WO2021146790A1 - Equipamento para movimentação passiva da articulação do joelho - Google Patents

Equipamento para movimentação passiva da articulação do joelho Download PDF

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Definitions

  • This patent document refers to automatic equipment for performing orthopedic and physiotherapeutic procedures for passive movement of the knee joint (patellofemoral and tibiofemoral).
  • the knee is formed by two joint surfaces, the patellofemoral joint and the medial and lateral tibiofemoral joint.
  • the patellofemoral joint is formed by the anterior and distal articular surface of the femur, called the trochlea, and the patella, which fits and slides along the trochlea. In this joint, movements of inferior-superior and medial-lateral displacement occur.
  • the tibiofemoral joint is formed by the distal end of the femur and the proximal end of the tibia.
  • the knee is a joint with a high degree of injury incidence, and among the treatment possibilities, multidirectional patellar mobilization is a therapeutic approach often indicated.
  • the movement or passive mobilization refers to the procedures applied to the patient while he is at rest, that is, the movement is performed by the physiotherapist or through an external device.
  • the term passive movement is used when greater ranges are employed, for example, knee flexion and extension. While the term passive mobilization refers to movements of lower joint range, such as patellar glides.
  • active movement refers to the movement actively performed by the patient, where the main objective is to produce movement through muscle contraction actively performed by the patient.
  • Passive tibiofemoral movement and patellar mobilization are therapeutic procedures classified in the clinical context as manual therapy technique, and are commonly recommended and applied during rehabilitation. Numerous studies have shown a number of clinical benefits after the application of manual therapy, including patellar mobilization and passive tibiofemoral movement, in patients with knee disorders (Anwer, Alghadir, Zafar, & Brismee, 2018; Deyle et al., 2005; Deyle et al., 2000).
  • Patellar mobilization and passive tibiofemoral movement are among the most recommended procedures for the treatment of patients with knee pain associated with patellar and tibiofemoral hypo-mobility (Mullaney & Fukunaga, 2016). These movements are typically applied by the physiotherapist. However, some of the components of patellar mobilization can be taught to the patient to be performed at home. Patellar self-mobilization seems to be an effective method as it allows a high dose of patellar mobilization, performed by the patient (Mullaney & Fukunaga, 2016). The patella is moved to the region of restriction and oscillatory movements or maintained pressure are applied (Mullaney & Fukunaga, 2016).
  • the patella displaces 1cm medially (95% confidence interval 0.8cm to 1.4cm) and 1.2cm laterally (95% confidence interval 0.7cm to 1.8cm)(Ota, Nakashima, Morisaka, Ida, & Kawamura, 2008).
  • Reduced patellar mobility is associated with excessive proliferation of scar tissue (arthrofibrosis) and adhesion between different tissue layers (Wilk et al., 2010).
  • scar tissue arthrofibrosis
  • adhesion between different tissue layers Wang et al., 2010.
  • Patellar mobilization and passive tibiofemoral movement are considered the main therapeutic procedures in order to avoid patellar hypomobility and decreased knee range of motion (Reinold, Wilk, Macrina, Dugas, & Cain, 2006; Tyler & Lung, 2006; Tyler & Lung, 2012; Wilk, Davies, Mangine, & Malone, 1998; Wilk et al., 2010).
  • Emphasis should be given to patellar mobilization being performed in all directions (inferior, superior, medial and lateral), so that the passive tibiofemoral movement is performed up to the maximum available range, and in high doses, making the application several times a day (Reinold et al., 2006; Tyler & Lung, 2012).
  • JP3693368 describes a hinged knee brace having one or more inflatable pads to adjustably provide secure and comfortable support for the brace pressed against the leg; and further document EP2825139 describes a knee and patella protection device which allows and tracks the active movement of the knee, and includes a contact pad for protecting the patella while the knee is moved in flexion and extension.
  • braces in English
  • some braces are also used to allow controlled movement, avoiding unwanted ranges. For example, there are braces that prevent the knee from being moved over a range of more than 30 degrees, so the device locks the knee when it reaches this range of motion.
  • the multidirectional knee mobilizer is composed of the integration of three movement units: knee flexion and extension movement unit; knee internal and external rotation movement unit; and a multidirectional patellar mobilization unit (inferior-superior and medial-lateral), an external support for a multidirectional patellar mobilizer and a control unit.
  • the flexion and extension movement unit is composed of a mechanical and electronic structure in which the leg is rested on it during its use.
  • the leg frame has at least two joints, one in the proximal region of the femur (hip region) and the other in the distal region of the femur (knee region), allowing the leg flexion and extension movement to be performed.
  • the structure has at least two supports to support the leg located in the posterior region of the thigh and in the posterior region of the leg (calf).
  • the flexion and extension movement is performed passively from a motor coupled to the longitudinal axis of the unit.
  • the knee internal and external rotation movement unit is composed of a structure with a support for the leg and a support for the foot region (plantar region) coupled to the knee flexion and extension movement unit.
  • the leg support may be the same support for the leg of the flexion and extension movement unit with the addition of rotation in the longitudinal axis and a leg fixation strap from the rear, enabling the performance of the internal and external rotation movement of the knee.
  • the support for the plantar region allows the comfortable positioning of the foot to the structure and the fixation of the motor to perform the rotation movement.
  • the motor body is fixed to the frame of the flexion and extension movement unit and its shaft is coupled to a trapezoidal spindle of the internal and external rotation movement unit.
  • the multidirectional patellar mobilization unit comprises a receptacle in which a retainer and an actuator element are arranged.
  • the retainer is composed of a rigid structure or semi-rigid that is positioned on top of the knee and is coupled to the flexion and extension movement unit through fastening straps with height adjustment.
  • the actuator element is composed of a set of inflatable hoses arranged in such a way that the actuator element comes into contact with the patellar region, but does not exert pressure on it while it is not in operation.
  • the actuator element inflatable cuff assembly is inflated and deflated according to system programming (detailed below) from a fluid pump.
  • the multidirectional patellar mobilization unit can be used in an integrated manner with the flexion and extension movement unit from the side straps and straps or used independently with the aid of the support for the multidirectional patellar mobilizer.
  • the support for multidirectional patellar mobilizer is composed of a single element that enables the coupling of the multidirectional patellar mobilizer in a similar way to the flexion and extension movement unit from the side straps straps, but without the flexion movement elements -extension and rotation.
  • the multidirectional patellar mobilizer support allows the fixation of the leg in the proper knee extension position for performing the patellar mobilization.
  • the structure has a support for the leg and thigh, in which the leg is fixed with two straps, one for each region, in order to keep the leg in the extended position during mobilization.
  • the control unit is composed of an electronic and pneumatic system.
  • the electro-electronic system is characterized by carrying out the control of the device's operation, in an automated way and based on commands and parameters added by the user.
  • Parts of the electro-electronic system are: the motor drive drivers to perform flexion, extension and rotation movements; the fluid pump drive drivers and valves to perform the inferior-superior and medial-lateral patellar mobilization movements.
  • the energy source and the man-machine interface for controlling the device's adjustment parameters are also part of the electronic system.
  • Parts of the pneumatic system are fluid pumps, valves, inflatable cuffs and pneumatic connections.
  • Figure 1 shows a schematic drawing of the three integrated movement units in perspective.
  • Figure 2 shows a schematic drawing of the three integrated movement units in a side view.
  • Figure 3 shows in detail a schematic drawing of the rotation device in perspective.
  • Figure 4 presents in detail a schematic drawing of the flexion and extension device.
  • Figure 5 shows in detail a schematic drawing of the rotation device in a side view.
  • FIG. 6 presents in detail a schematic drawing of the rotation device with internal rotation.
  • FIG. 7 shows in detail a schematic drawing of the rotation device with external rotation.
  • Figure 8 shows a schematic drawing of the patellar mobilizer and external support for the patellar mobilizer.
  • Figure 9 shows in detail a schematic drawing of the inflatable cuff container.
  • Figure 10 shows in detail a schematic drawing of the inflatable cuffs container with lateral support rods.
  • the multidirectional patellar mobilization equipment is composed of three movement units, as shown in Figure 1 , which are integrated into a single device responsible for synchronizing the movements applied in the specific treatment of the patient.
  • the position of use of the device is obligatorily horizontal, with the base (1) positioned parallel to the horizontal plane, enabling the accommodation of the leg so that the hip remains close to the proximal adjustment set (3) and articulation links (2) and that the thigh is supported on the posterior thigh support (6) and the calf is supported on the posterior leg support (14).
  • the distal adjustment set (4) should be adjusted through the adjustment locking device (5) so that the plantar face is properly supported on the foot support (9.1).
  • the electronic and pneumatic control systems necessary for the proper activation of the electromechanical and pneumatic parts of the multidirectional knee mobilizer, as well as the man-machine interface through a local display (for example: touchscreen display, alphanumeric, etc) or remote display (eg smartphone).
  • the flexion and extension movement unit (8) is composed of the base (1) common to all units, in which a motor (8.2) coupled to a trapezoidal thread spindle (8.1) and a set of displacement (8.3), the displacement assembly is guided by guides (8.5) and connected to a pivotable “U” tube (8.4).
  • the internal and external rotation movement unit (9) of the knee is composed of the base (1) that provides adequate support to the leg through the posterior support of the thigh (6), the posterior support of the leg (14) and of the foot support (9.1).
  • the foot support has a tibia clamping strap (12) that is buckled to the distal region of the tibia to keep the tibia in a neutral position with respect to rotation. internal-external.
  • the tibia rotation device is composed of a foot support (9.1) coupled to a movable flange of the swivel ring (9.2), which is fixed to one of the system plates and a stepper motor (9.3) coupled to a spindle trapezoidal (9.4) which transmits the rotational movement to a displacement assembly (9.5) attached to the swing guide (9.6).
  • the foot support (9.1) is coupled to the movable flange of the swivel ring (9.2) while the fixed flange of the swivel ring (9.2) is fixed to the system plate, thus the support for the foot rotates freely while it is fixed to the plate.
  • the foot support (9.1) is still connected by a guide pin to a slot in the rotating guide plate (9.6) which is fixed to the displacement assembly (9.5), so when the motor (9.3) is driven and rotates the trapezoidal spindle (9.4) displacing the displacement assembly (9.5) the footrest guide pin travels radially within the guide plate slot.
  • the tibia rotates internally (counterclockwise) and when retracting, it rotates externally (clockwise) (9.7 and 9.8).
  • the multidirectional patellar mobilization unit (10) is composed of a container of inflatable cuffs (10.1) that is coupled to the base (1) through the tightening strap (11).
  • a set of inflatable cuffs comprising at least one inflatable cuff.
  • the representation (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) shows the set with four inflatable cuffs distributed in a way that surrounds the patellar joint.
  • the inflatable cuffs are inserted into internal containment chambers (10.6) of the cuff container in order to control the direction of fluid filling towards the desired patellar mobilization (inferior-posterior or medial-lateral).
  • the cuff fluid ducts are positioned laterally to the inflatable cuff container (21), allowing pneumatic connection to the base (1) through the pneumatic connectors.
  • the multidirectional patellar mobilization unit can be used alone with the aid of external support for multidirectional patellar mobilizer (15) which is composed of the base for leg support and container fixation (15), lateral fixation rods (10.7) and thigh (16) and leg (18) fixation straps, in addition to the control cabinet (19) which has a man-machine interface through the local or remote display (20).
  • the inflatable cuff container (10.1) is coupled to the external support for a multidirectional patellar mobilizer through the lateral fixation rods (10.7) that have height adjustment by means of clips, butterflies or the like, enabling the use in different anatomies of the knee.
  • the external support for multidirectional patellar mobilizer contains a specific electronic and pneumatic control unit (19) for individualized use of the multidirectional patellar mobilizer.
  • the electronic and pneumatic control unit (19) connects with the inflatable cuffs (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) through the pneumatic connectors (21) where the fluid flow enters and leaves the device through the valves and pumps. fluid.

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Abstract

Refere-se o presente documento de patente equipamento automático para realização de procedimentos ortopédicos e fisioterapêuticos para movimentação passiva da articulação do joelho (patelofemoral e tibiofemoral), composto pela integração de três unidades de movimento: unidade de movimento de flexão e extensão do joelho; unidade de movimento de rotação interna e externa do joelho; e uma unidade de mobilização patelar multidirecional (inferior-superior e medial-lateral), um suporte externo para mobilizador patelar multidirecional e uma unidade de controle. A unidade de movimento de flexão e extensão é composta por uma estrutura mecânica e eletrônica na qual a perna é repousada sobre a mesma durante a sua utilização e possui ao menos dois suportes para sustentação da perna localizadas na região posterior da coxa e na região posterior da perna (panturrilha); a unidade de movimento de rotação interna e externa do joelho é composta por uma estrutura com um suporte para a perna e um suporte para a região do pé (região plantar) acoplados a unidade de movimento de flexão e extensão do joelho; e a unidade de mobilização patelar multidirecional é composta por um receptáculo no qual estão dispostos um retentor e um elemento atuador.

Description

EQUIPAMENTO PARA MOVIMENTAÇÃO PASSIVA DA ARTICULAÇÃO DO JOELHO
[001] Refere-se o presente documento de patente equipamento automático para realização de procedimentos ortopédicos e fisioterapêuticos para movimentação passiva da articulação do joelho (patelofemoral e tibiofemoral).
[002] O joelho é formado por duas superfícies articulares, a articulação patelofemoral e articulação tibiofemoral medial e lateral. A articulação patelofemoral é formada pela superfície articular anterior e distai do fémur, chamada tróclea e pela patela, a qual encaixa-se e desliza ao longo da tróclea. Nesta articulação ocorrem movimentos de deslocamento inferior-superior e medial-lateral. A articulação tibiofemoral é formada pela extremidade distai do fémur e pela extremidade proximal da tíbia. Nesta articulação ocorrem três pares de movimentos, a flexão e extensão (plano sagital; eixo médio-lateral do joelho), a rotação interna e externa (plano transverso; eixo axial ou longitudinal) e o varo e valgo (plano frontal; eixo ântero-posterior. Durante os movimentos do joelho, existe a combinação destes deslocamentos articulares. Por exemplo, durante a extensão do joelho (deixar a perna reta), a rotação externa do joelho e o deslizamento superior da patela ocorrem simultaneamente.
[003] O joelho é uma articulação com alto grau de incidência de lesão, e dentre as possibilidades de tratamento, a mobilização patelar multidirecional é uma conduta terapêutica frequentemente indicada. Existem três procedimentos comumente utilizados na prática clínica para recuperação da função do joelho: Imobilização, Movimento ou Mobilização Passiva, e Movimento ativo. A imobilização é necessária em algumas fases iniciais do tratamento, onde, devido ao estado de cicatrização tecidual, não pode haver movimento articular.
[004] O movimento ou mobilização passiva refere-se aos procedimentos aplicados no paciente enquanto ele encontra-se em repouso, ou seja, o movimento é realizado pelo fisioterapeuta ou por meio de um dispositivo externo. O termo movimento passivo é usado quando amplitudes maiores são empregadas, por exemplo, flexão e extensão do joelho. Enquanto que o termo mobilização passiva refere- se a movimentos de menor amplitude articular, tais como os deslizamentos patelares. Por fim, o movimento ativo refere-se ao movimento realizado ativamente pelo paciente, onde o objetivo principal é produzir movimento por meio de contração muscular realizada de maneira ativa pelo paciente.
[005] O movimento tibiofemoral passivo e a mobilização patelar são procedimentos terapêuticos classificados no âmbito clínico como técnica de terapia manual, e são comumente recomendados e aplicados durante a reabilitação. Inúmeros estudos têm apresentado uma série de benefícios clínicos após a aplicação de terapia manual, incluindo a mobilização patelar e movimento tibiofemoral passivo, em pacientes com disfunções no joelho (Anwer, Alghadir, Zafar, & Brismee, 2018; Deyle et al., 2005; Deyle et al., 2000). Por exemplo, dois ensaios clínicos (estudo prospectivo de acompanhamento com dois grupos aleatórios de intervenção) mostraram que a utilização de terapia manual associada a exercício apresenta maior diminuição da dor no joelho e melhora funcional quando comparado a duas abordagens diferentes de intervenção: ultrassom placebo (Deyle et al., 2000) e programa de exercícios domiciliares (Deyle et al., 2005).
[006] Uma revisão sistemática acompanhada de meta-análise (Anwer et al., 2018), contemplando 494 pacientes com osteoartrose de joelho mostrou vantagens de intervenção com terapia manual comparativamente a intervenção exclusivamente com exercício. Os pacientes que receberam somente terapia manual apresentaram a curto prazo maior redução da dor, melhora na função e performance física comparativamente ao grupo exercício. Mobilização patelar e o movimento tibiofemoral passivo estavam entre os procedimentos mais enfatizados (Anwer et al., 2018).
[007] A mobilização patelar e o movimento tibiofemoral passivo estão entre procedimentos mais recomendados para o tratamento de pacientes com dor no joelho associado a hipo-mobilidade patelar e tibiofemoral (Mullaney & Fukunaga, 2016). Estes movimentos são tipicamente aplicados pelo fisioterapeuta. Porém, alguns dos componentes da mobilização patelar podem ser ensinados ao paciente para serem realizados em casa. A auto-mobilização patelar parece ser um método efetivo visto permitir uma elevada dose de mobilização patelar, realizada pelo próprio paciente (Mullaney & Fukunaga, 2016). A patela é movida até a região de restrição e movimentos oscilatórios ou pressão mantida são aplicados (Mullaney & Fukunaga, 2016). Em relação ao movimento tibiofemoral passivo é mais difícil de o paciente ser capaz de realizar sozinho em casa. Uma das opções é ensinar aos familiares. Mas tanto a mobilização patelar quanto o movimento tibiofemoral passivo são de difícil execução em casa, principalmente pela presença de dor, insegurança e difícil compreensão da técnica. [008] Uma das principais preocupações após intervenção cirúrgica no joelho é a diminuição da mobilidade patelar e tibiofemoral (Harrison et al., 2013; Wilk, Macrina, & Reinold, 2010). Em média, a patela desloca 1cm medialmente (intervalo de confiança de 95% de 0,8cm à 1 ,4cm) e 1 ,2cm lateralmente (intervalo de confiança de 95% de 0,7cm à 1 ,8cm)(Ota, Nakashima, Morisaka, Ida, & Kawamura, 2008). A redução da mobilidade patelar está associada com proliferação excessiva de tecido cicatricial (artrofibrose) e aderência entre diferentes camadas teciduais (Wilk et al., 2010). Como consequência, há uma diminuição na amplitude de movimento tibiofemoral do joelho e diminuição na capacidade de recrutamento dos músculos do quadríceps, condições essenciais para adequada função da articulação do joelho.
[009] A mobilização patelar e o movimento tibiofemoral passivo são considerados os principais procedimentos terapêuticos no sentido de evitar a hipomobilidade patelar e diminuição da amplitude de movimento do joelho (Reinold, Wilk, Macrina, Dugas, & Cain, 2006; Tyler & Lung, 2012; Wilk, Davies, Mangine, & Malone, 1998; Wilk et al., 2010). Ênfase deve ser dada para a mobilização patelar ser realizada em todas as direções (inferior, superior, medial e lateral), para que o movimento tibiofemoral passivo seja realizado até a amplitude máxima disponível, e em altas doses, perfazendo a aplicação várias vezes ao dia (Reinold et al., 2006; Tyler & Lung, 2012). Além disso, a mobilização e movimento passivo articular parecem influenciar a excitabilidade neural associada a dor, promovendo alívio da dor (Courtney, Steffen, Fernandez-de-Las-Penas, Kim, & Chmell, 2016). [010] Atualmente o procedimento de mobilização patelar e movimento tibiofemoral passivo são realizados manualmente por fisioterapeutas que trabalham com reabilitação clínica ou pelo próprio paciente com indicação do profissional. A indicação clínica para realização do procedimento de mobilização e movimento passivo pode variar de alguns dias para até várias semanas, com intervalos diários de 4 a 5 vezes em rotinas de 5 à 15 minutos cada (Reinold et al., 2006; Tyler & Lung, 2012). Todo este procedimento objetiva melhorar/manter a mobilidade da patela e/ou diminuir a rigidez do movimento. Por ser um procedimento demorado e aplicado ao longo de todo o dia, o fisioterapeuta não consegue acompanhar o paciente durante todo o processo de reabilitação, deixando a cargo do indivíduo e seus familiares/cuidadores a responsabilidade de realizar em si próprio os procedimentos. Porém, os pacientes e seus acompanhantes nem sempre estão habilitados a realizar tal procedimento, seja por receio de manipular o joelho recém operado ou no qual sente dor, seja por esquecimento. Além disso, a automobilização parece não permitir o relaxamento necessário da musculatura do quadríceps, especialmente do músculo reto-femoral, causando contração protetiva. Como consequência, esse músculo causa compressão da patela e diminuiu a capacidade de deslocamento da mesma.
[011] Como há uma forte dependência da habilidade do profissional, ou do próprio paciente em executar o tratamento de forma adequada e na frequência necessária, este tratamento acaba por não obter o resultado pretendido. Contribuindo assim para as complicações pós-operatórias citadas. [012] Desta feita, afim de resolver os problemas supracitados, eliminando o fator da incerteza na eficiência do tratamento pelo fato da dependência da habilidade do profissional, foram desenvolvidos diversos equipamentos semiautomáticos e automáticos, para executar os tratamentos fisioterapêuticos na área do joelho, sem que seja necessária a supervisão constante do profissional.
[013] Como anterioridades podemos citar o documento EP21 14322, que descreve uma disposição construtiva em imobilizador de joelho, com acessório de proteção da patela; e também o documento JP3693368 descreve uma joelheira articulada que possui uma ou mais almofadas infláveis para proporcionar, de forma ajustável, suporte seguro e confortável para a cinta pressionada contra a perna; e ainda o documento EP2825139 descreve um dispositivo de proteção do joelho e da patela que permite e acompanha o movimento ativo do joelho, e inclui uma almofada de contato para proteção da patela enquanto o joelho é movido em flexão e extensão.
[014] Os dispositivos mais comuns atualmente, para controlar e assegurar a imobilização são os imobilizadores articulares (ou braces em inglês). Além de imobilizar a articulação, alguns braces também são utilizados para permitir o movimento controlado, evitando amplitudes indesejadas. Por exemplo, existem braces que impedem que o joelho seja movimentado a uma amplitude superior a 30 graus, assim o dispositivo bloqueia o joelho quando ele alcança este arco de movimento.
[015] De modo geral, as tecnologias desenvolvidas até hoje, tiveram foco em eliminar as incertezas e problemas no tratamento fisioterapêuticos de joelho, causados pela imprecisão na operação do tratamento, seja pelo próprio paciente ou pelo profissional. Tal incerteza, não pode ser controlada com eficácia quando depende do fator humano envolvido.
[016] O desafio na evolução destas tecnologias, diz respeito ao fato da dificuldade de substituir o operador humano no tratamento que exige a mobilização da articulação do joelho como um todo, bem como a mobilização da patela com confiabilidade por se tratar de um movimento delicado, estar em uma local de difícil acesso e necessitar uma pega consistente, facilmente erros de escorregamentos podem acontecer, o que prejudica o tratamento. Se considerarmos ainda a combinação de outros movimentos, a dificuldade de correta aplicação do procedimento aumenta.
[017] É objeto da presente invenção fornecer um dispositivo para a realização da mobilização multidirecional da articulação do joelho - tanto patelofemoral quanto tibiofemoral - de maneira automatizada e não invasiva, para tratamento de reabilitação pós cirúrgico e tratamento conservador (não cirúrgico) da articulação do joelho.
[018] De acordo com a invenção, o mobilizador multidirecional do joelho é composto pela integração de três unidades de movimento: unidade de movimento de flexão e extensão do joelho; unidade de movimento de rotação interna e externa do joelho; e uma unidade de mobilização patelar multidirecional (inferior-superior e medial-lateral), um suporte externo para mobilizador patelar multidirecional e uma unidade de controle. [019] A unidade de movimento de flexão e extensão é composta por uma estrutura mecânica e eletrónica na qual a perna é repousada sobre a mesma durante a sua utilização. A estrutura para a perna possui ao menos duas articulações, uma na região proximal do fémur (região do quadril) e outra na região distai do fémur (região do joelho), permitindo a realização do movimento de flexão e extensão da perna. A estrutura possui ao menos dois suportes para sustentação da perna localizados na região posterior da coxa e na região posterior da perna (panturrilha). O movimento de flexão e extensão é realizado de maneira passiva a partir de um motor acoplado ao eixo longitudinal da unidade.
[020] A unidade de movimento de rotação interna e externa do joelho é composta por uma estrutura com um suporte para a perna e um suporte para a região do pé (região plantar) acoplados a unidade de movimento de flexão e extensão do joelho. O suporte para a perna poderá ser o mesmo suporte para a perna da unidade de movimento de flexão e extensão com acréscimo da rotação no eixo longitudinal e de uma tira de fixação da perna pela parte posterior, possibilitando a realização do movimento de rotação interna e externa do joelho. O suporte para a região plantar permite o posicionamento confortável do pé à estrutura e a fixação do motor para a realização do movimento de rotação. O corpo do motor é fixado à estrutura da unidade de movimento de flexão e extensão e seu eixo é acoplado a um fuso trapezoidal da unidade de movimento de rotação interna e externa.
[021] A unidade de mobilização patelar multidirecional é composta por um receptáculo no qual estão dispostos um retentor e um elemento atuador. O retentor é composto por uma estrutura rígida ou semirrígida que é posicionada na parte de cima do joelho e é acoplada à unidade de movimento de flexão e extensão através de tiras de fixação com regulagem de altura. O elemento atuador é composto por um conjunto de manguitos infláveis dispostos de tal forma que o elemento atuador entre em contato com a região da patela, porém não exerça pressão sobre esta enquanto não estiver em operação. O conjunto de manguitos infláveis do elemento atuador é inflado e esvaziado de acordo com a programação do sistema (detalhado a frente) a partir de uma bomba de fluído. Quando as câmaras são acionadas individualmente, o elemento atuador entra em contato com as bordas laterais, inferior e posterior da patela e, a partir da pressão exercida na borda, os movimentos multidirecionais (anterior-superior e medial-lateral) são realizados. A unidade de mobilização patelar multidirecional pode ser utilizada de maneira integrada à unidade de movimento de flexão e extensão a partir das tiras e presilhas laterais ou utilizada de maneira independente com auxílio do suporte para mobilizador patelar multidirecional.
[022] O suporte para mobilizador patelar multidirecional é composto por um elemento único que possibilita o acoplamento do mobilizador patelar multidirecional de maneira similar a unidade de movimento de flexão e extensão a partir das tiras de presilhas laterais, porém sem os elementos de movimento de flexão-extensão e rotação. O suporte para mobilizador patelar multidirecional possibilita a fixação da perna na posição de extensão do joelho adequada para a realização da mobilização patelar. A estrutura dispõe de um suporte para a perna e coxa, na qual a perna é fixada com duas tiras, uma para cada região, de modo a manter a perna na posição de extensão durante a mobilização.
[023] A unidade de controle é composta por um sistema eletroeletrônico e pneumático. O sistema eletroeletrônico é caracterizado pela realização do controle da operação do dispositivo, de maneira automatizada e a partir dos comandos e parâmetros adicionados pelo usuário. São partes do sistema eletroeletrônico: os drivers de acionamento dos motores para realização dos movimentos de flexão, extensão e rotação; os drivers de acionamento da bomba de fluído e válvulas para a realização dos movimento de mobilização patelar inferior-superior e medial-lateral. Ainda são partes do sistema eletroeletrônico a fonte de energia e a interface homem-máquina para controle dos parâmetros de ajuste do dispositivo. São partes do sistema pneumático as bombas de fluído, as válvulas, os manguitos infláveis e as conexões pneumáticas.
[024] A descrição que segue e as figuras associadas, a título de exemplo, farão compreender o objeto do presente pedido.
[025] A figura 1 apresenta desenho esquemático das três unidades de movimento integradas em perspectiva.
[026] A figura 2 apresenta desenho esquemático das três unidades de movimento integradas em vista lateral.
[027] A figura 3 apresenta em detalhe desenho esquemático do dispositivo de rotação em perspectiva.
[028] A figura 4 apresenta em detalhe desenho esquemático do dispositivo de flexão e extensão. [029] A figura 5 apresenta em detalhe desenho esquemático do dispositivo de rotação em vista lateral.
[030] A figura 6 apresenta em detalhe desenho esquemático do dispositivo de rotação com rotação interna.
[031] A figura 7 apresenta em detalhe desenho esquemático do dispositivo de rotação com rotação externa.
[032] A figura 8 apresenta desenho esquemático do mobilizador patelar e suporte externo para o mobilizador patelar.
[033] A figura 9 apresenta em detalhe desenho esquemático do contentor de manguitos infláveis.
[034] A figura 10 apresenta em detalhe desenho esquemático do contentor de manguitos infláveis com hastes laterais de suporte.
[035] Conforme ilustrado nas figuras, o equipamento de mobilização patelar multidirecional é composto de três unidades de movimento, conforme Figura 1 , às quais estão integradas em um aparelho único responsável pela sincronização dos movimentos aplicados no tratamento especifico do paciente. A posição de uso do aparelho é obrigatoriamente horizontal, com a base (1) posicionada paralelamente ao plano horizontal, possibilitando a acomodação da perna de maneira que o quadril permaneça próximo do conjunto de regulagem proximal (3) e elos de articulação (2) e que a coxa esteja apoiada sobre o suporte posterior da coxa (6) e a panturrilha esteja apoiada sobre o suporte posterior da perna (14). Para a devida acomodação da perna e, considerando as diferentes anatomias e estaturas dos usuários, o conjunto de regulagem distai (4) deve ser ajustado através do dispositivo para travamento de regulagem (5) para que a face plantar esteja devidamente apoiada no suporte para o pé (9.1). Na base (1) estão inseridos os sistemas de controle eletrónico e pneumático necessários para o devido acionamento das partes eletromecânicas e pneumáticas do mobilizador multidirecional do joelho, bem como a interface homem-máquina através de display local (por exemplo: display touchscreen, alfanumérico, etc) ou display remoto (por exemplo: smartphone).
[036] A unidade de movimento de flexão e extensão (8) é composta pela base (1) comum a todas as unidades, na qual estão inseridos um motor (8.2) acoplado a um fuso de rosca trapezoidal (8.1) e um conjunto de deslocamento (8.3), o conjunto de deslocamento é direcionado por guias (8.5) e conectado a um tubo em “U” articulável (8.4). Quando o motor (8.2) é acionado o fuso (8.1) transmite a rotação para o conjunto de deslocamento (8.3) o qual se desloca ao longo do fuso, as guias (8.5) restringem o movimento do conjunto de deslocamento apenas no sentido linear, ao deslocar-se, o conjunto conectado ao tubo em “U” articulável (8.4) que faz parte de um mecanismo formado por tubos (3) e (4) e elos (2), transfira o movimento de um grau de liberdade para dois graus de liberdade desta forma flexionando o joelho no avanço e estendendo-o no retorno.
[037] A unidade de movimento de rotação interna e externa (9) do joelho é composta pela base (1) que provê o suporte adequado à perna através do suporte posterior da coxa (6), do suporte posterior da perna (14) e do suporte para o pé (9.1). O suporte para o pé conta com uma cinta de aperto para tíbia (12) que é afivelada à região distai da tíbia a fim de manter a tíbia em posição neutra com relação a rotação interna-externa. O dispositivo de rotação da tíbia é composto pelo suporte para o pé (9.1) acoplado a um flange móvel do anel giratório (9.2), o qual está fixado a uma das chapas do sistema e um motor de passo (9.3) acoplado à um fuso trapezoidal (9.4) que transmite o movimento de rotação à um conjunto de deslocamento (9.5) fixo à guia de giro (9.6). Para realizar a operação de rotação da tíbia o suporte para o pé (9.1) é acoplado ao flange móvel do anel giratório (9.2) enquanto o flange fixo do anel giratório (9.2) é fixo na chapa do sistema, dessa forma o suporte para o pé gira livremente enquanto é fixo na chapa. O suporte para o pé (9.1) ainda é ligado por um pino guia a um rasgo na chapa guia de giro (9.6) que é fixa ao conjunto de deslocamento (9.5), sendo assim, quando o motor (9.3) é acionado e gira o fuso trapezoidal (9.4) deslocando o conjunto de deslocamento (9.5) o pino guia do apoio de pé desloca-se radialmente dentro do rasgo da chapa guia. Ao avançar o conjunto de deslocamento a tíbia roda internamente (senti anti-horário) e ao recuar, roda externamente (sentido horário) (9.7 e 9.8).
[038] A unidade de mobilização patelar multidirecional (10) é composta por um contentor de manguitos infláveis (10.1) que é acoplado à base (1 ) através da cinta de aperto (11 ). Na parte inferior do contentor de manguitos infláveis (10.1) está localizado um conjunto de manguitos infláveis, composto por pelo menos um manguito inflável. A representação (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) mostra o conjunto com quatro manguitos infláveis distribuídos de maneira que circundam a articulação patelar. Os manguitos infláveis estão inseridos dentro de câmaras de contenção internas (10.6) ao contentor de manguitos de maneira a controlar a direção de enchimento de fluido no sentido da mobilização patelar desejada (inferior-posterior ou medial-lateral). Os dutos de fluido dos manguitos estão posicionados lateralmente ao contentor de manguitos infláveis (21), permitindo a conexão pneumática com a base (1) através dos conectores pneumáticos.
[039] Tal forma construtiva permite que o dispositivo de mobilização patelar seja utilizado de forma individual, ou seja, a unidade de mobilização patelar multidirecional pode ser utilizada isoladamente com o auxílio do suporte externo para mobilizador patelar multidirecional (15) que é composto pela base para apoio de perna e fixação do contentor (15), hastes laterais de fixação (10.7) e cintas fixadoras da coxa (16) e da perna (18), além do gabinete de controle (19) que conta com uma interface homem-máquina através do display local ou remoto (20). O contentor de manguitos infláveis (10.1) é acoplado ao suporte externo para mobilizador patelar multidirecional através das hastes laterais de fixação (10.7) que possuem regulagem de altura por meio de presilhas, borboletas ou afins possibilitando a utilização em diferentes anatomias do joelho. O suporte externo para mobilizador patelar multidirecional contém uma unidade de controle eletrónico e pneumático (19) específica para uso individualizado do mobilizador patelar multidirecional. A unidade de controle eletrónico e pneumático (19) conecta-se com os manguitos infláveis (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) através dos conectores pneumáticos (21) por onde o fluxo de fluído entra e sai do dispositivo através das válvulas e bombas de fluído.

Claims

REIVINDICAÇÃO
1. EQUIPAMENTO PARA MOVIMENTAÇÃO PASSIVA DA ARTICULAÇÃO DO JOELHO composto de três unidades de movimento integradas em um aparelho único responsável pela sincronização dos movimentos aplicados no tratamento especifico do paciente com disfunção do joelho caracterizado por compreender unidade de movimento flexão e extensão (8), unidade de movimento de rotação interna e externa (9), unidade de mobilização patelar multidirecional (10) montados em uma base (1) e suporte externo para mobilizador patelar multidirecional (15); e dita base (1) posicionada paralelamente ao plano horizontal, de modo que permita a acomodação da perna de maneira que o quadril permaneça próximo do conjunto de regulagem proximal (3) e elos de articulação (2) e de modo que a coxa esteja apoiada sobre o suporte posterior da coxa (6) e a panturrilha esteja apoiada sobre o suporte posterior da perna (14) e compreende ainda conjunto de regulagem distai (4) ajustável por meio do dispositivo para travamento de regulagem(5) de modo a permitir que a face plantar esteja apoiada no suporte para o pé (9.1); a dita base (1) prevê os sistemas de controle eletrónico, pneumático e interface homem- máquina através de display local ou remoto; a dita unidade de movimento de flexão e extensão (8) montada na base (1) prevê um motor (8.2) acoplado a um fuso de rosca trapezoidal (8.1) e um conjunto de deslocamento (8.3), o conjunto de deslocamento é direcionado por guias (8.5) e conectado a um tubo em “U” articulável (8.4) de modo que quando o motor (8.2) é acionado o fuso (8.1) transmite a rotação para o conjunto de deslocamento (8.3) de modo que o mesmo se desloca ao longo do fuso e de modo que as guias (8.5) permitam o movimento do conjunto de deslocamento apenas no sentido linear; o conjunto conectado ao tubo em “U” articulável (8.4) que compõe um mecanismo formado por tubos (3) e (4) e elos (2), é montado de modo que ao deslocar-se transfere o movimento de um grau de liberdade para dois graus de liberdade; e a dita unidade de movimento de rotação interna e externa (9) do joelho montada na base (1) compreende uma cinta de aperto para tíbia (12) no suporte para o pé (9.1) disposta de modo que a mesma é afivelada à região distai da tíbia e dito suporte para o pé (9.1) prevê um flange móvel do anel giratório (9.2), o qual está fixado a uma das chapas do sistema e um motor de passo (9.3) acoplado à um fuso trapezoidal (9.4) que transmite o movimento de rotação à um conjunto de deslocamento (9.5) fixo à guia de giro (9.6); e dito suporte para o pé (9.1) é acoplado ao flange móvel do anel giratório (9.2) e o flange fixo do anel giratório (9.2) é fixo na chapa do sistema, de modo que suporte para o pé gira livremente enquanto é fixo na chapa; e ainda, dito suporte para o pé (9.1) é conectado por um pino guia a um rasgo na chapa guia de giro (9.6) que é fixa ao conjunto de deslocamento (9.5), de modo que quando o motor (9.3) é acionado e gira o fuso trapezoidal (9.4) deslocando o conjunto de deslocamento (9.5) o pino guia do apoio de pé desloca-se radialmente dentro do rasgo da chapa guia; a dita unidade de mobilização patelar multidirecional (10) é compreendida por um contentor de manguitos infláveis (10.1) que é acoplado à base (1) por meio da cinta de aperto (11) e na parte inferior do contentor de manguitos infláveis (10.1) está disposto o conjunto de manguitos infláveis (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) distribuídos de modo que circundam a articulação patelar e os manguitos infláveis estão inseridos dentro de câmaras de contenção internas (10.6) ao contentor de manguitos de modo que controlam a direção de enchimento de fluído e os dutos de fluído dos manguitos estão posicionados lateralmente ao contentor de manguitos infláveis (21), compreendendo uma conexão pneumática com a base (1) por meio de conectores pneumáticos; e dito suporte externo para mobilizador patelar multidirecional (15) compreendido pela base para apoio de perna e fixação do contentor (15), hastes laterais de fixação (10.7) e cintas fixadoras da coxa (16) e da perna (18), além do gabinete de controle (19) que prevê uma interface homem-máquina através do display local ou remoto (20) e um contentor de manguitos infláveis (10.1) acoplado ao suporte externo para mobilizador patelar multidirecional por meio das hastes laterais de fixação (10.7) que prevê regulagem de altura por meio de presilhas; e dito suporte externo para mobilizador patelar multidirecional (15) prevê uma unidade de controle eletrónico e pneumático (19) conectada ao conjunto de manguitos infláveis (10.2, 10.3, 10.4, 10.5) por meio dos conectores pneumáticos (21).
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