MEMORIA DESCRIPTIVA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un aparato de rehabilitación que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.

El objeto de la presente invención recae en un aparato cuya finalidad es permitir la rehabilitación de personas con incapacidad para caminar adecuadamente como consecuencia de un daño del sistema nervioso central, de forma que les posibilite una ambulación más funcional y eficiente. El problema que se pretende mejorar es rehabilitar la columna vertebral y los miembros superiores e inferiores, aumentando la flexibilidad y fortaleciendo la musculatura extensora de tronco y de miembros inferiores, con la finalidad de proporcionar a las personas las capacidades necesarias para incorporarse desde el decúbito y la sedestación, mantenerse erguido y desplazarse de manera independiente.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de aparatos de rehabilitación, centrándose particularmente en los destinados a la rehabilitación de personas con incapacidad para caminar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Como es sabido, cuando una persona ha sufrido un ictus o accidente cerebrovascular (isquémico o hemorrágico) una parte del cerebro o de la médula queda desprovista de oxígeno y glucosa, resultando en un daño permanente que se puede traducir en una pérdida de una serie de funciones según el área afecta y la extensión del daño. Si la parte lesionada del sistema nervioso es la encargada de desencadenar o controlar el movimiento de una parte del cuerpo, en particular las extremidades del otro lado, el déficit motor llevará al sujeto a una incapacidad parcial o total de ambular. En el caso de los ictus que afectan a áreas motoras izquierdas el sujeto tendrá una hem ¡paresia derecha y si afecta a áreas motoras derechas una hem ¡paresia izquierda. En las primeras horas y días tras el ictus el objetivo es preservar la vida e intentar reducir al máximo la zona del cerebro dañada, controlando oxigenación, glucemia, tensión arterial, volemia, hipertensión intracraneal, perfusión cerebral, etc. Una vez estabilizado el paciente se lleva a cabo una evaluación detallada para valorar los déficits no sólo motores sino sensitivos, cognitivos, etc. Una vez valorados, se lleva a cabo una terapia multidisciplinar con movimientos activos del paciente y, en caso de que no pueda, pasivos, para evitar la atrofia y facilitar los fenómenos de plasticidad cerebral en las zonas indemnes.

Los programas de rehabilitación actuales consisten fundamentalmente en la aplicación de determinadas técnicas de terapia física, terapia ocupacional y de logopedia, según el tipo y grado de discapacidad, que se pueden utilizar aisladamente o en combinación (técnicas convencionales, técnicas de facilitación neuromuscular, técnicas de biofeedback, etc.). Hasta hoy, No hay ninguna evidencia científica de que unas técnicas fisioterápicas sean mejores que otras.

Existen evidencias de que en esos primeros momentos tras el ictus en los que el cerebro está aún en fase de recuperación se inicie la rehabilitación

2

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) de la parte afectada; de ahí que se proponga la presente invención. La rehabilitación es fundamental para que las personas puedan volver a caminar y hacer una vida normal.

En la actualidad la rehabilitación que se suele hacer es fundamentalmente pasiva y externa, en la que el fisioterapeuta moviliza las articulaciones y los músculos de la parte afectada por el ictus sin la participación activa del sujeto en dichos movimientos. Esta rehabilitación que se efectúa en la mayoría de hospitales y clínicas trata de minimizar los déficits o discapacidades experimentadas por el paciente que ha sufrido un ictus, así como facilitar su reintegración social.

Ahora bien, la rehabilitación debería ser un proceso activo que requiera la colaboración y capacidad de aprendizaje del paciente y de su familia.

Sin embargo, existen algunos centros especializados en los que se lleva a cabo una neurorrehabilitación de estos pacientes que han sufrido un déficit funcional tras un ictus. Se trata de un tratamiento multidisciplinar y coordinado cuyo objetivo es una recuperación neurológica y funcional del paciente. Para ello se trabajan las funciones motoras y cognitivas estableciendo unos objetivos a alcanzar.

Los protocolos terapéuticos atienden a varios aspectos: la parte del cuerpo a entrenar (las extremidades superiores e inferiores), las herramientas o máquinas a usar para dicho entrenamiento (cintas, pesas, etc.), la actividad a realizar (caminar, mover la extremidad superior) y el momento de inicio de la terapia (durante la fase aguda tras el ictus).

Una revisión de la plasticidad neuronal dependiente de la experiencia (Keim and Jones, 2008) explica por qué el entrenamiento es crucial para la recuperación. Según su trabajo, la exposición a actividades de

3

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) entrenamiento específico conduce a una mejoría del déficit al activar los mecanismos de plasticidad neuronal.

Dos metaanálisis investigaron principios específicos de la rehabilitación. Uno de ellos analizó el principio de intensidad y encontró que a mayor tiempo de terapia se obtenía una mejor recuperación funcional (Kwakkel, 2009). El otro estudio determinó que la repetición potencia la función de miembros superiores e inferiores (Thomas et al, 2017).

En un metaanálisis reciente (Maier et al, 2019) se recopila una lista de principios para la neurorrehabilitación basada en la literatura sobre aprendizaje y recuperación motora: práctica masiva, práctica específica de tarea, práctica variable, estimulación multisensorial, dificultad creciente, feedback/conocimiento explícito de los resultados, feedback/conocimiento implícito del trabajo realizado, representación del movimiento y promoción del uso de la extremidad afecta. De esta forma, defiende, que un tratamiento en el que une la práctica intensiva, con estimulación multisensorial y dificultad creciente puede ser beneficioso para la recuperación.

La recuperación funcional es mayor en el primer mes, se mantiene hasta el tercer mes, es menor entre el tercer y 6 ^o mes y experimenta cambios progresivamente menores entre el 6 ^o y 12° mes. Por regla general, se establece que a partir del 6 ^o mes se produce la estabilización del cuadro. El lenguaje y el equilibrio pueden seguir mejorando hasta incluso transcurridos 2 años.

Como consecuencia de estos periodos de rehabilitación se propone este aparato de rehabilitación activa de la parte afectada por el ictus aprovechando y haciendo uso de la parte del cuerpo no afectada, promocionando así la neuroplasticidad.

4

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En el estado de la técnica existen propuestas basadas en dispositivos electromecánicos dirigidas a este tipo de pacientes. Se trata de exoesqueletos corporales que se han desarrollado tanto con propósitos médicos como militares y civiles.

Actualmente, múltiples empresas y centros de investigación superior siguen estudiando, trabajando y tratando de desarrollar distintas maneras de intentar recuperar la movilidad del cuerpo a través de exoesqueletos, pero han encontrado vahos obstáculos.

No se destaca ningún aparato de rehabilitación activa en la que se haga aprovechando la parte no afectada y capacidad de la propia persona afectada, es siempre el profesional externo u otro dispositivo quien actúa de manera externa en los músculos y articulaciones del paciente.

Hasta ahora el procedimiento comprende las siguientes etapas de tratamiento rehabilitador:

- Primera fase llamada, fase aguda:

- Cuidados posturales.

- Movilizaciones pasivas de los miembros afectos e instrucción de movilización autopasiva (realizada por el propio paciente con ayuda del lado sano).

- Fisioterapia respiratoria, drenajes posturales, clapping, etc.

- Estimulación propioceptiva y sensorial del hemicuerpo afecto.

- Iniciar la sedestación lo más precozmente posible (48- 72 horas después del ACVA) con miembro superior en cabestrillo mientras esté flácido.

5

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) - Fase subaguda y crónica:

- Primero intentar conseguir el equilibrio sentado y Adaptación progresiva a la verticalidad.

- Ejercicios activos de aquellos grupos musculares con movimientos voluntarios.

- Empleo de técnicas de estimulación neuromuscular propioceptiva. Inhibición de la espasticidad mediante técnicas de relajación movilizaciones articulares, calor -frío, etc.

- Reeducación de la marcha: en paralelas con asistencia de fisioterapeuta, con bastón por terrenos irregulares e independientemente según sean las capacidades de cada paciente.

- Terapia ocupacional, para mejorar la coordinación y destreza manual, procurar la independencia en actividades de la vida diaria básicas (vestido, aseo, comida), información sobre adaptaciones domiciliarias, etc.

El objetivo de la presente invención es, pues, el desarrollo de un aparato de rehabilitación que, como se ha señalado anteriormente, a diferencia de lo actualmente conocido, proporcionar una rehabilitación activa de la parte afectada por el ictus aprovechando y haciendo uso de la parte del cuerpo no afectada.

Por otra parte, y como referencia al estado actual de la técnica, cabe mencionar que se conoce la existencia de, entre los muchos aparatos de rehabilitación conocidos, los siguientes documentos, como más cercanos al objeto de la invención:

- La patente CN206612924U referida a un “Nuevo auto de entrenamiento de rehabilitación médica”, que básicamente consiste en un vehículo formado por una estructura de sujeción con ruedas tipo “taca, taca” con el

6

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) que el paciente se puede ir desplazando.

- La patente CN104606030A, referida a un “Sistema y método de rehabilitación para caminar en línea de miembros inferiores fusionados con conciencia de movimiento autocinético”. Se trata, básicamente, de un exoesqueleto tipo hocoma pero con casco neuronal El sistema comprende esencialmente una interfaz cerebro-computadora, un generador de función de fuerza y un esqueleto externo de la de la extremidad inferior. La interfaz cerebro-computadora decodifica la intensidad del movimiento autocinético y envía una instrucción al generador de funciones de fuerza en tiempo real.

- La patente CN106176138A, referida a una Cama de entrenamiento de rehabilitación de miembros inferiores

- La patente US10099085B2, referida a Una máquina de ejercicios de múltiples extremidades y un método de rehabilitación de miembros mediante bielas de recompensa que incluye una pluralidad de componentes de entrada movibles por el usuario, un dispositivo de medición de entrada asociado con cada uno de los componentes de entrada, un dispositivo de retroalimentación para proporcionar al usuario información de salida que indica la diferencia entre un nivel de rendimiento actual y un objetivo de rendimiento, y un procesador que recibe información de entrada sobre el esfuerzo del usuario aplicado a cada uno de los componentes de entrada y comunica la información de salida al dispositivo de retroalimentación. Los componentes de entrada están configurados para ser movidos por un miembro de un usuario y para resistir ser movidos.

- La patente CA2571240A1 , referida a un “Dispositivo de ejercicio para caminar y equilibrar”, consistente, básicamente, una estructura (vehículo) pélvica que se mueve conforme anda el paciente

7

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) - La patente AU2014244363A1 referida a un “sistema ortopédico motorizado” que, básicamente, consiste en un exoesqueleto que incluye muletas. - La patente DE102014004997A1 , referida a un aparato tipo hocoma® en que el usuario va colgado e incluye una cinta de correr motorizada.

- La patente CN106691782A referida a un arnés de sujeción del individuo a la cadera

- La patente WO2017081647A1 , referida a un dispositivo que agarra las piernas del usuario y las mueve sobre cinta.

- La patente KR100976180B1 referida a un exoesqueleto, con arnés y cinta de correr.

- La patente DE19805164C1 , referida a un aparato con dos pedales para los pies y que va moviendo las piernas del usuario colgado de un arnés - La patente US2015018177A1 , referida a un sistema para pasar de sentado a bipedestación.

- La patente EP3104819A1 , referida a un exoesqueleto de parte inferior con una estructura con que el usuario se puede sentar y levantar.

Sin embargo, no parece que ninguna de las patentes mencionadas, tomadas por separado o en combinación, describe un aparato de rehabilitación que presente unas características técnicas y estructurales ¡guales o semejantes a las que presenta el que aquí se reivindica.

8

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El aparato de rehabilitación que la invención propone se configura como la solución idónea al objetivo anteriormente señalado, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que la distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.

Concretamente, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un aparato para la rehabilitación de personas con incapacidad para mover las extremidades y/o caminar adecuadamente como consecuencia de un daño del sistema nervioso central, de forma que les posibilite una ambulación más funcional y eficiente, en particular para rehabilitar la columna vertebral y los miembros superiores e inferiores, aumentando la flexibilidad y fortaleciendo la musculatura extensora de tronco y de miembros inferiores, con la finalidad de proporcionar a las personas las capacidades necesarias para incorporarse desde el decúbito y la sedestación, mantenerse erguido y desplazarse de manera independiente, el cual presenta la particularidad de estar basado en una rehabilitación activa de la parte afectada aprovechando y haciendo uso de la parte del cuerpo no afectada.

Para ello, y de manera más específica, el aparato de la invención se configura esencialmente a partir de un vehículo motorizado y un exoesqueleto de miembros inferiores y superiores que cuenta con medios motorizados para mover una parte afectada de alguna de las extremidades del paciente mediante el movimiento de una parte no afectada de alguna otra extremidad.

Para ello, y más específicamente, el vehículo motorizado, a su vez,

9

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) comprende los siguientes elementos:

- Un sistema de elevación y anclaje al exoesqueleto, para proporcionar estabilidad y poder pasar de una posición de sedestación a bipedestación de una manera segura.

- Una serie de baterías y elementos eléctricos que están conectados al exoesqueleto para su funcionamiento.

- Una cinta no motorizada extensible y acoplable debajo del vehículo.

- Y, preferentemente, una pantalla para la visualización de los movimientos en tiempo real.

Por su parte, el exoesqueleto de miembros inferiores y superiores, a su vez, comprende:

- Elementos motorizados que permiten el movimiento de las articulaciones.

- Elementos de control que ordenan el movimiento de los motores.

- Elementos de sujeción del paciente al exoesqueleto.

En concreto, dichos elementos están dispuestos de modo que la parte del exoesqueleto situado en la parte afectada del cuerpo posee motores que permiten el movimiento de las articulaciones, y la parte contraria del exoesqueleto (la que queda situada en el lado no afectado) cuenta con una serie de elementos de medición, en concreto encoders, que recogen información del movimiento voluntario del sujeto y la trasladan a los motores que generan el movimiento.

El movimiento siempre está controlado a través de un programa de software, donde se establecen los parámetros de funcionamiento, permitiendo así limitar grados de libertad, velocidad de movimiento y resistencia.

10

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Es importante destacar que, en todo momento, es el propio paciente quien inicia y genera el movimiento de forma voluntaria e intencionada, lo cual tiene una incidencia directa en los principios básicos de la neuroplasticidad.

Con todo ello, las prestaciones y ventajas que proporciona el aparato son:

La sujeción del exoesqueleto que lleva el usuario al vehículo permite estabilizar al usuario e impedir caídas. El sistema de elevación del vehículo permite que el sujeto pase de una posición de sedestación a una posición bípeda.

Cuenta con una cinta no mecanizada en la cual es el usuario quien mueve la cinta de forma autónoma y voluntaria. Esta cinta se guarda en la parte baja del vehículo si no se está usando.

Preferentemente, cuenta con una pantalla que queda situada frente al usuario donde se puede ver a si mismo realizando sus propios movimientos a través de una cámara instalada también frente a él al efecto.

Pero sobre todo destaca la forma de control y movimiento, ya que a diferencia de la mayoría de aparatos y sistemas existentes, es la parte sana del propio usuario la que controla la parte afectada, tanto superior como inferior, a través de los encoders instalados estratégicamente en el exoesqueleto y que reciben el movimiento del lado sano, existiendo asimismo unos motores que, ubicados en posiciones similares a la de los encoders del lado sano opuesto, reciben la información de dichos encoders y realizan el mismo movimiento en el lado afectado.

Además, es importante señalar que el aparato se puede disponer para que se pueda usar indistintamente lado derecho o izquierdo como lado sano y viceversa.

11

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En la realización preferida, cada sección y articulación mueve la articulación correspondiente del lado contrario, por lo que, en una realización preferida del aparato, el exoesqueleto cuenta con encoders y motores necesarios para que:

- el hombro sano de un lado, por ejemplo el derecho, controle el hombro afecto del otro lado, en este caso el izquierdo,

- el codo sano controle el codo afecto,

- la mano sana controle la mano afecta,

- la cadera sana controle la cadera afecta,

- la rodilla sana controle la rodilla afecta, y

- el tobillo sano controle el tobillo afecto.

Opcionalmente, el aparato está previsto para que se pueda cruzar la información, de tal como que, si es preciso, una sola extremidad pueda controlar las demás o que un brazo controle una pierna y viceversa.

Finalmente, cabe señalar que, opcionalmente, el aparato también se puede utilizar sin el exoesqueleto, de manera que el usuario pueda moverse con el vehículo motorizado portando una sujeción arriba, por ejemplo con arnés y eslingas, dando la posibilidad al individuo de caminar sobre la cinta o sobre el suelo, sin ayudas pero con total seguridad en la marcha. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un plano en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

12

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) La figura número 1 Muestra una vista esquemática en alzado frontal del exoesqueleto que comprende el aparato de rehabilitación de la invención, representado sobre un maniquí a modo de cuerpo de usuario.

La figura número 2.- Muestra una vista esquemática en alzado lateral del usuario con el exoesqueleto, una vez sujeto al vehículo, apreciándose el conjunto del aparato y de las principales partes que comprende con el usuario en posición bípeda y sobre la cinta rodante no motorizada.

La figura número 3.- Muestra una vista lateral del aparato con el usuario en posición de sedestación, en este caso sin la cinta rodante.

La figura número 4.- Muestra una vista frontal del aparato con el usuario en posición bípeda.

La figura número 5.- Muestra una vista en perspectiva del aparato, en este caso incluyendo la pantalla con cámara en que se puede ver el usuario a sí mismo en tiempo real.

Las figuras número 6 y 7.- Muestran respectivas vistas, en alzado frontal y lateral respectivamente, del vehículo con el usuario sujeto al mismo a través de un arnés y eslingas, sin usar el exoesqueleto.

Y las figuras 8, 9 y 10.- Muestran respectivas vistas, en alzado frontal, lateral izquierdo y lateral derecho del exoesqueleto, con indicación de la pluralidad de encoders y motores que puede llegar a incorporar en diferentes partes de las extremidades tanto superior como inferior.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración

13

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización no limitativa del aparato de rehabilitación de la invención, el cual comprende lo que se describe en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el aparato (1 ) de la invención comprende, esencialmente, a partir de un vehículo motorizado (2) y un exoesqueleto (3) que, a su vez, comprende, al menos, un motor (4) eléctrico acoplado a una parte del exoesqueleto (3), situada en correspondencia con una parte afectada de alguna extremidad del paciente/usuario, y, al menos, un encoder (5), o dispositivo análogo de medición de movimiento, acoplado a otra parte del exoesqueleto en coincidencia con una parte no afectada de otra extremidad del paciente, estando ambos elementos, es decir dicho motor (4) y dicho encoder (5), diseñados para poder ser conectados a un control electrónico con un software específico tal que, el movimiento que efectúa el usuario con su parte no afectada, detectado y medido en el encoder (5), se reproduce en la parte afectada a través del motor (4) de la misma.

Además, preferentemente, el vehículo motorizado (2), a su vez, comprende un sistema de anclaje (6) al exoesqueleto (3), para unir solidariamente ambos elementos y proporcionar estabilidad, y un sistema de elevación (7), por ejemplo a través de cadena que desplaza el punto de anclaje (6) en un movimiento vertical, para permitir al usuario poder pasar de una posición de bipedestación (figura 2) a una posición de sedestación (figura 3) a de una manera segura.

Preferentemente, el vehículo motorizado cuenta con baterías y elementos eléctricos que están conectados al exoesqueleto (3), por ejemplo a través del propio punto de anclaje (6), para procurar su alimentación y su funcionamiento.

14

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Preferentemente, el vehículo motorizado (2) cuenta con una cinta rodante (8) no motorizada, la cual, también de modo preferente, es de tipo extensible y acoplable debajo del vehículo.

Preferentemente, el vehículo motorizado (2) cuenta, además, con una pantalla (9) y una cámara que, por ejemplo a través de un soporte (10) superior, queda dispuesta frente al usuario, una vez colocado sobre el vehículo (2), para la visualización de los movimientos en tiempo real.

Por su parte, el exoesqueleto (3), que preferentemente es una estructura que abarca tanto los miembros inferiores como los superiores del usuario, además de uno o más motores (4) vinculados a uno o más encoders (5), comprende vahos medios de sujeción (11 ) del paciente al exoesqueleto, por ejemplo mediante cintas en hombros, cintura, muñecas y tobillos, para sujetar cada una de sus extremidades al mismo, tal como se observa en la figura 1 .

Atendiendo a las figuras 8, 9 y 10, se observa cómo, en una forma de realización preferida, el exoesqueleto (3) comprende una pluralidad de encoders (51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57) que controlan respectivos motores (41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47), estando unos y otros dispuestos del siguiente modo:

- un encoder de hombro (51 ) en una extremidad superior que controla un motor de hombro (41 ) de la otra extremidad superior,

- un encoder de codo (52) en una extremidad superior que controla un motor de codo (42) de la otra extremidad superior,

- un encoder de muñeca (53) en una extremidad superior que controla un motor de muñeca (43) de la otra extremidad superior,

- un encoder de mano (54) en una extremidad superior que controla un motor de mano (44) de la otra extremidad superior,

- un encoder de cadera (55) en una extremidad inferior que controla un

15

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) motor de cadera (45) de la otra extremidad inferior,

- un encoder de rodilla (56) en una extremidad inferior que controla un motor de rodilla (46) de la otra extremidad inferior, y

- un encoder de tobillo (57) en una extremidad inferior que controla un motor de tobillo (45) de la otra extremidad inferior.

Lógicamente la descripción anterior es solo un posible ejemplo de realización, pudiendo darse otros en que se combinan dos o más de los elementos mencionados, así como que se pueda cruzar la información, de tal modo que, si es preciso, un encoder (5) o dos situados en una sola extremidad del exoesqueleto puede controlar uno o más motores (4) situados en las demás, independientemente de si son extremidades superiores o inferiores. Finalmente, atendiendo a las figuras 6 y 7 se observa cómo, el aparato permite la utilización del vehículo motorizado (2) sin el exoesqueleto, para lo cual comprende una sujeción de arnés (12) y eslinga (13).

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.

16

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)