shown on an LCD screen. Therefore, the invention can be used to provide a quantitative assessment of the condition of the subject at the start of rehabilitation training and to provide training in an effective manner.
  • the invention provides a training and measurement device and procedures for training and / or self-training and assisting individuals who have neurological or musculoskeletal disorders that result in the partial loss of the ability to move the upper extremities.
  • the device is preferably modular allowing to reach a different degree of functionality / complexity of the system.
  • the device is a mobile robot of light weight and small size that is operated on a table (or any other suitable surface).
  • the robot is equipped with a base platform that has conventional wheels or spherical wheels.
  • An arm support is mounted on the base platform in which the user can hold his forearm.
  • the arm support is connected to the robot base so that its height with respect to the base can be selected in a range of default values.
  • the mobile base is equipped with sensors, such as optical tracking sensors, which allow the robot's position / speed / acceleration monitoring and therefore also its arm support.
  • the device comprises fastening means for fastening the forearm to the arm support, in which the fastening means are selected from the group of: sailboat ribbons, pneumatic bracelets, and 3D printed bracelets adapted to the shape of the forearm of a single Username.
  • a feedback interface is provided, usually a video screen (although it could be used for video, audio, touch or a combination thereof) so that the user can monitor his own activity.
  • the device is part of a system equipped with a processing unit, a storage unit and a cable / wireless communication unit.
  • the robot is designed so that it can be operated by patients.
  • An auxiliary system can be provided that communicates remotely with the robot through a network protocol.
  • This auxiliary system is designed for use by the optional staff and provides data storage and processing means along with the appropriate software to analyze and interpret the data collected and sent by the robot during the rehabilitation sessions.
  • a measurement procedure can be implemented. The procedure is based on the measurement and recording of the movement of the mobile base of the robot and of the motor / force pairs applied by the user in the arm support.
  • the rehabilitation training procedure takes advantage of software that interactively instructs the patient about the function that the mobile robot must continue to use.
  • the patient continuously receives feedback about their performance in a kind of interactive game.
  • the type of exercise to be performed can be decided remotely by the health center staff and / or constantly adapted to the user's performance.
  • the complete system can be modular, so that the embodiment described above can be integrated by extension modules to extend its functionality.
  • actuators can be added to the mobile base in order to introduce an assisted displacement (the user starts the movement and the system helps the user to complete it) or active (the system moves the user's arm, in a safe way, through predetermined paths) of the mobile robot on the surface of the table, so that force fields can be simulated.
  • the mobile unit has no wheels, but a base that can be dragged on a pad.
  • the friction between the pad and the base of the mobile robot can be varied by selecting the materials from which they are made. For example, Teflon over Teflon has a static friction coefficient of 0.04.
  • the pronosupination training of the wrist or the radiocubital inclination can be included by means of a support device for the arm developed in an appropriate manner.
  • the training of the grip can be added in the same way.
  • the functional electrical stimulation can be added to the capacity of the system in order to improve the treatment.
  • EMG monitoring of the muscles of the upper limb may be added in order to provide the faculty with more data about muscle activations in order to adjust the treatment appropriately.
  • EEG monitoring can be introduced to provide the faculty with information about brain activation patterns during rehabilitation.
  • a linear actuator can be added to the interface between the arm support and the mobile device along the vertical axis.
  • a joint position measurement system can be integrated into the device to directly monitor the shoulder, elbow and wrist joints of the patient.
  • a 3D position measurement system (such as for example the Patriot or Fastrak Polhemus and the like) can be integrated into the device to directly monitor the shoulder, elbow and wrist joints of the patient.
  • the spherical wheels are provided with electrically controlled brakes, so that the effort required to move the mobile robot can be controlled.
  • CMOS or CCD cameras that can be used to monitor training movements in a qualitative and / or quantitative manner (trajectories and / or angular positions of the member).
  • the mobile device is used on a pad.
  • the pad may contain areas with different heights.
  • the vertical position of the device is deduced by the position of the device in the plane together with a 3D software map of the pad.
  • Figure 1 shows a schematic top view of the portable device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a schematic longitudinal side view of the device shown in Figure 1.
  • Figure 3 shows a schematic bottom view of the device shown in Figure 1.
  • Figure 4 shows a schematic cross-sectional side view of the device shown in Figure 1.
  • Figure 5 shows a simplified three-dimensional view of the device shown in Figure 1.
  • Figure 6 shows a block diagram of a rehabilitation system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 shows a schematic view of a possible use case of the device shown in Figure 1.
  • Figure 8 shows a block diagram of the concept of simultaneous rehabilitation.
  • Figure 9 shows the calculation of the position and orientation of the portable device.
  • the portable device which is also referred to in this description as a mobile unit or mobile robot, is composed of a base 14 of the device, which is also referred to in this description as a mobile platform with three spherical wheels 16, arranged in the vertices of an equilateral triangle, which allow the movement of the portable device.
  • a base 14 of the device which is also referred to in this description as a mobile platform with three spherical wheels 16, arranged in the vertices of an equilateral triangle, which allow the movement of the portable device.
  • passive spherical wheels Alwayse or Omnitrack or similar commercial ball transfer devices can be used.
  • An optical tracking device is inserted in the mobile platform 14 so that the position and orientation of the device can be calculated while moving.
  • the optical tracking device is composed of two optical mouse sensors 18. One of the two sensors is located in the center of the mobile platform; the other is located at a distance L from the center and in the direction of the longitudinal axis of the arm support. The reading of the two sensors provides a relative position measurement. The system is calibrated at the beginning of use by placing it in a predefined orientation and position.
  • the portable device represented in Figures 1 to 5 can be used advantageously in a system represented in Figure 6, which is composed of three main units: the portable device 10 used to passively or actively support a member against the force of gravity while allowing an unlimited plane movement, a calculation and feedback unit 30 and a remote viewing and control unit 60.
  • a pad (with a textured polymer surface or a polyester surface or the like) can be used to provide a surface suitable for the movement of the portable device 10.
  • the pad may include some obstacles or paths or three-dimensional structures specifically designed in which you can Move the mobile device.
  • the mobile platform 14 features an inserted processing unit 26 (such as a Gumstix TM module or the like) that has an analog input expansion, a digital input / output expansion and a wired / wireless communication expansion.
  • the analog input expansion accepts signals from the torque / force sensors 13 that measure the force exerted on the arm support 12, from the optical sensors (18) or both.
  • the arm support 12 is provided with a force sensor of 3 degrees of freedom that monitors the forces on the vertical axis and on the two axes that identify the plane parallel to the horizontal surface.
  • the force sensor can be implemented using extensometers or similar techniques as is done in commercial products (ATI torque / force sensors or the like).
  • the arm support can also be provided with a damping device that allows limited displacement and can be selected from the arm support on the vertical axis when a force is applied on that axis.
  • the arm support is also provided with sailboat belts or other similar means 20 for attaching the patient's arm to the mobile device.
  • the portable device may comprise actuators 22 to provide an assisted movement or active movement of the mobile base and actuators 24 to control the height of the arm support with respect to the base of the device and / or flexibility against vertical forces.
  • the calculation and feedback unit 30 comprises a processing unit 32, a transceiver unit 34 for transmitting data to and receiving data from the inserted processing unit 26, a storage unit 36 and a feedback interface 40 to provide feedback to a user 50.
  • the calculation and feedback unit 30 provides the visual and / or acoustic and / or tactile feedback that allows the patient to act in a virtual scenario by the affected arm supported by the portable device 10.
  • the calculation and feedback unit is composed of a screen (LCD or other commercial screen) and speakers, which communicate with a commercial PC.
  • the PC can acquire data transmitted through a wireless link from the sensors located in the portable device 10 or from a sensor located in the environment or on the user's body, or both. Wireless transmission can be performed using the 802.11 or similar protocol (for example, WUSB, etc.).
  • a game-like software runs on the PC and the user plays in order to perform the rehabilitation functions.
  • the software also collects raw data and collects and calculates user performance statistics using routines written ex profeso.
  • the software has the ability to send data to a server present in the medical center through a conventional Internet connection.
  • the software can also receive new sets of parameters to adjust the rehabilitation functions according to the decisions of the medical staff in the medical center.
  • the remote viewing and control unit 60 is composed of a conventional PC that has means for transmitting and receiving information 62 to and from the calculation and feedback unit 30, such as an Internet connection.
  • This PC uses the optional staff 80 to monitor and control the rehabilitation procedures carried out by the patients at home.
  • the software that runs on this PC collects information from all clients through an encrypted connection to preserve patient privacy.
  • the information is stored in permanent memories such as, but not limited to, hard drives.
  • a UPS system and a data backup system can also be provided.
  • the software can be used for real-time monitoring (block 64) of a patient.
  • the software can display information through several IGU 70s and can calculate and display data statistics and other useful information for the faculty to monitor the rehabilitation training procedure (block 66).
  • the faculty can also use the software to adjust the parameters of portable devices (block 68).
  • the system can be used to administer a treatment to reduce the lack of coordination induced by the force of gravity in patients with unilateral brain lesions.
  • specifically designed training functions can help patients with chronic stroke to significantly reduce generations of abnormal torque patterns and thus improve the area of extension and movement speed (Ellis et al ., Muscle Nerve. August 2005; 32 (2): 170-8).
  • the patient is initially in the health center, where his condition can be assessed using the proposed system.
  • Registered information is stored to serve as a reference.
  • the optional staff chooses a treatment program and consequently configures the system software.
  • the patient can then be taught how to use the system properly.
  • the medical staff also decides whether the patient should start treatment at the health center or should be sent to the home to continue treatment with the portable device.
  • the patient can perform the exercises without the need for constant assistance and their progress can be monitored remotely by the faculty who can adjust the training exercises according to improvements in the condition of the patient.
  • FIG. 7 shows, while using the device, the user 50 is sitting comfortably in front of the table 110 on which the portable device 10 is located.
  • a pad 120 can be used specific depending on the implementation. He / she secures the forearm 140 of the affected arm to the arm support by belt straps or any other fastening system provided by the device.
  • the system can then be turned on and performs self-tests and can ask the patient to perform a simple function to complete a calibration phase. After completing the self-test and calibration, the system will start the training session, starting from the initial position 130 of the portable device.
  • the calculation and feedback unit 30 comprises a video screen (LCD or other) and speakers that are connected to the processing unit 32 that receives data from the portable device 10.
  • the video screen and the speaker present the user with an interactive game that must be played to perform the training function.
  • the portable device 10 acts as the input device for the game.
  • system could be connected to a server 100 specifically designed to allow group treatment.
  • server 100 specifically designed to allow group treatment.
  • several users can carry out the training at the same time, receive information about the activity of others and compete or collaborate as part of the training.
  • the group treatment could take the form of an online CRPG (online computer role playing game) or MMORPG (massively multiplayer online role-playing game, massively multiplayer online role-playing game) online .
  • Figure 8 represents a block diagram of a concept of simultaneous rehabilitation of this type.
  • IU 1 ... n users affected by a disability use the part of the system described in Figure 6 and called 'health or domestic center'.
  • the medical staff in the health centers 90 uses the part of the system described in Figure 6 and called the 'health center'. In this way various training modalities are made available:
  • the user can connect to a "virtual rehabilitation center" (perhaps within a virtual Internet-based world such as Second-Life or others) and follow the instruction of a therapist along with other users;
  • the user can carry out the rehabilitation function as part of a team game with other users who are also training;
  • the user can play a game together with people not affected by a disability who use conventional input devices to interact in the game. All these modalities have the possibility of introducing a "recreational" or “fun” dimension in the rehabilitation routine that can improve the acceptability and the result of the treatment itself.
  • training involves the execution of an extension movement combined with an elevation of the arm (shoulder abduction).
  • the user has his forearm fixed to the portable device 10.
  • the device can move freely on the surface of a table.
  • the extension movement causes the device to move on the table by registering the position sensors 18 the relative orientation and position of the portable device 10 and thus of the support 12 for the arm and the forearm attached to it.
  • the user will not be able to perform the shoulder abduction plus the extension correctly without help due, for example, to abnormal synergies developed after a stroke.
  • the arm support Ie will allow to compensate for these synergies since it is not obliged to lift the weight of the arm.
  • the support 12 for the arm has a fixed position with respect to the mobile base that allows isometric training of the shoulder abduction.
  • the force exerted by the forearm on the arm support is monitored by the force sensors 13 inserted in the connection between the arm support and the mobile base. Therefore, the user You can measure your progress in the ability to raise the arm while performing an extension movement because you can see a decrease in the force measured by the force sensor. In the ideal case, the user should be able to fully support the weight of his arm while performing the extension function.
  • the vertical displacement of the arm support with respect to the base can be controlled by a damping system or can be assisted by some actuators, so that more complex rehabilitation patterns can be implemented.
  • the measurement of force, orientation and position constitute inputs that can be used to interact with the training software as a game.
  • the software can be very simple, as in 2D play. For example, the user moves in a simple maze using the position and orientation of the forearm while performing functions trying to raise the arm (overcome obstacles, reach bonus points that hang, etc.).
  • the device can be used to interact in a multi-user online game and / or an Internet-based virtual world, with other users affected by a disability or with healthy users. In this way, the social and recreational dimension added to rehabilitation training could accelerate it and / or make it more effective.
  • a computer program may be stored / distributed on a suitable medium, such as an optical storage medium or a solid state medium supplied jointly or as part of other hardware, although they may also be distributed in other forms, such as over the Internet or other wireless or cable telecommunications systems.
  • a suitable medium such as an optical storage medium or a solid state medium supplied jointly or as part of other hardware, although they may also be distributed in other forms, such as over the Internet or other wireless or cable telecommunications systems.

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Abstract

El dispositivo (10) portátil para rehabilitar a un usuario afectado por una discapacidad con dificultades para ejecutar funciones de extensión y de elevación simultáneas comprende un soporte (12) para el brazo al que puede sujetarse el antebrazo del usuario y medios (16) para permitir el movimiento del soporte para el brazo sobre una superficie. Además comprende medios (18) para monitorizar el movimiento del soporte para el brazo y medios (13) para detectar una fuerza ejercida por el brazo del usuario en una dirección ortogonal a la superficie. El dispositivo permite al usuario realizar movimientos de extensión en un área amplia de trabajo teniendo el antebrazo soportado y sujeto. El hecho de que el antebrazo esté soportado y sujeto al dispositivo permite un mejor control de los movimientos de entrenamiento del hombro, evitando trayectorias descontroladas a nivel del codo que son posibles en caso de agarrar sólo un asidero.

Description

DISPOSITIVO PORTÁTIL PARA LA REHABILITACIÓN DEL MIEMBRO
SUPERIOR
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo portátil para rehabilitar a un usuario afectado por una discapacidad con dificultades para ejecutar funciones de extensión y de elevación simultáneas. El dispositivo es adecuado en particular para su uso en programas de fisioterapia y/o rehabilitación para el tratamiento de lesiones neurovasculares o musculoesqueléticas o enfermedades del miembro superior.
Descripción de Ia técnica relacionada Cientos de miles de personas se ven incapacitadas cada año debido a alteraciones motoras del miembro superior. La alteración puede deberse a enfermedades neurológicas tales como ictus (véase por ejemplo las estadísticas actualizadas a 2007 de ataques y enfermedades del corazón de Ia American Heart association y Ia American stroke association), o puede deberse a lesiones musculoesqueléticas. En ambos casos Ia enfermedad puede dar como resultado un rango de movimiento disminuido, debilidad muscular, pérdida de velocidad y/o coordinación reducida del miembro afectado.
Se sabe que Ia fisioterapia es eficaz para reducir el grado de incapacidad (Nancy ByI et al., Neurorehabilitation and Neural Repair, vol. 17, n° 3, 176-191 (2003); Darlene Hertling, publicado por Lippincott Williams and Wilkins, 2005). El trabajo de investigación publicado recientemente (Liesbet De Wit et al., Stroke. 2007;38;2101 ) confirma que se obtienen mejores resultados en Ia rehabilitación en aquellos centros sanitarios en los que los pacientes reciben más tratamiento al día durante periodos de tiempo prolongados. Actualmente, Ia fisioterapia sólo se administra en hospitales o centros sanitarios especializados. Un fisioterapeuta hace que el paciente realice una serie de ejercicios repetidos durante sesiones de entrenamiento que generalmente tienen un número y duración limitados debido a Ia disponibilidad de terapeutas y al coste. Además, generalmente es difícil valorar el grado de alteración al inicio del tratamiento y cuantificar los beneficios de los tratamientos debido a Ia falta de técnicas de medición objetivas.
Los dispositivos robotizados tienen Ia posibilidad de mejorar esta situación. Un robot inteligente acoplado mecánicamente con el brazo del paciente puede usarse para ayudar al paciente a llevar a cabo los ejercicios durante el periodo de rehabilitación, aumentando así el tiempo invertido en el entrenamiento de rehabilitación. Además, los sensores del robot pueden usarse para valorar el grado de Ia alteración al inicio del ciclo terapéutico y monitorizar los progresos. De hecho, se han desarrollado una serie de dispositivos robotizados en los últimos años tanto con fines académicos como comerciales. Por ejemplo, en Ia University of Washington, Seattle, EE.UU. se ha desarrollado un exoesqueleto de miembro superior accionado con 7 grados de libertad como un dispositivo de rehabilitación/asistencia para tratar las disfunciones que implican una pérdida de fuerza en el miembro superior. Investigadores en Ia Scuola Superiore Sant'Anna, Pisa, Italia desarrollaron el sistema MEMOS, un robot cartesiano con dos grados de libertad de bajo coste para Ia recuperación motriz del miembro superior tras un ictus. El sistema ACT 3D se ha desarrollado en Ia North-western University, EE.UU., para crear un mundo virtual para el entrenamiento del movimiento del brazo durante las funciones de prensión y liberación.
La investigación en entornos académicos también ha generado una pequeña cantidad de dispositivos comerciales. Por ejemplo, el MIT-Manus desarrollado en el marco de Ia investigación académica en MIT, Boston, EE.UU. y patentado posteriormente (patente estadounidense n° 5.466.213
(1995)) se comercializa ahora por Interactive Motion Technology, EE.UU., como los dispositivos InMotion 1 ,2,3 para su uso en Ia rehabilitación del hombro, el codo y Ia muñeca.
De forma similar hay una serie de patentes presentadas en el campo. Por ejemplo, Erlandson (patente estadounidense n° 4.936.299 (1990)) describe un aparato y procedimiento para rehabilitación que se aprovecha de un brazo robotizado controlado por una CPU.
Baker (patente n0 CA 2 244 358 (2000)) describe un dispositivo terapéutico de rotación de Ia muñeca para Ia rehabilitación de Ia muñeca. Reinkensmeyer et al. (patente estadounidense n° 6.613.000 (2003)) describe un sistema basado en ordenador que proporciona un tratamiento para el movimiento del brazo para pacientes con alteraciones sensoriales que puede funcionar a través de Ia web y proporciona programas personalizados de ejercicio terapéutico. Diaz et al. (patente estadounidense n° 2005/0273022 A1 (2005)) describen un dispositivo médico portátil para Ia rehabilitación articular mediante un movimiento pasivo continuo. Dewald et al. (patente estadounidense n° 2007/0066918 A1 (2007)) describen un sistema para Ia rehabilitación de Ia disfunción en Ia coordinación de los miembros inducida por Ia fuerza de Ia gravedad después de un ictus u otros trastornos neurológicos. Los resultados de ensayos clínicos y de estudio llevados a cabo con robots tales como el MIT-Manus indican que el tratamiento mediante robot es seguro, bien aceptado por los pacientes y útil (véase por ejemplo Krebs et al., Technol. Health Care 7, 6 (diciembre 1999), 419-423.).
Sin embargo, Ia presente generación de robots de rehabilitación aún presenta algunas cuestiones sin resolver que impiden su uso a gran escala.
Entre éstas el coste es una importante. El dispositivo robotizado debería ser Io suficientemente económico para que los centros sanitarios Io adoptaran en gran medida. La simplicidad de uso es también una cuestión en caso de que los pacientes tengan que utilizar el dispositivo robotizado en el domicilio. La característica de "uso doméstico" también requiere Ia portabilidad del dispositivo. De hecho los dispositivos y/o patentes descritos anteriormente pueden clasificarse en líneas generales en dos categorías: (1 ) dispositivos caros y no portátiles que pueden usarse para implementar una serie de diferentes programas de rehabilitación dada su compleja estructura; (2) dispositivos más sencillos, más especializados que pueden usarse para un número limitado de programas de rehabilitación.
Se han publicado diversas patentes para tales dispositivos especializados. Por ejemplo, Ia patente estadounidense n° 2007/0021692 describe un sistema para realizar movimientos inducidos de los miembros. Las trayectorias de Ia mano o el pie se registran mediante sensores de posición y puede registrarse Ia presión ejercida por el miembro.
La patente WO n° 99/61110 describe un sistema para el entrenamiento de movimientos de extensión rápidos (movimientos de anticipación). El sistema incorpora medición de Ia posición (mano, brazo, articulaciones), medición con EMG y retroalimentación al usuario.
La patente estadounidense n° 7.311.643 describe un tablero portátil de ejercicios para el hombro y el miembro superior. Proporciona medios para mover un asidero en un plano con un coeficiente de fricción discretamente variable. La patente japonesa n° 2007185325 describe un sistema para realizar ejercicios de extensión sobre una mesa. El sistema es portátil y proporciona medición de Ia posición y de Ia fuerza ejercida por el usuario en un asidero. La posición del asidero no proporciona información acerca de Ia configuración del brazo. La patente japonesa n° 2002272795 describe un dispositivo de rehabilitación del miembro superior que incluye una medición de Ia posición y de Ia fuerza ejercida por el usuario en un asidero (dispositivo de transporte) y medios de retroalimentación. El sistema requiere una mesa de instrumentos con guías sobre las que puede moverse el dispositivo de transporte.
La patente japonesa n° 2004008605 describe un aparato de entrenamiento de rehabilitación de miembros. Proporciona medios para medir Ia fuerza ejercida por un miembro sobre un dispositivo fijo junto con medios para proporcionar retroalimentación al usuario, tal como vídeo, sonido, vibración). Es un objetivo de Ia invención proporcionar un dispositivo sencillo y económico que permita al usuario realizar movimientos de extensión en un área amplia de trabajo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Para ello, según un aspecto de Ia invención, se proporciona un dispositivo portátil según Ia reivindicación 1 independiente. Realizaciones favorables se definen en las reivindicaciones 2 a 26 dependientes.
El dispositivo portátil para rehabilitar a un usuario afectado por una discapacidad con dificultades para ejecutar funciones de extensión y de elevación simultáneas según Ia presente invención comprende un soporte para el brazo al que puede sujetarse el antebrazo del usuario y medios para permitir el movimiento del soporte para el brazo sobre una superficie. Además comprende medios para monitorizar el movimiento del soporte para el brazo, es decir, Ia posición/velocidad/aceleración y orientación del mismo. Finalmente comprende medios para detectar una fuerza ejercida por el brazo del usuario sobre el soporte para el brazo en una dirección ortogonal a Ia superficie.
En el dispositivo según Ia presente invención se introducen en el diseño una simplificación y reducción de costes. El dispositivo propuesto es de hecho un robot móvil en lugar de ser un dispositivo fijo, un dispositivo con base en un armazón o un dispositivo que se mueve sobre un carril o guía. De este modo se proporciona portabilidad. Además trata las necesidades de técnicas de rehabilitación especiales mediante modularidad.
El dispositivo según Ia presente invención, a diferencia de los dispositivos anteriormente descritos de Ia técnica anterior, permite al usuario realizar movimientos de extensión en un área amplia de trabajo teniendo el antebrazo soportado y sujeto. El hecho de que el antebrazo esté soportado y sujeto al dispositivo permite un mejor control de los movimientos de entrenamiento del hombro, evitando trayectorias descontroladas a nivel del codo que son posibles en caso de agarrar sólo un asidero. Al mismo tiempo detectar Ia rotación y posición del dispositivo, por el hecho de que el antebrazo está fijado al dispositivo, garantiza una mejor valoración cuantitativa de Ia posición tridimensional del brazo.
El dispositivo está diseñado para el entrenamiento del codo y del hombro, aunque también puede utilizarse para entrenar Ia muñeca y Ia prensión añadiendo módulos específicos. El número, duración, intensidad y tipo de sesión de entrenamiento pueden controlarse mediante un software que se ejecute en Ia unidad de procesamiento central del dispositivo. Las capacidades en red del dispositivo según una realización preferida de Ia invención permiten su uso en entornos de telerrehabilitación, en los que el usuario y el fisioterapeuta no están en el mismo lugar, aunque el fisioterapeuta puede monitorizar y cambiar los parámetros del programa de rehabilitación en cualquier momento que se requiera.
En el campo de Ia rehabilitación, uno de los problemas que se soluciona mediante el dispositivo según Ia presente invención está relacionado con Ia valoración y el tratamiento de disfunciones del miembro superior debidas a sinergias anómalas entre Ia abducción del hombro y Ia flexión del codo activadas por el peso del propio miembro. Los pacientes con ictus crónico son un ejemplo de individuos con una alteración que presentan generaciones de patrones anómalos de par motor. Cuando un sujeto con una alteración intenta realizar una extensión alejándose del cuerpo y tiene que compensar completamente Ia gravedad que actúa sobre el miembro, su movimiento de extensión va unido involuntariamente a una flexión de codo. Esto impide que el sujeto realice el movimiento de extensión de una forma natural. No obstante, está demostrado que Ia capacidad de aprendizaje motor aún está presente en pacientes con ictus crónico, que podría permitir recuperar un patrón más funcional de Ia activación del hombro y el codo. (EIIiS et al., Muscle Nerve. 2005 agosto;32(2): 170-8).
Mediante Ia presente invención un sujeto puede realizar movimientos de extensión teniendo el brazo soportado y midiéndose el grado de fuerza de elevación que puede ejercer, preferiblemente mediante un sensor de fuerza. En una realización preferida también se proporciona al sujeto una retroalimentación acerca de Ia posición y orientación del antebrazo, y de Ia fuerza de elevación ejercida. El/ella puede dedicarse entonces a movimientos de extensión y elevación para realizar algunas funciones representadas en un escenario virtual que puede utilizarse para entrenar su recuperación funcional de las sinergias correctas del codo/hombro. Por ejemplo pueden utilizarse Ia posición y Ia fuerza de elevación para controlar dos grados de libertad en un escenario a modo de juego mostrado en una pantalla LCD. Por tanto, Ia invención puede usarse para proporcionar una valoración cuantitativa del estado del sujeto al inicio del entrenamiento de rehabilitación y para proporcionar un entrenamiento de manera eficaz.
Además, este resultado se consigue evitando el uso de robots articulados u ortesis suspendidas de cables.
La invención proporciona un dispositivo y procedimientos de entrenamiento y medición para entrenar y/o autoentrenarse y asistir a individuos que tienen trastornos neurológicos o musculoesqueléticos que tienen como resultado Ia pérdida parcial de Ia capacidad de mover las extremidades superiores. El dispositivo es preferiblemente modular permitiendo alcanzar un grado diferente de funcionalidad/complejidad del sistema. En una de sus realizaciones, el dispositivo es un robot móvil de peso ligero y tamaño reducido que se hace funcionar sobre una mesa (o cualquier otra superficie adecuada). El robot está dotado de una plataforma base que tiene ruedas convencionales o ruedas esféricas. Un soporte para el brazo está montado sobre Ia plataforma base en el que el usuario puede sujetar su antebrazo. El soporte para el brazo está conectado a Ia base del robot de modo que su altura con respecto a Ia base puede seleccionarse en un intervalo de valores predeterminados. Además está dotado de sensores de par/fuerza de modo que al menos las fuerzas ejercidas por el usuario a Io largo del eje vertical pueden medirse. La base móvil está dotada de sensores, tales como sensores de seguimiento óptico, que permiten Ia monitorización de posición/velocidad/aceleración del robot y por Io tanto también de su soporte para el brazo. El dispositivo comprende medios de sujeción para sujetar el antebrazo al soporte para el brazo, en los que los medios de sujeción se seleccionan del grupo de: cintas de velero, pulseras neumáticas, y pulseras impresas en 3D adaptadas a Ia forma del antebrazo de un único usuario. Se proporciona una interfaz de retroalimentación, normalmente una pantalla de vídeo (aunque podría usarse de vídeo, de audio, táctil o una combinación de las mismas) de modo que el usuario puede monitorizar su propia actividad. El dispositivo forma parte de un sistema dotado de una unidad de procesamiento, una unidad de almacenamiento y una unidad de comunicación por cables/inalámbrica.
El robot está diseñado de modo que puede hacerse funcionar por los pacientes. Puede proporcionarse un sistema auxiliar que se comunique a distancia con el robot a través de un protocolo de red. Este sistema auxiliar está diseñado para su uso por el personal facultativo y proporciona medios de almacenamiento de datos y procesamiento junto con el software adecuado para analizar e interpretar los datos recogidos y enviados por el robot durante las sesiones de rehabilitación.
Con el fin de establecer el grado inicial de alteración y monitorizar Ia mejora del paciente con el tratamiento, puede implementarse un procedimiento de medición. El procedimiento se basa en Ia medición y registro del movimiento de Ia base móvil del robot y de los pares motores/fuerza aplicados por el usuario en el soporte para el brazo.
El procedimiento de entrenamiento de rehabilitación se aprovecha de un software que de manera interactiva instruye al paciente acerca de Ia función que tiene que seguir utilizando el robot móvil. El paciente recibe continuamente una retroalimentación acerca de su rendimiento en una especie de juego interactivo.
El tipo de ejercicio que va a realizarse puede decidirse a distancia por el personal del centro sanitario y/o adaptarse de manera constante al rendimiento del usuario. El sistema completo puede ser modular, de modo que Ia realización anteriormente descrita puede estar integrada por módulos de ampliación para ampliar su funcionalidad.
En una realización, pueden añadirse accionadores a Ia base móvil con el fin de introducir un desplazamiento asistido (el usuario inicia el movimiento y el sistema ayuda al usuario a completarlo) o activo (el sistema mueve el brazo del usuario, de una manera segura, a través de trayectorias predeterminadas) del robot móvil sobre Ia superficie de Ia mesa, de modo que pueden simularse campos de fuerza.
En otra realización, Ia unidad móvil no tiene ruedas, sino una base que puede arrastrarse sobre una almohadilla. La fricción entre Ia almohadilla y Ia base del robot móvil puede variarse seleccionando los materiales de los que están hechos. Por ejemplo el teflón sobre teflón presenta un coeficiente de fricción estática de 0.04.
En otra realización, puede incluirse el entrenamiento de Ia pronosupinación de Ia muñeca o Ia inclinación radiocubital mediante un dispositivo de soporte para el brazo desarrollado de manera adecuada. El entrenamiento de Ia prensión puede añadirse del mismo modo.
En otra realización, puede añadirse Ia estimulación eléctrica funcional (EEF) a Ia capacidad del sistema con el fin de mejorar el tratamiento. En otra realización, puede añadirse monitorización con EMG de los músculos del miembro superior con el fin de proporcionar al personal facultativo más datos acerca de las activaciones del músculo para poder ajustar el tratamiento adecuadamente.
En otra realización, puede introducirse monitorización con EEG para proporcionar al personal facultativo información acerca de los patrones de activación cerebrales durante Ia rehabilitación. En otra realización, puede añadirse un accionador lineal a Ia interfaz entre el soporte para el brazo y el dispositivo móvil a Io largo del eje vertical.
En otra realización, un sistema de medición de Ia posición articular puede integrarse en el dispositivo para monitorizar directamente las articulaciones del hombro, codo y Ia muñeca del paciente.
En otra realización, un sistema de medición de Ia posición en 3D (tal como por ejemplo el Patriot o Fastrak Polhemus y similares) pueden integrarse en el dispositivo para monitorizar directamente las articulaciones del hombro, codo y Ia muñeca del paciente. En otra realización, las ruedas esféricas se dotan de frenos controlados eléctricamente, de modo que pueda controlarse el esfuerzo requerido para mover el robot móvil.
En otra realización, hay un conjunto de cámaras CMOS o CCD que pueden usarse para monitorizar con vídeo los movimientos de entrenamiento de manera cualitativa y/o cuantitativa (trayectorias y/o posiciones angulares del miembro).
En otra realización, el dispositivo móvil se usa sobre una almohadilla. La almohadilla puede contener zonas con alturas diferentes. La posición vertical del dispositivo se deduce por Ia posición del dispositivo en el plano junto con un mapa de software en 3D de Ia almohadilla.
Estos y otros aspectos de Ia invención se harán evidentes a partir de y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación en el presente documento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se entenderá mejor y sus numerosos objetivos y ventajas se harán más evidentes para los expertos en Ia técnica haciendo referencia a los dibujos siguientes junto con Ia memoria descriptiva adjunta, en los que: Ia figura 1 muestra una vista desde arriba esquemática del dispositivo portátil según una realización de Ia presente invención. La figura 2 muestra una vista esquemática lateral longitudinal del dispositivo representado en Ia figura 1.
La figura 3 muestra una vista desde abajo esquemática del dispositivo representado en Ia figura 1. La figura 4 muestra una vista esquemática lateral transversal del dispositivo representado en Ia figura 1.
La figura 5 muestra una vista tridimensional simplificada del dispositivo representado en Ia figura 1.
La figura 6 muestra un diagrama de bloques de un sistema de rehabilitación según una realización de Ia presente invención.
La figura 7 muestra una vista esquemática de un caso de uso posible del dispositivo representado en Ia figura 1.
La figura 8 muestra un diagrama de bloques del concepto de rehabilitación simultánea. La figura 9 muestra el cálculo de Ia posición y orientación del dispositivo portátil.
En todas las figuras, números de referencia similares se refieren a elementos similares.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN
Ahora, con referencia a las figuras 1 a 5, se describirá una realización ejemplar del dispositivo 10 portátil según Ia invención. El dispositivo portátil, al que también se hace referencia en esta descripción como unidad móvil o robot móvil, está compuesto por una base 14 del dispositivo, a Ia que también se hace referencia en esta descripción como plataforma móvil con tres ruedas 16 esféricas, dispuestas en los vértices de un triángulo equilátero, que permiten el desplazamiento del dispositivo portátil. Como ruedas esféricas pasivas pueden utilizarse Alwayse u Omnitrack o dispositivos comerciales de transferencia de bolas similares. Un soporte 12 para el brazo, al que puede sujetarse el antebrazo del usuario, está conectado a Ia plataforma móvil. Un dispositivo de seguimiento óptico está insertado en Ia plataforma 14 móvil de modo que pueden calcularse Ia posición y orientación del dispositivo mientras se mueve.
El dispositivo de seguimiento óptico está compuesto por dos sensores 18 de ratón ópticos. Uno de los dos sensores está situado en el centro de Ia plataforma móvil; el otro está situado a una distancia L del centro y en Ia dirección del eje longitudinal del soporte para el brazo. La lectura de los dos sensores proporciona una medición de posición relativa. El sistema se calibra al inicio del uso colocándolo en una orientación y posición predefinida. Ahora, con referencia a Ia figura 9, si P ≡ (Xp, Yp) es Ia posición del sensor óptico central y Q ≡ (Xq1Yq) es Ia posición del otro sensor con respecto al sistema de referencia ortogonal centrado en Ia posición inicial de P (Po), el eje X de P a Q y el eje Y y orientado para que el eje Z se dirija hacia arriba desde Ia superficie de Ia mesa, entonces Ia posición del dispositivo en cada momento es (Xp1Yp) y Ia orientación del dispositivo
(ángulo del eje longitudinal del soporte para el brazo con respecto a su posición inicial) puede calcularse con fórmulas trigonométricas sencillas. Por ejemplo, para (Xq-Xp)X) e (Yp-Yq)≥O, β= atan((Yp-Yq)/( Xq-Xp)). La extensión de esta fórmula u otras fórmulas equivalentes para cubrir todo el espacio de orientación es evidente para los expertos en Ia materia.
El dispositivo portátil representado en las figuras 1 a 5 puede usarse ventajosamente en un sistema representado en Ia figura 6, que está compuesto por tres unidades principales: el dispositivo 10 portátil usado para soportar pasiva o activamente un miembro contra Ia fuerza de Ia gravedad mientras permite un movimiento en el plano ilimitado, una unidad 30 de cálculo y retroalimentación y una unidad 60 de visualización y control a distancia. Además, una almohadilla (con una superficie de polímero texturizado o una superficie de poliéster o similar) puede usarse para proporcionar una superficie adecuada para el movimiento del dispositivo 10 portátil. La almohadilla puede incluir algunos obstáculos o trayectos o estructuras tridimensionales diseñados específicamente en los que puede moverse el dispositivo móvil.
La plataforma 14 móvil presenta una unidad 26 de procesamiento insertada (tal como un módulo Gumstix™ o similar) que tiene una expansión de entrada analógica, una expansión de entrada/salida digital y una expansión de comunicación por cables/inalámbrica. La expansión de entrada analógica acepta señales desde los sensores 13 de par/fuerza que miden Ia fuerza ejercida sobre el soporte 12 para el brazo, desde los sensores (18) ópticos o ambos.
En una realización del dispositivo, el soporte 12 para el brazo está dotado de un sensor de fuerza de 3 grados de libertad que monitoriza las fuerzas sobre el eje vertical y sobre los dos ejes que identifican el plano paralelo a Ia superficie horizontal. El sensor de fuerza puede implementarse usando extensmetrós o técnicas similares tal como se realiza en los productos comerciales (sensores de par/fuerza ATI o similares). El soporte para el brazo también puede estar dotado de un dispositivo de amortiguación que permita un desplazamiento limitado y que pueda seleccionarse del soporte para el brazo sobre el eje vertical cuando se aplica una fuerza sobre ese eje. El soporte para el brazo también está dotado de cintas de velero u otros medios 20 similares para sujetar el brazo del paciente al dispositivo móvil.
El dispositivo portátil puede comprender accionadores 22 para proporcionar un movimiento asistido o movimiento activo de Ia base móvil y accionadores 24 para controlar Ia altura del soporte para el brazo con respecto a Ia base del dispositivo y/o flexibilidad frente a fuerzas verticales. La unidad 30 de cálculo y retroalimentación comprende una unidad 32 de procesamiento, una unidad 34 de transceptor para transmitir datos a y recibir datos desde Ia unidad 26 de procesamiento insertada, una unidad 36 de almacenamiento y una interfaz 40 de retroalimentación para proporcionar Ia retroalimentación a un usuario 50. La unidad 30 de cálculo y retroalimentación proporciona Ia retroalimentación visual y/o acústica y/o táctil que permite al paciente actuar en un escenario virtual mediante el brazo afectado soportado por el dispositivo 10 portátil. En una realización, Ia unidad de cálculo y retroalimentación está compuesta por una pantalla (LCD u otra pantalla comercial) y altavoces, que se comunican con un PC comercial. El PC puede adquirir datos transmitidos a través de un enlace inalámbrico desde los sensores situados en el dispositivo 10 portátil o desde un sensor situado en el entorno o sobre el cuerpo del usuario, o ambos. La transmisión inalámbrica puede realizarse usando el protocolo 802.11 o similar (por ejemplo WUSB, etc.). Un software a modo de juego se ejecuta en el PC y el usuario juega con el fin de realizar las funciones de rehabilitación. El software también realiza una recogida de datos sin procesar y una recogida y cálculo de estadísticas de rendimiento de usuario mediante rutinas escritas ex profeso. Además, el software tiene Ia capacidad de enviar datos a un servidor presente en el centro médico a través de una conexión de Internet convencional. El software también puede recibir nuevos conjuntos de parámetros para ajustar las funciones de rehabilitación según las decisiones del personal facultativo en el centro médico.
La unidad 60 de visualización y control a distancia está compuesta por un PC convencional que tiene medios para transmitir y recibir información 62 a y desde Ia unidad 30 de cálculo y retroalimentación, tal como una conexión de Internet. Este PC Io usa el personal 80 facultativo para monitorizar y controlar los procedimientos de rehabilitación llevados a cabo por los pacientes en el domicilio. El software que se ejecuta en este PC recoge información de todos los clientes a través de una conexión cifrada para preservar Ia privacidad del paciente. La información se almacena en memorias permanentes tales como, pero sin limitarse a, discos duros. También pueden proporcionarse un sistema UPS y un sistema de copias de seguridad de datos. El software puede usarse para Ia monitorización en tiempo real (bloque 64) de un paciente. El software puede mostrar información mediante varias IGU 70 y puede calcular y mostrar estadísticas de datos y otra información útil para el personal facultativo para monitorizar el procedimiento de entrenamiento de rehabilitación (bloque 66). El personal facultativo también puede usar el software para ajustar los parámetros de los dispositivos portátiles (bloque 68).
Ahora se incluyen una serie de casos ejemplares de uso del sistema descrito anteriormente en el presente documento como un medio para aclarar ciertos posibles usos de Ia presente invención. Estos casos de uso no representan limitaciones de Ia invención.
En un escenario típico el sistema puede usarse para administrar un tratamiento para reducir Ia falta de coordinación inducida por Ia fuerza de Ia gravedad en pacientes con lesiones cerebrales unilaterales. De hecho, se sabe que funciones de entrenamiento diseñadas específicamente pueden ayudar a pacientes con ictus crónico a reducir de manera significativa las generaciones de patrones anómalos de par motor y por tanto, a mejorar el área de extensión y Ia velocidad de movimiento (Ellis et al., Muscle Nerve. Agosto del 2005;32(2):170-8).
Según este escenario, el paciente está inicialmente en el centro sanitario, en el que puede evaluarse su estado mediante el sistema propuesto. La información registrada se almacena para servir como referencia. Después de Ia evaluación, el personal facultativo elige un programa de tratamiento y en consecuencia, configura el software de sistema. Al paciente se Ie puede enseñar entonces cómo usar el sistema apropiadamente. El personal facultativo también decide si el paciente debe empezar el tratamiento en el centro sanitario o debe mandarse al domicilio para continuar el tratamiento con el dispositivo portátil. Cuando está en el domicilio (o incluso en el centro sanitario) el paciente puede realizar los ejercicios sin Ia necesidad de una asistencia constante y su progreso puede monitorizarse a distancia por el personal facultativo que puede ajustar los ejercicios de entrenamiento según las mejoras del estado del paciente.
Tal como muestra Ia figura 7, mientras usa el dispositivo, el usuario 50 está sentado cómodamente delante de Ia mesa 110 sobre Ia que está situado el dispositivo 10 portátil. Puede usarse una almohadilla 120 específica dependiendo de Ia implementación. El/ella fija el antebrazo 140 del brazo afectado al soporte para el brazo mediante correas de cinta o cualquier otro sistema de sujeción proporcionado por el dispositivo. A continuación puede encenderse el sistema y realiza autocomprobaciones y puede pedir al paciente realizar una función sencilla para completar una fase de calibración. Después de completar Ia autocomprobación y calibración , el sistema iniciará Ia sesión de entrenamiento, empezando desde Ia posición 130 inicial del dispositivo portátil.
En un escenario típico, Ia unidad 30 de cálculo y retroalimentación comprende una pantalla de vídeo (LCD u otra) y altavoces que están conectados a Ia unidad 32 de procesamiento que recibe datos desde el dispositivo 10 portátil. La pantalla de vídeo y el altavoz presentan al usuario un juego interactivo que tiene que jugar para realizar Ia función de entrenamiento. El dispositivo 10 portátil actúa como el dispositivo de entrada para el juego.
Además, el sistema podría estar conectado a un servidor 100 diseñado específicamente que permita un tratamiento en grupo. De este modo, varios usuarios pueden llevar a cabo el entrenamiento al mismo tiempo, recibir información sobre Ia actividad de los demás y competir o colaborar como parte del entrenamiento.
El tratamiento en grupo podría adoptar Ia forma de un CRPG (online computer role playing game, juego de rol de ordenador en línea) en línea o MMORPG (massively multiplayer online role-playing game, juego de rol de múltiples jugadores masivo online) en línea. La figura 8 representa un diagrama de bloques de un concepto de rehabilitación simultáneo de este tipo. Los usuarios IU 1...n afectados por una discapacidad utilizan Ia parte del sistema descrita en Ia figura 6 y denominada 'centro sanitario o doméstico'. Los usuarios UN 1...n no afectados por una discapacidad usan dispositivos de entrada comerciales (palancas de control, teclados, etc.). El personal facultativo en los centros 90 sanitarios utiliza Ia parte del sistema descrita en Ia figura 6 y denominada 'centro sanitario'. De este modo se ponen a disposición diversas modalidades de entrenamiento:
(1 ) El usuario puede conectarse a un "centro de rehabilitación virtual" (quizá dentro de un mundo virtual basado en Internet como Second-Life u otros) y seguir Ia instrucción de un terapeuta junto con otros usuarios;
(2) El usuario puede llevar a cabo Ia función de rehabilitación como parte de un juego en equipo con otros usuarios que también están entrenando;
(3) El usuario puede jugar a un juego junto con personas no afectadas por una discapacidad que usan los dispositivos de entrada convencionales para interactuar en el juego. Todas estas modalidades tiene Ia posibilidad de introducir una dimensión "recreativa" o "divertida" en Ia rutina de rehabilitación que puede mejorar Ia aceptabilidad y el resultado del propio tratamiento. En una situación típica, el entrenamiento implica Ia ejecución de un movimiento de extensión combinado con una elevación del brazo (abducción de hombro). El usuario tiene su antebrazo fijado al dispositivo 10 portátil. El dispositivo puede moverse libremente sobre Ia superficie de una mesa. El movimiento de extensión hace que el dispositivo se mueva sobre Ia mesa registrando los sensores 18 de posición Ia orientación y posición relativas del dispositivo 10 portátil y de este modo del soporte 12 para el brazo y el antebrazo sujeto al mismo. En un caso típico, el usuario no podrá realizar Ia abducción de hombro más Ia extensión correctamente sin ayuda debido, por ejemplo, a sinergias anómalas desarrolladas después de un ictus. Sin embargo, el soporte para el brazo Ie permitirá compensar estas sinergias puesto que no está obligado a elevar el peso del brazo.
En este caso sencillo, el soporte 12 para el brazo tiene una posición fija con respecto a Ia base móvil que permite el entrenamiento isométrico de Ia abducción de hombro. La fuerza ejercida por el antebrazo sobre el soporte para el brazo se monitoriza por los sensores 13 de fuerza insertados en Ia conexión entre el soporte para el brazo y Ia base móvil. Por tanto, el usuario puede medir sus progresos en Ia capacidad para elevar el brazo mientras realiza un movimiento de extensión porque podrá ver una disminución de Ia fuerza medida por el sensor de fuerza. En el caso ideal, el usuario debería poder soportar completamente el peso de su brazo mientras realiza Ia función de extensión.
En casos más complejos, el desplazamiento vertical del soporte para el brazo con respecto a Ia base puede controlarse mediante un sistema de amortiguación o puede asistirse mediante algunos accionadores, de modo que pueden implementarse patrones de rehabilitación más complejos. En cualquier caso, Ia medición de Ia fuerza, orientación y posición constituyen entradas que pueden usarse para interactuar con el software de entrenamiento a modo de juego. El software puede ser muy sencillo, como en juego en 2D. Por ejemplo, el usuario se mueve en un laberinto sencillo usando Ia posición y Ia orientación del antebrazo mientras realiza funciones intentando elevar el brazo (superar obstáculos, alcanzar puntos de bonificación que cuelgan, etc.). En escenarios más complejos, el dispositivo puede usarse para interactuar en un juego en línea de múltiples usuarios y/o un mundo virtual basado en Internet, con otros usuarios afectados por una discapacidad o con usuarios sanos. De este modo Ia dimensión social y recreativa añadidas al entrenamiento de rehabilitación podrían acelerarlo y/o hacerlo más eficaz.
Aunque Ia invención se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y Ia descripción anterior, tal ilustración y descripción han de considerarse ilustrativos o ejemplares y no restrictivos; Ia invención no está limitada a las realizaciones descritas.
Los expertos en Ia materia pueden entender y efectuar otras variaciones con respecto a las realizaciones dadas a conocer poniendo en práctica Ia invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, Ia descripción y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, el término "comprende/n" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un procesador único u otra unidad pueden cumplir las funciones de diversos elementos mencionados en las reivindicaciones. El simple hecho de que ciertas medidas se mencionen en reivindicaciones dependientes diferentes entre sí no indica que no pueda usarse ventajosamente una combinación de estas medidas. Un programa informático puede almacenarse/distribuirse en un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento óptico o un medio en estado sólido suministrados conjuntamente o como parte de otro hardware, aunque también pueden distribuirse en otras formas, tales como a través de Internet u otros sistemas de telecomunicación inalámbrica o por cables. Ningún número de referencia en las reivindicaciones debería interpretarse como limitativo del alcance.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (10) portátil para rehabilitar a un usuario afectado por una discapacidad con dificultades para ejecutar funciones de extensión y de elevación simultáneas, que comprende:
- un soporte (12) para el brazo al que puede sujetarse el antebrazo del usuario
- medios (16) para permitir el movimiento del soporte para el brazo sobre una superficie, - medios (18) para monitorizar el movimiento del soporte para el brazo y
- medios (13) para detectar una fuerza ejercida por el brazo del usuario en una dirección ortogonal a Ia superficie.
2. Dispositivo portátil según Ia reivindicación 1 , en el que los medios para permitir el movimiento del soporte para el brazo son ruedas esféricas o ruedas convencionales.
3. Dispositivo portátil según Ia reivindicación 1 , en el que los medios para permitir el movimiento del soporte para el brazo están constituidos por una base plana que puede arrastrarse sobre una almohadilla (120).
4. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un accionador (22) para proporcionar un movimiento asistido o movimiento activo.
5. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende al menos un sistema de frenado para controlar el movimiento.
6. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios para detectar una fuerza ejercida por el brazo del usuario comprenden al menos un sensor de fuerza.
7. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios para monitorizar el movimiento del soporte para el brazo están adaptados para monitorizar Ia posición, y/o velocidad, y/o aceleración, y/u orientación del soporte para el brazo, y comprenden al menos un sensor de posición.
8. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una base (14) que proporciona los medios para el movimiento del dispositivo sobre una superficie, estando conectado el soporte (12) para el brazo a Ia base del dispositivo.
9. Dispositivo portátil según Ia reivindicación 8, que comprende medios para fijar el soporte para el brazo a diferentes alturas con respecto a Ia base del dispositivo.
10. Dispositivo portátil según Ia reivindicación 8, en el que el soporte para el brazo está dotado de al menos un accionador (24) para controlar Ia altura del soporte para el brazo con respecto a Ia base del dispositivo.
11. Dispositivo portátil según Ia reivindicación 8, en el que el soporte para el brazo puede rotar libremente o mediante accionadores controlados a
Io largo de su eje principal con el fin de facilitar movimientos de pronación-supinación del antebrazo.
12. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios de sujeción para sujetar el antebrazo al soporte para el brazo, en el que los medios de sujeción se seleccionan del grupo de: cintas de velero, pulseras neumáticas, pinzas o pulseras impresas en 3D, pinzas de fijación deformables.
13. Dispositivo portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios para medir Ia posición articular para monitorizar directamente las articulaciones de Ia muñeca, el codo y el hombro del paciente.
14. Sistema que comprende un dispositivo (10) portátil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una unidad (30) de retroalimentación y cálculo, que comprende una unidad (32) de procesamiento central, una unidad (36) de almacenamiento, una interfaz (40) de retroalimentación y una unidad (34) de comunicación por cables o inalámbrica.
15. Sistema según Ia reivindicación 14, en el que Ia unidad (30) de retroalimentación y cálculo está dotada para implementar una retroalimentación visual, o acústica o táctil o una combinación de las mismas.
16. Sistema según Ia reivindicación 14 ó 15, en el que Ia unidad (30) de retroalimentación y cálculo está adaptada para proporcionar al usuario un juego interactivo que ha de jugarse para realizar Ia función de entrenamiento por medio del dispositivo portátil al que está unido su antebrazo.
17. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el sistema está adaptado para su uso para tratamiento en grupo en el que el usuario puede competir o colaborar con otros usuarios en una función de entrenamiento.
18. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el sistema está adaptado para conectarse a un servidor (100) para juegos para interactuar con un juego en línea de múltiples usuarios y/o un mundo virtual basado en Internet.
19. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, que comprende además medios para proporcionar estimulación eléctrica funcional (EEF).
20. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, que comprende además medios para Ia monitorización con EMG de los músculos del brazo.
21. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, que comprende además medios para Ia monitorización con EEG de patrones de activación cerebrales durante Ia rehabilitación.
22. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21 , que comprende además un conjunto de cámaras CMOS o CCD de baja resolución para monitorizar con vídeo los movimientos de entrenamiento del brazo de manera cualitativa y/o cuantitativa.
23. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, que comprende además una almohadilla que contiene zonas con alturas diferentes.
24. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, que comprende además una unidad (60) de visualización y control a distancia para su uso por el personal (80) facultativo para monitorizar y controlar los procedimientos de rehabilitación de pacientes que comprende un procesador, que tiene medios (62) para transmitir y recibir información a y desde Ia unidad (30) de retroalimentación y cálculo.
25. Sistema según Ia reivindicación 24, en el que Ia unidad (60) de visualización y control a distancia comprende medios (68) para ajustar parámetros de dispositivos portátiles.
26. Sistema según Ia reivindicación 24 ó 25, en el que los medios (62) para transmitir y recibir información a y desde Ia unidad (30) de retroalimentación y cálculo usan una conexión cifrada.
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ES08775393T ES2431056T3 (es) 2008-05-23 2008-05-23 Dispositivo portátil para la rehabilitación del miembro superior
BRPI0822752A BRPI0822752B8 (pt) 2008-05-23 2008-05-23 dispositivo portátil para a reabilitação do membro superior
JP2011511039A JP5140760B2 (ja) 2008-05-23 2008-05-23 上肢リハビリテーションのための携帯装置
CN2008801303146A CN102088945B (zh) 2008-05-23 2008-05-23 用于上肢康复的便携设备
KR1020107028155A KR101504793B1 (ko) 2008-05-23 2008-05-23 휴대용 상지 재활 장치
US12/994,303 US8795207B2 (en) 2008-05-23 2008-05-23 Portable device for upper limb rehabilitation
EP08775393.5A EP2298266B1 (en) 2008-05-23 2008-05-23 Portable device for upper limb rehabilitation

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ES (1) ES2431056T3 (es)
WO (1) WO2009141460A1 (es)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010006602U1 (de) 2010-05-08 2011-06-09 Grimm, Martina, 91608 Therapeutisches Stütz- und Trainingsgerät für den Arm einer Person, insbesondere eines Schlaganfallpatienten, mit Führungsplatte
WO2011096787A3 (es) * 2010-02-05 2011-12-22 Instituto Nacional De Astrofisica Optica Y Electronica Mango portátil para rehabilitación de extremidades superiores
US9272139B2 (en) 2010-07-01 2016-03-01 Marilyn J. Hamilton Universal closed-loop electrical stimulation system

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8702629B2 (en) * 2005-03-17 2014-04-22 Great Lakes Neuro Technologies Inc. Movement disorder recovery system and method for continuous monitoring
US8924010B2 (en) * 2009-02-13 2014-12-30 Hocoma Ag Method to control a robot device and robot device
US9522316B2 (en) * 2010-02-12 2016-12-20 Bright Cloud International Corp. Instrumented therapy table and system
KR101303582B1 (ko) * 2011-10-18 2013-09-11 주식회사 케디엠 재활 훈련용 물레장치
DE102011056219A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Tyromotion Gmbh Positionssensor, Sensoranordnung und Rehabilitationsgerät
CN102697506B (zh) * 2012-05-29 2014-11-26 广州乾华生物科技有限公司 运动反应情况监测方法以及系统
FR2991224B1 (fr) * 2012-06-04 2014-06-27 Commissariat Energie Atomique Bras d`exosquelette a actionneur
KR101384305B1 (ko) * 2012-06-22 2014-04-10 재단법인대구경북과학기술원 상지 운동 제공 햅틱 장치 및 방법
KR101435565B1 (ko) * 2013-01-03 2014-08-28 숭실대학교산학협력단 착용형 로봇 및 그 제어방법
JP2014204794A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 株式会社デンソー 身体支持追従装置用状態表示装置及び身体支持追従装置
EP2789430B1 (en) * 2013-04-12 2015-10-07 Sabanci University A series elastic holonomic mobile platform for upper extremity rehabilitation
CN103239340B (zh) * 2013-05-16 2015-01-07 四川旭康医疗电器有限公司 一种感觉康复训练系统
KR101648638B1 (ko) * 2014-11-25 2016-09-01 재단법인대구경북과학기술원 근육 치료를 위한 재활 프로그램 생성 방법. 재활 프로그램 제공 장치
KR101613505B1 (ko) * 2015-02-04 2016-05-02 주식회사 네오펙트 마우스형 재활 훈련 장치
US11285034B2 (en) 2015-04-15 2022-03-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Cutaneous stimulation devices and methods of using the same
ES2870671T3 (es) * 2016-06-29 2021-10-27 Fundacion Tecnalia Res & Innovation Dispositivo portátil para la rehabilitación de los miembros superiores
US11712601B2 (en) * 2016-12-09 2023-08-01 MILLZ, Inc. Exercise device
GB2558003A (en) * 2016-12-21 2018-07-04 Chevereuil Darcy Boyd Mahoney St Rehabilitation aid
JP2018143369A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 株式会社フジ医療器 マッサージシステム
CN107157705A (zh) * 2017-05-09 2017-09-15 京东方科技集团股份有限公司 康复系统和方法
ES2907244T3 (es) 2018-02-08 2022-04-22 Parker Hannifin Corp Sistema avanzado de control de la marcha y procedimientos que permiten el movimiento continuo de la marcha de un dispositivo de exoesqueleto motorizado
CN109009871A (zh) * 2018-08-16 2018-12-18 常州市钱璟康复股份有限公司 一种上肢康复训练机器人
CN109346148A (zh) * 2018-08-16 2019-02-15 常州市钱璟康复股份有限公司 上肢康复训练机器人的二维码位置识别方法及其系统
CN110179629A (zh) * 2019-06-13 2019-08-30 河南省祥和康复产业技术研究院有限责任公司 一种基于麦克纳姆轮的被动式上肢功能康复训练器
GB2592925B (en) * 2020-03-10 2024-02-07 Ai Rehab Ltd Limb exercise device

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2100467A1 (de) * 1971-01-07 1972-07-20 Salchow, Werner, 5000KoIn Rollklotze
US4936299A (en) 1988-09-16 1990-06-26 Metropolitan Center For High Technology Method and apparatus for rehabilitation of disabled patients
US5466213A (en) 1993-07-06 1995-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Interactive robotic therapist
US5632707A (en) * 1996-09-30 1997-05-27 Daniel; Antonio Upper torso exerciser
WO1999061110A1 (fr) 1998-05-27 1999-12-02 Japan Science And Technology Corporation Machine d'entrainement pour exercice de reaction dynamique et systeme d'evaluation d'exercice de reaction dynamique
CA2244358A1 (en) 1997-01-07 2000-01-30 Edwin L. Baker Therapeutic wrist rotator
US6155993A (en) * 1999-03-31 2000-12-05 Queen's University At Kingston Kinesiological instrument for limb movements
JP2002272795A (ja) 2001-03-14 2002-09-24 Japan Science & Technology Corp 上肢の運動機能回復訓練サポートシステム
US6613000B1 (en) 2000-09-30 2003-09-02 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for mass-delivered movement rehabilitation
JP2004008605A (ja) 2002-06-10 2004-01-15 Yukio Saito 肢体リハビリテーション訓練装置
US20050273022A1 (en) 2004-05-10 2005-12-08 Robert Diaz Portable therapy device
US20070021692A1 (en) 2003-11-04 2007-01-25 Renato Cornacchiari System for performing induced limb movements, particularly for rehabilitating and sports purposes
US20070066918A1 (en) 2004-09-29 2007-03-22 Dewald Julius P System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis
JP2007185325A (ja) 2006-01-13 2007-07-26 Nagoya Institute Of Technology 上肢リハビリテーション訓練システム
US7311643B2 (en) 2006-03-14 2007-12-25 Sheeks Oliver P Portable, ergonomic, upper limb and shoulder rotator exercise apparatus with patient assist, muscular energy measurement method
WO2008050297A2 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Training device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603687A (en) * 1983-08-08 1986-08-05 Greenwood Eugene C Continuous passive motion orthopedic device
JP2009219647A (ja) 2008-03-14 2009-10-01 Gifu Univ 上肢動作補助装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2100467A1 (de) * 1971-01-07 1972-07-20 Salchow, Werner, 5000KoIn Rollklotze
US4936299A (en) 1988-09-16 1990-06-26 Metropolitan Center For High Technology Method and apparatus for rehabilitation of disabled patients
US5466213A (en) 1993-07-06 1995-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Interactive robotic therapist
US5632707A (en) * 1996-09-30 1997-05-27 Daniel; Antonio Upper torso exerciser
CA2244358A1 (en) 1997-01-07 2000-01-30 Edwin L. Baker Therapeutic wrist rotator
WO1999061110A1 (fr) 1998-05-27 1999-12-02 Japan Science And Technology Corporation Machine d'entrainement pour exercice de reaction dynamique et systeme d'evaluation d'exercice de reaction dynamique
US6155993A (en) * 1999-03-31 2000-12-05 Queen's University At Kingston Kinesiological instrument for limb movements
US6613000B1 (en) 2000-09-30 2003-09-02 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for mass-delivered movement rehabilitation
JP2002272795A (ja) 2001-03-14 2002-09-24 Japan Science & Technology Corp 上肢の運動機能回復訓練サポートシステム
JP2004008605A (ja) 2002-06-10 2004-01-15 Yukio Saito 肢体リハビリテーション訓練装置
US20070021692A1 (en) 2003-11-04 2007-01-25 Renato Cornacchiari System for performing induced limb movements, particularly for rehabilitating and sports purposes
US20050273022A1 (en) 2004-05-10 2005-12-08 Robert Diaz Portable therapy device
US20070066918A1 (en) 2004-09-29 2007-03-22 Dewald Julius P System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis
JP2007185325A (ja) 2006-01-13 2007-07-26 Nagoya Institute Of Technology 上肢リハビリテーション訓練システム
US7311643B2 (en) 2006-03-14 2007-12-25 Sheeks Oliver P Portable, ergonomic, upper limb and shoulder rotator exercise apparatus with patient assist, muscular energy measurement method
WO2008050297A2 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Training device

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Darlene Hertling", 2005, LIPPINCOTT WILLIAMS AND WILKINS PUBLISHING
"Heart disease and stroke statistics", 2007, AMERICAN HEART ASSOCIATION AND AMERICAN STROKE ASSOCIATION
ELLIS ET AL., MUSCLE NERVE, vol. 32, no. 2, August 2005 (2005-08-01), pages 170 - 8
KREBS ET AL., TECHNOL. HEALTH CARE, vol. 7, no. 6, December 1999 (1999-12-01), pages 419 - 423
LIESBET DE WIT ET AL., STROKE, vol. 38, 2007, pages 2101
NANCY BYL ET AL., NEUROREHABILITATION AND NEURAL REPAIR, vol. 17, no. 3, 2003, pages 176 - 191

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096787A3 (es) * 2010-02-05 2011-12-22 Instituto Nacional De Astrofisica Optica Y Electronica Mango portátil para rehabilitación de extremidades superiores
DE202010006602U1 (de) 2010-05-08 2011-06-09 Grimm, Martina, 91608 Therapeutisches Stütz- und Trainingsgerät für den Arm einer Person, insbesondere eines Schlaganfallpatienten, mit Führungsplatte
US9272139B2 (en) 2010-07-01 2016-03-01 Marilyn J. Hamilton Universal closed-loop electrical stimulation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011520579A (ja) 2011-07-21
KR101504793B1 (ko) 2015-03-20
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US20110295165A1 (en) 2011-12-01
BRPI0822752B8 (pt) 2021-06-22
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BRPI0822752B1 (pt) 2019-03-19
CN102088945B (zh) 2013-05-15
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JP5140760B2 (ja) 2013-02-13
BRPI0822752A2 (pt) 2015-06-23

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