ITRM20130359A1 - Calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferioriâ€

La presente invenzione ha per oggetto una calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori.

Nel corpo umano il sangue si muove attraverso il sistema circolatorio, spinto dalla pompa cardiaca. Dal cuore il sangue raggiunge gli organi tramite il sistema arterioso e, dopo aver contribuito alla perfusione di organi e tessuti, ritorna al cuore attraverso il sistema venoso.

Le vene che formano il sistema a bassa pressione sono caratterizzate da una parete sottile; questa à ̈ generalmente priva di muscoli tranne che nelle vene con diametro di almeno circa 1 mm. La sottile parete associata al grosso diametro dei vasi venosi consente di immagazzinare significative quantità di sangue; in condizioni di equilibrio di bilancio idrico, il 60-70% di tutto il sangue, pari in un adulto a circa 5 l., si trova nel sistema venoso del grande circolo e un ulteriore 5% à ̈ invece presente nelle vene polmonari del piccolo circolo. Ciò consente al sistema venoso di funzionare come principale sistema di regolazione del volume idrico corporeo e della pressione e volume sanguigni.

La gran parte delle vene contengono speciali valvole, bicuspidi o a nido di rondine, strutturalmente simili alle valvole semilunari del cuore, che di fatto funzionano a senso unico, sono cioà ̈ orientate in modo da condurre il sangue verso il cuore impedendone il reflusso in direzione retrograda; queste valvole risultano spesso assenti nelle vene perforanti.

Le vene per la loro struttura sono comprimibili attraverso la contrazione muscolare, che si esercita dalla fascia connettivale e aponeurosi (o aponevrosi), all'interno delle logge muscolari (vene profonde), oppure da cute e sottocute nel caso delle vene superficiali (vene extra-fasciali); queste ultime possono essere utilizzate come percorso alternativo (shunt o by-pass) esterno in caso di ostruzione del circolo profondo.

Durante la fase di ritorno del sangue venoso dagli arti inferiori, diversi meccanismi fisiologici governano il deflusso venoso e linfatico in direzione profonda e centripeta, sfruttando la struttura ossea, le fasce muscolari, le fasce connettivali peri-vascolari e le valvole venose. In questi meccanismi di deflusso venoso intervengono forze aspirative, basate sulla aspirazione centripeta tramite gli atti respiratori e il rilascio muscolare, e forze propulsive, basate sulla pressione arteriosa residua nel microcircolo, sulla pulsazione arteriosa adiacente alle vene, sulla spinta plantare, sulla contrazione muscolare che si esercita soprattutto nei muscoli del polpaccio come il muscolo gastrocnemio e il tibiale. L'azione di queste forze varia significativamente in base alla postura ed al movimento.

In situazione d’immobilità, nella stazione eretta, il peso della colonna di sangue che va dall'atrio destro del cuore fino al malleolo tibiale interno corrisponde alla pressione presente nelle vene distali degli arti inferiori ed à ̈ pari a circa 90 mm di Hg a livello del malleolo, mentre à ̈ circa 0 mm di Hg a livello dell'atrio destro. In queste condizioni, data la carenza del ritorno venoso, le valvole venose non vengono attivate, e il ritorno venoso delle vene profonde degli arti inferiori quali la vena tibiale, la peroniera e la femorale, à ̈ sospinto dall'onda pulsatoria delle arterie che decorrono adiacenti e parallelamente alle rispettive vene. Come conseguenza di tutto ciò, quindi, in posizione eretta e ferma, il calibro e la pressione delle vene superficiali à ̈ massimo favorendo così l'insorgenza di ectasie, cioà ̈ dilatazioni venose, e di varici, cioà ̈ dilatazioni abnormi e tortuose, e di teleangiectasie, cioà ̈ confluenze di piccoli vasi dilatati che provocano la comparsa di chiazze arrossate o bluastre sulla cute. Tale fenomeno, in un circolo vizioso degenerativo, sarà tanto più importante quanto maggiore sarà il diametro del vaso venoso.

Numerose tipologie di calze ad elasticità differenziata sono state proposte per contenere l’insorgenza di tali patologie mediante una pressione, prevalentemente statica, sugli arti inferiori.

La deambulazione facilita il deflusso venoso e linfatico operando ad ogni passo una vera e propria “spremitura muscolare†delle vene, con conseguente attivazione delle valvole venose, che riduce la pressione venosa a livello malleolare a 20-30 mm di Hg. Infatti, il sistema venoso degli arti inferiori à ̈ rappresentato dalle vene plantari superficiali, che costituiscono la cosiddetta suola di Lejars, dalle vene plantari profonde e dalle vene superficiali dorsali del piede da cui originano le vene grande e piccola safena. Queste ultime sono in comunicazione con le vene profonde (vena tibiale, peroniera, femorale etc…) attraverso le vene perforanti. Durante la deambulazione il peso viene caricato sull'avampiede e sulla suola venosa di Lejars, e il sangue in essa contenuto viene premuto in direzione profonda e centripeta verso il cuore. La successiva contrazione dei muscoli del polpaccio e dei muscoli della loggia anteriore della gamba, durante il movimento di flesso-estensione plantare, imprime velocità alla massa sanguinea e la porta nel sistema popliteo. Al passo successivo, poi, la flessione del ginocchio favorisce lo svuotamento nella vena poplitea che rappresenta la più importante via di drenaggio verso il sistema venoso profondo della coscia dove entrano in funzione i meccanismi di pompa più prossimali che facilitano il deflusso venoso verso il cuore.

Pertanto, il piede, la caviglia e i muscoli del polpaccio formano il cosiddetto cuore periferico, che contribuisce al deflusso venoso dagli arti verso il cuore mediante un meccanismo di massaggio dinamico. Esso applica una pressione variabile ai vasi venosi partendo dalla zona plantare e raggiungendo progressivamente il polpaccio e la coscia.

Il meccanismo fisiologico di ausilio al deflusso venoso operato dalla deambulazione può essere inefficace a causa di fattori legati ad un inadeguato tono muscolare, ad esempio in soggetti anziani o costretti a lunghe degenze, per esempio in seguito a fratture, con conseguente immobilità oppure alla presenza di ectasie e di varici, che può rendere meno efficace l’effetto facilitante della deambulazione, e in più rendere la deambulazione stessa dolorosa e difficoltosa. Essa funziona se avviene per un tempo adeguato, mentre i pazienti affetti da insufficienza venosa degli arti inferiori spesso hanno difficoltà o dolore alla deambulazione, e ciò innesca un circolo vizioso: camminano poco e ciò li fa stare male, e poiché stanno male camminano ancora meno. Infine i pazienti anziani e/o obesi presentano un accumulo di massa corporea non omogenea nell’intero organismo, per cui all’aumento di massa addominale e della regione al di sopra dell’articolazione del ginocchio, spesso non corrisponde un corrispondente aumento della massa muscolare al di sotto del ginocchio.

Questo significa che in questi soggetti il volume di sangue venoso di cui à ̈ possibile facilitare il deflusso grazie al meccanismo di spremitura muscolare plantare e gastrocnemio tibiale, non risulta sufficiente a migliorare il deflusso venoso totale, essendo la gran parte del sangue venoso e linfatico posizionato in regioni che stanno dal ginocchio in su.

Il documento GB2263405A descrive un dispositivo pneumatico che fornisce una compressione sequenziale su di una gamba edematosa nella deambulazione destinata a trattare pazienti affetti da linfedema e insufficienza venosa. Tale dispositivo pneumatico à ̈ incorporato in una calzatura e comprende due cavità alloggiate nella suola rispettivamente nella zona del metatarso e del calcagno. La cavità metatarsale, chiamata cella donatrice metatarsale, à ̈ in comunicazione con un relativo manicotto superiore, chiamato cella ricevente superiore, prevista nella calzatura all’altezza del polpaccio. La cavità del calcagno, chiamata cella donatrice del calcagno, à ̈ in comunicazione con un relativo manicotto inferiore, previsto nella calzatura all’altezza della caviglia. Una disposizione come quella sopra descritta ha il problema che la trasmissione pneumatica di pressione fra le celle donatrici e le celle riceventi à ̈ insoddisfacente perché l’azione di schiacciamento alternato delle due cavità produce solamente uno spostamento d’aria fra le rispettive celle, e non un significativo aumento di pressione, tale da determinare un’efficace azione di pompaggio; inoltre, come mostrato nell’unica figura del documento inglese sopracitato, tale anche minimo effetto di pompaggio della cella del metatarso à ̈ antagonista a quella del calcagno, in quanto la cella metatarsale à ̈ collegata alla parte superiore del manicotto superiore, mentre la cella del calcagno à ̈ collegata alla parte inferiore del manicotto inferiore.

Un effetto simile, ma applicato ai fianchi dell’utente à ̈ descritto in EP 0039 629.

Il documento US 6,554,785 descrive un dispositivo di natura ortopedica che include una vescica d’aria ed una affiancata vescica di gel per essere a contatto di una gamba del paziente. Le vesciche d’aria sono fissate sul lato della tomaia nella posizione desiderata. Nel dispositivo secondo il documento sopra citato à ̈ prevista una regolazione della pressione dell’aria mediante il suo inserimento o svuotamento attraverso una valvola di ritegno sporgente verso l’esterno dalla vescica d’aria. Tale regolazione serve a mantenere più o meno aderente la vescica di gel alla parte del corpo del paziente in cui il dispositivo à ̈ indossato. La vescica di gel può essere rimossa dal dispositivo per consentirne sia il riscaldamento che il raffreddamento a seconda delle esigenze terapeutiche. Una simile combinazione di vesciche d’aria e di gel à ̈ prevista anche nel documento US 5,088,478. La regolazione della pressione delle vesciche d’aria dall’esterno mediante una pompa à ̈ anche in GB 817,521.

Pertanto, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre un aumento dell’effetto della pressione sull’arto in una calzatura atta a migliorare lo stato di circolazione, il comfort e la prestazione muscolare degli arti inferiori sfruttando la funzione di contrazione dei muscoli delle gambe esercitata durante la deambulazione.

In questo ambito di riferimento, un altro scopo della presente invenzione à ̈ proporre una calzatura atta ad esercitare un’azione defaticante e a migliorare il deflusso venoso dagli arti inferiori mediante massaggio dinamico prodotto dall’applicazione di una pressione variabile ai tessuti e ai vasi venosi partendo dalla zona plantare e raggiungendo progressivamente le vene della gamba e, in taluni casi, la coscia.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di esplicare l’effetto del massaggio dall’esterno verso l’interno della gamba con un’azione centripeta, e con progressione dal basso verso l’alto.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

La calzatura fornisce un effetto antigravità, grazie alla pressione esercitata dal peso del corpo sulla suola, quindi proporzionato alla massa di chi la indossa.

Inoltre il massaggio fornito dal dispositivo secondo la presente invenzione à ̈ graduale e la sua frequenza à ̈ in sincronia con la deambulazione di chi indossa la calzatura.

Non va sottovalutato che questi effetti sono ottenuti senza l’utilizzo di alcun dispositivo di controllo elettronico o pompe meccaniche e ciò garantisce al dispositivo un costo e un peso contenuti, e quindi migliore trasportabilità.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori, come illustrata negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista parziale sezionata di una calzatura secondo la presente invenzione, che à ̈ indossata.

Facendo riferimento alla figura, viene mostrata una calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori secondo la presente invenzione. La calzatura ha una suola 1 ed una tomaia 2. La tomaia 2 à ̈ preferibilmente elastica in maniera da poter essere aderente all’arto della persona che indossa la calzatura. La suola 1 à ̈ dotata internamente di una camera di avampiede 3 e di una camera di calcagno 4.

La camera di avampiede 3 à ̈ in comunicazione tramite un condotto flessibile 5 con almeno una vescica gonfiabile 6 di fluido posizionata amovibilmente sulla parte interna della tomaia 2, a titolo di esempio, all’altezza del polpaccio. La camera di avampiede 3, il condotto flessibile 5 e la vescica gonfiabile 6 costituiscono una prima parte del dispositivo per il massaggio pressorio. Il posizionamento amovibile della vescica gonfiabile 6 può essere ottenuto con fasce di Velcro<®>(non mostrate), che permettono di scegliere la posizione voluta, come nella tecnica nota. Come già noto dallo stato della tecnica, alla vescica gonfiabile 6 à ̈ affiancata internamente una vescica isolata 8 piena di gel che à ̈ a contatto con la parte del corpo, per esempio il polpaccio, di chi indossa la calzatura secondo la presente invenzione.

La camera di calcagno 4 à ̈ in comunicazione tramite un condotto flessibile 9 con almeno una vescica gonfiabile 10 di fluido posizionata amovibilmente sulla parte interna della tomaia 2, a titolo di esempio, all’altezza del collo piede. La camera di calcagno 4, il condotto flessibile 9 e la vescica gonfiabile 10 costituiscono una seconda parte del dispositivo per il massaggio pressorio. Il posizionamento amovibile della vescica gonfiabile 10 può essere ottenuto con fasce 7 di Velcro<®>, che permettono di scegliere la posizione voluta, come nella tecnica nota. Come per la vescica gonfiabile 6, anche alla vescica gonfiabile 10 à ̈ affiancata internamente una vescica isolata 11 piena di gel che à ̈ a contatto con la parte del corpo, per esempio il collo piede, di chi indossa la calzatura secondo la presente invenzione. Analogamente alla tecnica nota, nelle due parti sopra descritte del dispositivo per il massaggio pressorio, à ̈ presente aria, per cui esso à ̈ di tipo pneumatico. La pressione al suo interno può essere regolata mediante una pompa e un manometro, non mostrati, secondo la tecnica nota. In alternativa, il fluido presente nel dispositivo à ̈ un liquido.

Secondo la presente invenzione, tra la camera di avampiede 3 e la camera di calcagno 4 à ̈ prevista una cavità centrale 13 alloggiante un inserto rigido 14. La cavità centrale 13 della suola 1 si trova in corrispondenza del “triangolo della Volta†, e l’inserto rigido 14 ha almeno due funzioni, quella di fulcro di leva per la suola 1 e quella di consentire un massaggio della pianta del piede. L’inserto rigido 14 à ̈ in un materiale più rigido della gomma impiegata per la suola 1.

La posizione delle vesciche può essere modificata in base alle esigenze o alle preferenze della persona che indossa la calzatura secondo la presente invenzione. L’insieme delle strutture espandibili à ̈ disposto in modo che l’onda massaggiante creata durante la deambulazione crei un’azione di massaggio con direzione rivolta sempre dal basso, cioà ̈ dal dorso del piede, verso l’alto, vale a dire la caviglia, quindi la parte inferiore del polpaccio e infine la parte superiore del polpaccio.

Nel seguito viene descritto il funzionamento della calzatura secondo la presente invenzione.

Ad ogni passo il normale movimento di deambulazione prevede dapprima l’appoggio del peso sulla parte posteriore del piede carico, con la parte anteriore del piede sollevata, e progressivamente il passaggio del peso verso la parte anteriore del medesimo piede. Infine il piede viene scaricato completamente e si solleva per avanzare: un’azione progressiva che si può quindi schematicamente distinguere in quattro fasi elencate nel seguito. Nel contempo il peso viene caricato sull’altro piede, ove si ripete una successione o distribuzione dei carichi analoga a quella descritta in precedenza.

L’invenzione sfrutta questa dinamica per effettuare, ad ogni passo, un massaggio pressorio dinamico sugli arti inferiori secondo le fasi di sollevamento o avanzamento, iniziale, intermedia e finale dell’appoggio.

Nella fase di sollevamento o avanzamento il piede viene sollevato per avanzare mentre il peso viene caricato sull’altro piede. Dunque il dispositivo à ̈ in stato di riposo con entrambe le camere di avampiede e di calcagno nella forma originaria estesa. In questa fase non à ̈ esercitata alcuna azione di spremitura delle vene che recuperano anch’esse volumi e forme di riposo. La forma originaria può vedere le vesciche gonfiabili completamente sgonfie o pregonfiate a secondo della regolazione voluta. Il pregonfiaggio avviene mediante le valvole poste nelle cavità della suola, ad esempio con una siringa in plastica da 50 o 100 ml.

Nella fase iniziale dell’appoggio, cioà ̈ appoggio del tallone, il peso corporeo à ̈ temporalmente caricato sulla parte posteriore del piede. Per effetto del peso la camera di calcagno viene compressa e si riduce il suo volume. L’aria in esso contenuta fluisce verso la vescica gonfiabile, la quale aumenta dunque di volume e applica un massaggio pressorio alle vene collocate sul dorso del piede, sulla caviglia e nella soletta di Lejars. L’elasticità del tessuto della tomaia contribuisce a regolare la pressione esercitata sul sistema venoso. La presenza di vesciche isolate contenenti gel che vengono compresse dall’aumento di volume consentono una maggiore conformità della tomaia alla caviglia.

Nella fase intermedia dell’appoggio con carico sull’inserto centrale il peso passa dalla parte di calcagno del piede all’avampiede. In questo passaggio l’inserto a maggiore rigidezza collocato nella parte centrale della suola esercita una pressione come reazione al carico del peso localizzata sotto il “Triangolo della Volta†operando un ausilio alla spremitura delle vene profonde del piede (vene plantari). In questa fase la camera di calcagno e la relativa vescica gonfiabile iniziano a ritornare verso la loro forma originaria riducendo la pressione sul dorso del piede e sulla caviglia. La camera di avampiede inizia a comprimersi.

Nella fase finale dell’appoggio con carico sull’avampiede, il peso passa completamente sull’avampiede. Per effetto del peso la camera di avampiede si comprime e si riduce in volume. L’aria in esso contenuta fluisce verso la relativa vescica gonfiabile, la quale aumenta dunque di volume e applica un effetto coadiuvante (massaggio pressorio) alla spremitura muscolare alle vene collocate nella gamba e nel retro del ginocchio. L’elasticità del tessuto della tomaia contribuisce a regolare la pressione esercitata sul sistema venoso. L’eventuale presenza di vesciche contenenti gel che vengono compresse dall’aumento di volume consentono una maggiore conformità della tomaia alla gamba.

Il meccanismo descritto nei precedenti punti si ripete alternativamente sui due arti inferiori, svolgendo un’azione ciclica di massaggio pressorio sui rispettivi sistemi venosi

Il dimensionamento dei serbatoi in suola, delle vesciche elastiche e della tomaia elastica consentiranno di applicare pressioni di spremitura (massaggio pressorio) comprese tra i 18 mmHg (corrispondente alla classe 1 delle calze elastiche) ed i 46 mmHg (corrispondente alla classe 3 delle calze elastiche).

La superficie interna del dispositivo ha delle “tasche a rete†rivolte verso l’interno, posizionate in corrispondenza delle vesciche espandibili. Queste tasche sono in un tessuto sintetico a larghe maglie, in filo molto sottile e servono a posizionare, se richiesto, delle “strisce medicate non adesive†così da evitarne lo spostamento durante la deambulazione. Questo dispositivo utilizzato con strisce medicate non adesive consentirebbe la somministrazione percutanea di farmaci, che avverrebbe non solo per semplice contatto come con i normali “cerotti†farmacologici, ma sarebbe migliorata dall’azione combinata della pressione del massaggio contatto con il farmaco, che si somma anche all’azione della temperatura quando vengono utilizzate vesciche isolate riempite di gel riscaldabile o raffreddabile. Le strisce medicate non adesive consentono l’uso di formulazioni farmacologiche adattabili al singolo paziente o soggetto, e sono prive di sostanze collanti che spesso risultano irritanti o fastidiose per il paziente, spesso portatore anche di lesioni o ulcere cutanee. Le strisce medicate non adesive sono tenute in sede grazie alla tasca a rete e alla presenza di piccole strisce di velcro che, quando non si utilizzano le strisce medicate, sono coperte da una fettuccia di tela che à ̈ a contatto con la gamba.

Nella parte alta del dispositivo, nella cornice superiore della tomaia, à ̈ previsto un piccolo alloggiamento di dimensione di circa 3-4 cm x 3-4 cm. In questo alloggiamento à ̈ possibile inserire un piccolo strumento digitale alimentato da una piccola cella fotovoltaica o con una piccola batteria al litio (tipo “bottone†). Questo strumento à ̈ un misuratore di passi (podometro) ed altri parametri come la frequenza cardiaca, il “polso†e la pressione totale esercitata durante la deambulazione. I numeri relativi a queste misurazioni sono visibili su un piccolo display a cristalli liquidi presente sullo strumento. Essendo presenti due strumenti, uno per il dispositivo dell’arto destro e uno per il dispositivo dell’arto sinistro, i numeri registrati sul display saranno relativi al singolo arto che indossa quel dispositivo.

Pertanto la comparazione dei dati numerici relativi all’arto destro con quelli relativi all’arto sinistro, indicheranno al medico o al fisioterapista “quanto†massaggio ha ricevuto ognuno dei due arti, e altre informazioni utili per quantizzare l’emodinamica dell’arto durante la deambulazione e consentiranno anche di evidenziare eventuali distonie o asincronie della deambulazione. I suddetti strumenti sono forniti a parte e possono essere posizionati dal medico solo se necessario, pertanto non incidono sul prezzo del dispositivo nella versione base. Infatti, per l’uso quotidiano del dispositivo non à ̈ necessario effettuare questa misurazione funzionale, che può essere invece un’informazione utile al medico solo sporadicamente come verifica dell’eventuale miglioramento del paziente stesso.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Calzatura provvista di un dispositivo per massaggio pressorio agli arti inferiori, comprendente una suola (1) ed una tomaia (2), la suola (1) essendo dotata di una camera di avampiede (3) e di una camera di calcagno (4), l’una e l’altra in comunicazione tramite relativi condotti flessibili (5, 9) con rispettive vesciche gonfiabili (6, 10) di fluido in maniera regolabile dall’esterno, vesciche gonfiabili (6, 10) che sono attaccabili amovibilmente all’interno della tomaia (2) e sono affiancate internamente a rispettive vesciche isolate (8, 11) piene di gel atte ad essere a contatto con parti del corpo di chi indossa detta calzatura, caratterizzata dal fatto che tra la camera di avampiede (3) e la camera di calcagno (4) à ̈ prevista una cavità centrale (13) alloggiante un inserto rigido (14) atto a fungere da fulcro di leva per la suola (1).
2. 2. Calzatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette camere di avampiede e di calcagno (3, 4), i condotti flessibili (5, 9) e le vesciche gonfiabili (6, 10) contengono un fluido aeriforme.
3. 3. Calzatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette camere di avampiede e di calcagno (3, 4), i condotti flessibili (5, 9) e le vesciche gonfiabili (6, 10) contengono un fluido liquido.
4. 4. Calzatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette vesciche isolate (8, 11) sono collegate amovibilmente a dette vesciche gonfiabili (6, 10).
5. 5. Calzatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette camere di avampiede e di calcagno (3, 4) sono atte a svuotarsi e a riempirsi alternativamente durante la deambulazione per produrre un’onda di massaggio mediante l’azione di pressione esercitata dal peso del corpo con un effetto massaggiante diretto dal basso verso l’alto con intensità e frequenza proporzionata alla deambulazione.
6. 6. Calzatura secondo la rivendicazione 1, in cui dette vesciche isolate (8, 11) piene di gel sono assoggettate a riscaldamento o raffreddamento a seconda delle richieste terapeutiche.