ITBR20130003A1

ITBR20130003A1 - Apparecchio per riabilitazione e sport

Info

Publication number: ITBR20130003A1
Application number: IT000003A
Authority: IT
Inventors: Pavel Miodushevsky
Original assignee: Internat Innovation Technologi Es Srl
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-09-27

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad apparecchi per ia riabilitazione di persone malate, traumatizzate e per l’assistenza di queste persone in ospedali e centri di riabilitazione.

La presente invenzione sì riferisce inoltre ad applicazioni per io sport ed il turismo. Sono ben noti gli apparecchi per la riabilitazione Lokomat (ditta Hocoma, Svizzera), che prevedono applicazione a! paziente di una forza verticale attraverso un contrappeso regolabile con l'obiettivo dì diminuire il carico sulle gambe, sui piedi e sulla porzione di spina dorsale che si trova ai di sotto del petto del paziente. Questo tipo dì apparecchio è molto pesante, troppo ingombrante e può essere usato soltanto all'interno di un laboratorio specializzato . Altri svantaggi dell’apparecchio Lokomat sono i seguenti :

- l’apparecchio Lokomat non ha mezzi per regolare la simmetria o l'asimmetria dell’ applicazione delia forza rispetto al corpo del paziente,

- l’apparecchio Lokomat non riesce a fornire un'estensione regolabile della spina dorsale,

- l'apparecchio Lokomat non ha mezzi per applicare al corpo del paziente momenti per il piegamento regolabile del corpo del paziente nel piano longitudinale e nei piano laterale,

- l'apparecchio Lokomat non è applicabile a pazienti che non sono in grado di mantenere autonomamente il proprio corpo in una posizione eretta stabile .

Il problema tecnico che è alia base delta presente invenzione è quello di fornire un apparecchio che consenta di ovviare agli inconvenienti menzionati con riferimento alia tecnica nota.

Tale problema viene risolto da un apparecchio secondo le rivendicazioni 1-7.

La presente invenzione fornisce alcuni rilevanti vantaggi. Uno dei vantaggi principali è che l'invenzione consente di applicare al corpo del paziente forze e momenti regolabili simmetrici o asimmetrici, tali da poter garantire un trattamento adatto per le specifiche esigenze del paziente. Altri vantaggi, caratteristiche e modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alle immagini allegate, descritte dì seguito:

La Fig.1 mostra una prima forma di realizzazione de!l<T>apparecchio con due eliche simmetricamente posizionate sul lato destro e sul lato sinistro dei paziente;

La Fig.2 mostra la vista in pianta di una seconda forma di realizzazione dell'apparecchio con quattro eliche;

La Fig.3 mostra una terza forma di realizzazione dell’apparecchio per riabilitazione dei paziente che sta in piedi;

La Fig .4 mostra una quarta forma di realizzazione dell apparecchio per la riabilitazione del paziente che sta seduto sul ietto;

La Fig.5 mostra uno schema dì applicazione dell'apparecchio nella pratica della corsa;

La Fig.6 mostra uno schema di applicazione dell'apparecchio per lo sport ed il turismo {sci di fondo e sci alpino);

La Fig.7 mostra uno schema di applicazione dell'apparecchio per il salto con gli sci. Con riferimento alle figure 1-4 consideriamo ie forme dì realizzazione dell'apparecchio per la riabilitazione. Il generatore di spinta sul lato sinistro comprende il motore elettrico 1 con l'elica 2 ed è fissato al centro dell’anello 3, il generatore dì spinta sul lato destro, che comprende l’anello 4, è identico a quello di sinistra. I generatori di spinta possono essere fissati al corsetto 5 sul bacino del paziente o al corsetto 6 sul busto del paziente attraverso delle cerniere orizzontali laterali C1 e C2. Quando gli anelli indicati con i numeri 3 e 4 si trovano in alto, nella variante che prevede l'utilizzo del corsetto fissato al busto, sono designati con i numeri 3,1 e 4,1 . Le due manopole 16 hanno un collegamento rigido con gli anelli 3 e 4 ed hanno assi orizzontali che entrano nelle cerniere C1 e C2 L’asse di rotazione dell'elica 2 è inclinato di un angolo β, pari a circa 10°, in direzione del corpo di paziente. Questa inclinazione dell’asse di rotazione dell’elica serve ad aumentare la stabilità del paziente nel piano ve dica le- laterale. Le manopole 16 consentono di regolare la posizione dei vettori di spìnta nei piani verticali-longitudinali Questa regolazione può essere fatta manualmente o attraverso un servomeccanismo.

L'apparecchio nella seconda forma di realizzazione (vedi Fig.2) comprende quattro sorgenti di spinta 10,11,12,13 posizionate simmetricamente rispetto ai due assi longitudinale e laterale, che passano per il baricentro del paziente. Le due sorgenti 10 e 11 (sul lato destro) e 12 e 13(sul lato sinistro) sono collegate rigidamente tra loro attraverso degli elementi strutturali longitudinali 9,9.1. Questi elementi sono connessi attraverso i collegamenti orizzontali 8, 8,1 con gli elementi strutturali esterni al corsetto 6 del paziente. La posizione del vettore di spinta risultante, ottenuto dalla somma dei vetori di spinta delle sorgenti 10 e 11 e delle sorgenti 12 e 13 può essere regolato ne! piano ve dicale -longitudinale atraverso le manopole oppure per mezzo di servomeccanismi.

La Fig,3 mostra una terza forma di realizzazione, nella quale il paziente sta in piedi, quatro sorgenti di spinta 14,15,16, 17 sono posizionate vicino al pavimento (o in generale alla superfìcie calpestata) Gli anelli delle sorgenti di spìnta sono collegati fra foro per mezzo deile lamine 18 e 19 realizzate in materiate composito. Gli anelli delle sorgenti di spinta sono collegati con i corsetti 5 e 6 attraverso gli elementi strutturali 20,21,22,23. Gli elementi strutturali 20, 26 1,27, 28 dei corsetti 5 e 6 sono collegati con elementi strutturali 20,21,22,23 attraverso le molle 29,30,31,32. La rigidezza di ogni molla è proporzionale al carico verticale, che la molla trasferisce agli elementi 26,26 1,27,28 dei corsetti 5 e 6. Gli elementi strutturali dei corsetti (26 e 27, 26.1 e 28 ) sulla parte anteriore del corpo del paziente sono connessi tramite sistemi di bloccaggio dotati di cerniere 24 e 26. Il sistema di controllo mantiene la posizione verticale del paziente regolando le spinte delle sorgenti 14,15,16, 17 in base ai segnali degli accelerometri e dei giroscopi provenienti dall’unità per la misura inerziale fissata al corsetto del busto. Il sistema di controllo provvede alla regolazione della spinta risultante dalla somma delle singole spinte delle quattro sorgenti, mantenendo la stabilità del paziente. Ogni sorgente di spinta è dotata di una cella di carico che è collegata con il sistema di controllo. Gli anelli delle sorgenti di spinta si trovano così vicini alla superficie calpestata da permettere al paziente dì avere un sostegno dall<’>apparecchio anche nel caso in cui le sorgenti di spinta non funzionino La Fig.4 mostra una quarta forma di realizzazione dell’invenzione, nella quale il paziente sta seduto. Questo apparecchio risulta simile a quello della terza forma di realizzazione, ma in questo caso il carico verticale rinveniente dalle sorgenti 14,15, 16, 17 è trasferito esclusivamente al corsetto 6 applicato al busto del paziente attraverso gli elementi strutturali 33,34,35,36.

Consideriamo ora gli effetti b io meccanici su una persona che pratica la corsa indossando l'apparecchio secondo le rivendicazioni 1-4 della presente invenzione {vedi fìg.5). Il primo effetto positivo è che l'apparecchio produce una forza portante durante tutte le fasi della corsa. Nella fase iniziale de! passo cresce la forza risultante generata dalla gamba posteriore insieme all’apparecchio, tale forza è responsabile dello spostamento verso l’alto del baricentro dei corpo Nella fase intermedia la forza della gamba posteriore diminuisce gradualmente mentre la seconda gamba inizia a sorreggere il carico. Nella fase intermedia il baricentro dei corpo può essere alzato maggiormente grazie all’aiuto dell'apparecchio ottenendo l'effetto di aumentare l'ampiezza del passo. Nella fase finale del passo il carico sulla seconda gamba diminuisce. Valutiamo la corsa di una persona sana con una velocità di 0,7 m/sec. Secondo dati statistici la gamba posteriore nella fase iniziale del passo (alla velocità sopraindicata) produce una forza pari ai 125% del peso corporeo. Supponiamo ora che l’apparecchio produca una portanza, pari al 25% del peso corporeo dell’utente, in questo caso sì potrebbe fare Sa stessa corsa diminuendo il carico sulla gamba posteriore del 25% nella fase iniziale del passo e ridurre del 25% l'energia d’impatto nella fase finale dei passo; nel caso di specie la lunghezza del passo aumenterebbe del 33% rispetto al caso in cui la persona non utilizzi l’apparecchio. Possiamo concludere che l’apparecchio può ridurre significativamente ta fatica delia persona durante la pratica della corsa.

Nelle applicazioni per lo sport ed il turismo con sci (vedi Fig.6,7) l’apparecchio dà la possibilità di salire autonomamente (senza l’ausilio di impianti di salita) pendìi inclinati a 16° seguendo una traiettoria dritta oppure pendìi più ripidi seguendo una traiettoria a zig-zag. Con riferimento a gite turistiche in gruppo famigliare l’apparecchio può dare un aiuto a bambini ed anziani per rimanere nel gruppo senza fatica. Persone sportive, specialmente adolescenti, possono divertirsi facendo salti con gli sci indossando l'apparecchio che consente di effettuare salti molto più lunghi e alti, Usando l’apparecchio dotato di manopole è possibile effettuare virate durante la discesa e girare il corpo durante il salto.

L'apparecchio secondo le rivendicazioni 1,2, 3, 4,8, 9 può essere usato per lo sport ed il turismo con pattini per ghiaccio e pattini a roteile, per lo sport ed il turismo dei disabili con sedie a rotelle e sedie dotate di sci. In questi casi l'apparecchio è fissato al corpo della persona come descritto sopra e può fornire la forza necessaria per il movimento della persona rispetto al piano di calpestio e per mantenere la stabilità nel piani verticale-laterale e verticale-longitudinale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per la riabilitazione, che comprende almeno due sorgenti di spinta aerodinamica, ognuna delle quali consiste in un'elica trascinata da un motore elettrico appoggiato all'anello di sicurezza dell'elica stessa, nel quale ogni sorgente di spinta è collegata meccanicamente con un corsetto indossato dal paziente attraverso una cerniera ad asse orizzontale, perpendicolare al vettore di spinta.
2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, nel quale il paziente indossa un corsetto al busto e/o al bacino,
3. Apparecchio secondo le rivendicazioni 1 e 2, ne! quale due sorgenti di spinta sono fissate ai corsetto del busto simmetricamente su entrambi i lati (sinistro e destro) del paziente e/o altre due sorgenti di spinta sono fissate simmetricamente sul lato sinistro e destro del paziente per mezzo di un corsetto fissato al bacino.
4 Apparecchio secondo le rivendicazioni precedenti, che è dotato di un sistema di controllo della forza di spinta di ogni sorgente, comprendente microcontrollore, due celle di carico bicomponenti, regolatori di corrente elettrica dei motori.
5. Apparecchio per la riabilitazione, che comprende quattro sorgenti di spinta aerodinamica , dove due sorgenti sono collegate insieme attraverso un asse longitudinale perpendicolare al vettore di spinta e sono posizionate sul lato destro del paziente in posizione simmetrica rispetto alle altre due sorgenti, le quali sono posizionate sul lato sinistro e sono collegate insieme attraverso un asse longitudinale perpendicolare al vettore di spinta, dove ì punti medi dei due assi longitudinali sopramenzionati sono collegati attraverso due cerniere (a sinistra e destra del paziente) al corsetto del busto o al corsetto del bacino indossato dal paziente.
6. Apparecchio secondo la rivendicazione 5, che è dotato di sistema di controllo della stabilità del paziente, comprendente microcontrollore, unità per la misura inerziale composta da tre accelerometri e tre giroscopi, quattro celle di carico bicomponenti, quattro regolatori di corrente elettrica dei motori, dove l'unità per la misura inerziale è fissata al corsetto del busto del paziente all'altezza della spalla.
7. Apparecchio secondo le rivendicazioni 5 e 6, dove quattro sorgenti di spinta sono posizionate vicino alla superficie calpestata e i piani di rotazione delle eliche sono paralleli alla stessa superficie calpestata; gli anelli delle quattro sorgenti di spinta sono collegati tra loro con lamine di materiale composito e tutta la struttura delle sorgenti di spinta è collegata attraverso due lamine longitudinali, tubi di materiale composito e molle con rigidezza predefinita al corsetto del busto e/o al corsetto del bacino indossato dal paziente.
8. Apparecchio per lo sport ed il turismo secondo le rivendicazioni 1 ,2,3,4 dove ogni sorgente di spinta è dotata di una manopola che è collegata all’anello dell'elica, e l'asse della manopola è collegato attraverso una cerniera al corsetto del bacino; l'angolo di rotazione della manopola è uguale all’angolo di rotazione del vettore di spinta, che può variare da -90° a 90° rispetto alla posizione verticale.
9. Apparecchio per lo sport secondo le rivendicazioni 5 e 6, dove ogni coppia di sorgenti di spinta è dotata di manopola che è fissata attraverso una lamina di collegamento ai due anelli delle sorgenti di spinta, e l’asse della manopola è collegato attraverso una cerniera al corsetto del bacino; l'angolo di rotazione della manopola è uguale all’angolo di rotazione del vettore dì spinta, che può variare da -90° a 90<°>rispetto alia posizione verticale.