TíTULO

DISPOSITIVO PARA BIPEDESTACIóN Y REHABILITACIóN DE MARCHA, PARA PERSONAS CON MINUSVáLIDAS MOTORAS

OBJETO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere a un dispositivo estructurado para constituir indistintamente una plataforma bipedestadora o un rehabilitador de marcha, dispositivo que ofrece funciones de elevación, transferencia y desplazamiento para el usuario.

La invención se sitúa pues en el ámbito industrial de la fabricación de dispositivos y aparatos que ayudan a la movilidad de personas con discapacidad y, de forma más general, al ámbito de la rehabilitación.

ANTECEDENTES DE LAINVENCIóN

Las ayudas técnicas representan cada vez más uno de los medios más importantes para conseguir la autonomía personal de las personas con discapacidad y mayores. El aumento de población, especialmente de este último colectivo, y la mayor sensibilidad social hacen de la dependencia uno de los principales problemas de bienestar de las sociedades modernas.

Dentro del conjunto de deficiencias una de las más importantes es la que se refiere a la imposibilidad de ponerse y mantenerse en posición de bipedestación. Esta deficiencia se presenta en patologías diversas tales como la lesión medular a diferentes niveles, los traumatismos craneoencefálicos, los accidentes cerebrovasculares, y las enfermedades musculoesqueléticas u osteoarticulares y de tipo neurodegenerativo entre otras. En muchos de estos casos existe un déficit total o importante de control de tronco y de extremidades inferiores lo que impide al individuo realizar la operación de ponerse y mantenerse de pie por sus propios medios. Estas personas permanecen normalmente excesivos periodos de tiempo sentadas en sillas de ruedas o de otro tipo o bien acostadas. En estas situaciones se generan una serie de trastornos patológicos ligados a la posición y a la falta de actividad. Estos son principalmente de tipo urológico, dermatológico, vascular, digestivo, osteoarticular e incluso de limitación en sus actividades físicas residuales y de relaciones sociales.

Por tanto, la necesidad de la bipedestación se plantea como un objetivo diana para la autonomía y en la rehabilitación de cualquier persona con numerosos tipos de

discapacidad debido tanto a las razones médicas que aconsejan este estado (reducir presión en los tejidos, así como contracturas musculares y articulares, mejorar la circulación sanguínea y las funciones respiratoria, digestiva y renal, reducir la espasticidad, disminuir la escoliosis progresiva, disminuir la descalcificación ósea, etc.) como a razones sociales (participación en actividades de ocio y tiempo libre al mismo nivel que las personas deambulantes, aumento de la autoestima...) y de autonomía personal y accesibilidad (posibilidad de "manos libres" para manipulación, ahorro en adaptaciones y mejora del alcance domiciliario que es muy limitado desde la posición de la silla de ruedas). Los bipedestadores son ayudas técnicas cuya función principal es mantener erguida a una persona que no puede hacerlo por sí misma. Se trata normalmente de estructuras pasivas dotadas de una serie de fijaciones para mantener la postura erguida y que se soportan sobre una plataforma inferior, a menudo con cuatro ruedas para poder desplazarla con ayuda de otra persona. Por ello se precisa ayuda humana tanto para la incorporación desde un sillón o una silla de ruedas como para el desplazamiento por empuje. Así, los beneficios de la bipedestación están ampliamente recogidos en la bibliografía, y son:

Evitar la pérdida de masa ósea, Mejorar la circulación sanguínea, - Mejorar las funciones digestiva, respiratoria, renal y urinaria,

Permitir un uso eficiente de los miembros superiores, Evitar la formación de escaras, y

Facilitar el alcance de objetos situados en posiciones elevadas. A éstos hay que añadir los importantísimos beneficios psicológicos de autoestima y de relación, al encontrarse la persona a la misma altura visual que sus interlocutores.

Se ha investigado en la posibilidad de dotar de movimiento a los bipedestadores, sin alcanzar un logro funcional para los usuarios en cuanto a la autonomía de movimiento, requiriendo en la práctica totalidad de los bipedestadores que existen la intervención de cuidadores. El diseño de bipedestadores no ha evolucionado durante los últimos años en paralelo a las mayores necesidades cualitativas de los usuarios.

Existen una serie de ayudas técnicas entre cuyos objetivos principales figura el mantenimiento de la posición de bipedestación, entre los que cabe citar como productos ya disponibles actualmente:

Sillas de ruedas de verticalización Grúas en posición semi-incorporada Planos inclinados Bipedestadores fijos e incunables Las sillas de ruedas de verticalización o de bipedestación, tienen como finalidad facilitar la movilidad con cierta capacidad de verticalización. Las grúas por su parte tienen la función de facilitar la transferencia. En cuanto a los planos inclinados su objetivo es facilitar los cambios de posición. Finalmente, los bipedestadores tienen como función mantener al usuario de pie, facilitando el uso de los miembros superiores. En el campo de los bipedestadores avanzados, muy escasos sistemas incorporan la elevación eléctrica y manejada de forma autónoma por el usuario desde la posición de sentado (posicionador eléctrico WING, grúas de bipedestación eléctricas, sillas de bipedestación como la LEVO, compact-easy LCEV, etc.). Existen también ciertos modelos que incorporan prestaciones específicas, que los acercan más al concepto de gimnasio adaptados que al propio concepto de bipedestador, que incorporan un sistema mecánico que permite el desplazamiento del usuario.

La mayoría de los sistemas son hidráulicos con la dificultad que conlleva el manejo de una palanca para una persona que probablemente tenga disminuidas la manipulación y potencia muscular de los miembros superiores. Las grúas eléctricas de bipedestación precisan en su mayoría de la supervisión por un cuidador debido a las dificultades para la colocación de los arneses y las condiciones de seguridad para evitar caídas.

Las sillas eléctricas de bipedestación presentan dos problemas principales: su elevado coste económico, gran peso y elevadas dimensiones con la dificultad de maniobrabilidad que conllevan, haciéndolas poco apropiadas para acceder a espacios pequeños y puertas estrechas. Sólo este tipo de sillas incorporan la posibilidad de desplazamiento autónomo en esta posición de bipedestación.

Dentro de los escasos bipedestadores que facilitan la posición de bipedestación con elevación y desplazamiento motorizados y en principio autónomos, cabe destacar el sistema STRUZZO. Ahora bien, para el uso de este dispositivo, en su primera fase, antes de proceder a la elevación, exige la transferencia de todo el cuerpo de la persona desde la silla a una especie de sillín elevador, transferencia que es altamente complicada para una persona que en principio solo tiene cierta capacidad de

control de sus extremidades superiores.

Otro tipo de bipedestador con incorporación eléctrica es aquel en el que la elevación motorizada se realiza gracias a dos cintas enrollables que tiran de un arnés que se coloca el usuario en la parte posterior a una altura entre los glúteos y la zona lumbar. El accionamiento de las cintas se hace mediante un motor colocado en la parte alta del bipedestador. Este sistema presenta dos problemas importantes. El primero de ellos es la dificultad de colocarse una persona sentada por sí misma el arnés en una posición tan baja. El otro es el ángulo y la altura de tiro de las cintas que son fijos en todo el proceso de elevación; ello hace que más que elevación se produzca un arrastre de la persona hacia el bipedestador originando problemas de pivotamiento sobre la rodilla del usuario para conseguir la elevación del mismo. Ello genera una fuerza de apoyo excesiva y posiblemente dañina en las rodillas del usuario. Otro efecto negativo es que en este arrastre inicial se origina también un arrastre de la silla al no estar aún la persona elevada sobre ella. Bipedestadores de estos y otros tipos aparecen en las siguientes patentes: Edgard c.

Barattia, Standing frame with lift, support and transport of user. US2005/0217025 al; Alan L. Tholkes, Modular Standing Frame. US 05292130.1; Ablett Robert Henry; Green Elizabeth Mary; Mulcahy Catharine Mary; Nelham Roy Leslie; Pountney Teresa Ellen; Tutt Peter Edwin Standing Frame. GB2252045; Alan L. Tholkes, Mobile Standing Aid. US5484151 y Meaney John Joseph, Apparatus for Assisting a Person Between a Substantially Standing Posture and a Seated Posture. WO2006025040.

Por otro lado existen determinadas situaciones en las que aparecen problemas de movilidad, ya sea de carácter transitorio en procesos de rehabilitación (postoperatorios de traumatismos) o de tipo crónico con orígenes neuromusculares diversos, requieren el uso de dispositivos de reentrenamiento o de ayuda al desplazamiento. La falta de movilidad es una fuerte limitación que afecta no solamente a las actividades personales, laborales y de relación sino que también incide muy negativamente en el desarrollo de patologías digestivas, dermatológicas y otras, tal como se ha apuntado en el apartado anterior. Las personas afectadas de estas disfunciones en la marcha utilizan sillas de ruedas como elemento de movilidad, sin embargo, su uso continuado no constituye un medio de rehabilitación sino más bien lo contrario al no permitir aprovechar las capacidades residuales de movilidad provocando por ello una merma progresiva de las

mismas.

Como elementos propiamente de recuperación funcional, dejando aparte los sistemas portables de ortesis y prótesis muy personalizados y adaptados a las necesidades del individuo, se han venido utilizando tradicionalmente los llamados elementos externos pasivos y sencillos de soporte uni o bilateral tales como muletas, bastones o andadores de diversos tipos. Sobre estos últimos se han desarrollado investigaciones que han dado lugar a dispositivos de cuatro ruedas motorizados con distintas funciones de ayuda basadas en sensores, evitación de obstáculos y otras (ASAS, PAM-AID, GUIDO, MARC). Los andadores convencionales con solo el apoyo de manos o brazos son insuficientes para sostener el peso de estas personas a las que nos referimos en este apartado; por otra parte, el andador, si no tiene ruedas, perturba el ciclo normal de la marcha ya que se debe levantar y mover en cada paso, interrumpiendo el ritmo normal de la deambulación y evitando el impulso como un recurso ahorrador de energía, siendo el principal motivo del abandono de su uso el cansancio y las dificultades de coordinación y aprendizaje de su uso. El andador con ruedas tradicional, más eficaz a la hora de ahorro energético es sin embargo más inestable e inseguro para enfermos con trastornos severos del equilibrio, conllevando un mayor riesgo de caídas.

Por todo ello, se han desarrollado una serie de dispositivos estáticos o móviles ad hoc, que tienen la finalidad de ayudar a sostener a la persona y cuyo objetivo es, más que ayudar al desplazamiento en sí, el entrenamiento y la rehabilitación de las capacidades de marcha en cuanto a tono muscular, coordinación psicomotriz, control de equilibrio y otros aspectos. Así, para estos fines se dispone de las barras paralelas, con y sin soportes auxiliares de cintura o tronco. Igualmente, existen estructuras estáticas sobre el suelo o sobre cintas rodantes y otros dispositivos móviles con ruedas que ayudan a la marcha manteniendo erguida a la persona con ayuda de arneses bien desde un plano superior a la cabeza con tirantes o a la altura del tronco por apoyos y tirantes. Algunos ejemplos de estos tipos son los sistemas de la empresa Kaye o de los autores West R Gary, Jiping He con Ryan B. Knight y A. Thierry (US 2005/0101448 Al, Apparatus and Method for Repetitive Motion Therapy. Jiping He, Ryan B Knight; US2004143198, Powered Gait Orthosis and Method of Utilizing Same. West R. Gary).

Sin embargo, todos ellos presentan una serie de limitaciones en cuanto a la falta de operatividad para realizar de una forma adecuada la doble operación de elevación y

transferencia de la persona al bipedestador, lo que resta autonomía, reduciendo por tanto la población objetivo. Además normalmente presentan una excesiva complejidad técnica lo que los hace costosos y no muy fiables.

En resumen, el estado de la técnica muestra soluciones de ayudas técnicas que se han desarrollado pero que resuelven solo parcialmente o de forma no adecuada los problemas mencionados.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

El dispositivo que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, ofreciendo simultáneamente las prestaciones de un bipedestador con desplazamiento y de un andador o rehabilitador de marcha, con un óptimo nivel de prestaciones tanto en uno como en otro aspecto.

Para ello y de forma más concreta el dispositivo que se preconiza está constituido a partir de un chasis rodante y motorizado, provisto de una plataforma reposa-pies y basculante, de manera que esta plataforma es utilizable selectivamente, concretamente es utilizable cuando el dispositivo actúa como un bipedestador, pero pasa a una situación inoperante cuando el dispositivo se utiliza como andador. Fijaciones de talón y de puntera permiten estabilizar convenientemente los pies del usuario sobre la citada plataforma reposapiés, cuando el dispositivo se utiliza como bipedestador. Del citado chasis emerge un bastidor de altura adecuada, sobre el que se establecen apoya-rodillas de posicionamiento regulable tanto en sentido vertical como en sentido horizontal, en orden a conseguir una debida adecuación posicional a las características anatómicas del usuario.

A la zona extrema superior del bastidor se solidarizan ganchos fijos que permiten el acoplamiento de un arnés lumbar, utilizable en situación de bipedestación, y una pareja de brazos elevadores, basculantes con la colaboración de un motor lineal y a los que se fija un segundo arnés, concretamente un arnés dorsal, que a través del citado motor permite la maniobra de elevación del usuario, por ejemplo desde una silla de ruedas, hasta la posición límite de bipedestación, en la que dicho arnés dorsal es sustituido por el citado arnés lumbar.

El bastidor se remata superiormente en una mesa sobre la que se establece el joystick o teclado de marcha para control del chasis rodante sobre el suelo, mientras que un segundo mando o teclado, situado en una zona de mayor accesibilidad desde la posición de

sentado del usuario, permite llevar a cabo las maniobras de elevación hasta la posición de bipedestación.

La estructura descrita se complementa con una pareja de moto-reductores para accionamiento de las ruedas motrices del chasis, con una batería para accionamiento tanto de dichos moto-reductores como del motor lineal anteriormente citado, y con sensores de seguimiento de posición de ambos pies.

Cuando el dispositivo es utilizado como un andador la plataforma reposapiés se abate hacia una posición vertical e inoperante, como ya se ha apuntado con anterioridad, y los arneses lumbar y dorsal citados son a su vez sustituidos por un arnés de marcha, perineal y de tronco, suspendido igualmente de la extremidad libre de las barras elevadoras.

Así pues, con el dispositivo de la invención se cubren dos tipos de necesidades para dos colectivos diferentes: por una parte, se trata de permitir la bipedestación independiente a personas que no pueden realizarla por sí mismas pero que posean control de las extremidades superiores, dotándolas además de la posibilidad de desplazamiento igualmente autónomo. En casos de cuadri o tetraplejia, el dispositivo requiere únicamente la ayuda de una persona que, sin realizar esfuerzo considerable, debe colocar los arneses al sujeto y manejar los mandos de control. Por otro lado, hay que tener en cuenta que incluso en los casos de tetraplejia hoy en día existen desarrollados, o pueden desarrollarse, sistemas de control de voz, mandos o teclados controlados con la boca, etc. que amplían considerablemente la libertad de uso del dispositivo de la invención.

Por otra parte, el sistema se orienta alternativamente a personas que deben realizar un proceso de aprendizaje o rehabilitación de marcha permitiendo el dispositivo de la invención ponerlas de pie, mantenerlas en esa posición y ayudarlas en el proceso de marcha, controlando la tracción del dispositivo rodante. En general, todas las actividades de control por parte del usuario se pueden llevar a cabo de forma manual o automáticamente, según los requerimientos de marcha de la persona en cada momento. DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra, según una representación esquemática en perspectiva, un dispositivo de bipedestación y rehabilitación de marcha realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, el cual aparece en situación de bipedestación.

La figura 2.- Muestra un esquema del principio combinado de elevación y transferencia por movimiento giratorio de las barras elevadoras.

La figura 3.- Muestra otro esquema, ahora de la progresión de la elevación/transferencia del usuario desde la posición de sentado hasta posición de bipedestación.

La figura 4.- Muestra un grupo de seis secuencias en alzado lateral, desde la posición de sentado hasta la posición de bipedestación.

La figura 5.- Muestra una representación esquemática en perspectiva similar a la figura 1, pero en la que el dispositivo aparece en posición de rehabilitación.

La figura 6.- Muestra, finalmente, el diagrama de bloques del módulo electrónico que gobierna el dispositivo.

REALIZACIóN PREFERENTE DE LA INVENCIóN A la vista de las figuras reseñadas, en especial de la figura 1 , puede observarse como el dispositivo que la invención propone está constituido a partir de un chasis (1) que soporta a una plataforma reposa-pies (2) dotada de fijaciones para los pies del usuario, concretamente de fijaciones de talón (3) y fijaciones de puntera (4), emergiendo de dicho chasis (1) un bastidor en el que participan dos barras verticales e interiores (5) y otras dos barras verticales y exteriores (6).

Las barras interiores (5) del bastidor (6) constituyen el soporte para un apoya- rodillas (7) dotado de medios de regulación en profundidad (8) y de medios de regulación en altura (9), para adecuarlo posicionalmente a las características anatómicas del usuario.

El citado bastidor (5-6) constituye paralelamente el elemento soporte para un arnés dorsal (10), fijable con posibilidad de regulación posicional y a través de ganchos (11) a una pareja de barras elevadoras (12) basculantes sobre el bastidor (5-6) en la zona superior del mismo, mediante un eje transversal (13), más allá del cual se prolongan dichas barras (12) cerrándose sobre sí mismas mediante un travesano (14), sobre el que actúa, en su zona media, un motor lineal (15) montado basculantemente sobre el chasis (1) y asistido por una biela (16) que actúa sobre la zona media del citado travesano (14)

contrapuesto al arnés (10).

Un mando (17) situado también en esta zona superior del bastidor (5-6), en posición de fácil accesibilidad para el usuario, tal como muestra la primera secuencia de la figura 4, permite controlar el movimiento del motor lineal (15). El arnés dorsal (10) está destinado a llevar a cabo la maniobra de elevación desde la posición de sentado a la posición de bipedestación, tal como muestran las primeras cinco secuencias de la figura 4, pero una vez que se ha conseguido dicha situación de bipedestación dicho arnés dorsal (10) es sustituido por un arnés lumbar (18), tal como muestra a su vez la última secuencia de la citada figura 4, arnés lumbar que se fija también a la zona superior del bastidor, concretamente a las barras exteriores (6), mediante ganchos (19) debidamente solidarizados al mismo.

Tal como anteriormente se ha dicho, el chasis (1) es un chasis rodante, contando en sus vértices con ruedas auto-orientables (20) que le confieren la debida estabilidad, e incorporando en su zona media ruedas tractoras (21), accionadas en uno u otro sentido por respectivos moto-reductores (22), desde un segundo tablero de mandos (23), concretamente con la participación de un módulo electrónico (24) y de una batería de alimentación (25).

Este tablero de mandos (23) se sitúa en una mesa superior (26) que remata la extremidad asimismo superior del bastidor (5-6), y que está dotada en su borde próximo al usuario de un almohadillado (27) que permite un apoyo corporal cómodo sobre dicha bandeja, como también se observa en la última secuencia de la figura 4.

Como también se ha apuntado con anterioridad, la plataforma reposa pies (2) es abatible, a cuyo efecto se relaciona con el chasis (1) a través de bisagras (28), para que dicho reposa-pies resulte inoperante cuando el dispositivo se utiliza como andador, de acuerdo con la representación de la figura 5.

Para ésta utilización especifica se ha previsto un tercer arnés (29), perineal y de tronco, destinado igualmente a suspenderse de los ganchos (11) que rematan las barras elevadoras (12), en sustitución del arnés dorsal (10), teniendo obviamente este arnés

(29) utilizable en la rehabilitación de marcha, la función de dotar al usuario de la debida seguridad, manteniéndole convenientemente fijado al dispositivo.

Se ha previsto también la participación en dicho dispositivo de sensores (30) de seguimiento de posición de ambos pies.

En la figura 2 se observa como las barras elevadoras (12) determinan, desde la

posición de sentado a la posición de bipedestación, un movimiento inicial en el que la elevación es pura, disminuyendo progresivamente dicha elevación e iniciándose un movimiento de aproximación que a su vez es progresivamente creciente, hasta una situación límite de aproximación pura o transferencia. A su vez en la figura 3 se muestra también esta progresión de la elevación/transferencia del usuario desde la posición de sentado hasta la posición de bipedestación, figura en la que la longitud del brazo elevador o giratorio aparece referenciada con (b), la elevación con (e) la aproximación con (a) y la transferencia con (t), siendo α el ángulo variable que va adoptando el brazo giratorio (b) o pareja de barras elevadoras y donde:

e = b* sen α; t= b-a; a = b eos α; t = b* (1-cos α);

Por ultimo, en la figura 6 se observa el módulo o procesador electrónico (24) que recibe información tanto del teclado (17) del elevador como del teclado (23) de ambulación, así como de sensor (30) de posición de pies, y que a través de un controlador (31) gobierna el motor-elevador (15) y los motores de tracción (22), estando lógicamente dicho procesador electrónico (24) asistido por uñá base de datos (32).

Solo resta señalar que aunque la presente descripción se ha realizado en base a la elevación del usuario desde una silla de ruedas a la posición de bipedestación, el dispositivo es igualmente utilizable en maniobras de asentamiento sobre la taza del inodoro, y posterior reintegración de la posición de bipedestación, o en cualquier otro tipo de maniobra similar que pueda ser requerida por el usuario.