ITRM20120539A1 - Ortesi motorizzata di caviglia e ginocchio. - Google Patents

Description

ORTESI MOTORIZZATA DI CAVIGLIA E GINOCCHIO

DESCRIZIONE

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un’ortesi di caviglia e/o ginocchio, di tipo motorizzato. In particolare, tale ortesi à ̈ intesa per la riabilitazione del cammino agendo sui giunti articolari di caviglia e/o ginocchio in bambini affetti da patologie che influenzano la funzione locomotoria, la postura eretta e il passaggio da seduto alla stazione eretta e viceversa.

Background

Attualmente esistono in commercio ortesi di caviglia e ginocchio di tipo passivo, ossia ortesi prive di una motorizzazione che permetta l’interazione dinamica attiva tra paziente ed ortesi.

L’interazione dinamica attiva à ̈ resa necessaria dalle caratteristiche proprie del cammino umano.

Una descrizione tipica del cammino limitata alla caviglia inizia con l’appoggio del tallone a terra al quale segue una rotazione della caviglia che porta la pianta del piede al contatto con il terreno. A questa fase segue una progressione della tibia con chiusura anteriore passiva dell’angolo di caviglia e successivamente si osserva il sollevamento del tallone per effetto di tenuta del tricipite che in seguito alla variazione dell’angolo dell’asse della gamba rispetto al terreno determina una apertura dell’angolo di caviglia fino al distacco dell’alluce dal suolo. A questo punto à ̈ necessario sollevare la punta del piede con una flessione di caviglia e ginocchio per rendere sicura da inciampi l’oscillazione dell’arto nella prima fase di volo del piede e una seconda attivazione dei flessori dorsali di caviglia si rende necessaria per garantire il successivo contatto di tallone con il terreno.

In questo complesso ciclo locomotorio il ginocchio compie una transizione da una relativa estensione ad una lieve flessione seguita da una seconda lieve estensione allo scopo di contribuire all’assorbimento e all’accettazione del carico sull’arto in appoggio controllato da una attiva co-contrazione tra muscoli agonisti e antagonisti (aumento della stiffness articolare). Successivamente si osserva la sua estensione per lo più dovuta alla configurazione cinematica ed alla configurazione del campo di forze esterno (gravità, inerzia e configurazione del vettore di reazione del terreno) in fase di appoggio pieno. In fase di preoscillazione dell’arto e nella prima fase di oscillazione dell’arto il ginocchio si piega per lo più per effetto delle forze prima menzionate che agiscono da flessori su di esso in virtù del cambiamento della configurazione cinematica degli arti inferiori rispetto alla direzione della forza di reazione con il terreno. La flessione del ginocchio à ̈ favorita dal pendolamento nel campo gravitazionale della gamba e lievemente accelerata da un piccolo impulso degli estensori nella prima fase di oscillazione alla quale segue nella fase finale di estensione un’attività di co-contrazione dei gruppi agonisti antagonisti che anticipa la ricezione del carico nel successivo appoggio a terra.

Ne consegue che nessun dispositivo passivo può consentire un controllo su differenti fasi di transizione che si ripetono in un ciclo di cammino della durata di poco più di un secondo.

Inoltre le patologie che influenzano il cammino possono coinvolgere differenti difetti che possono determinare sia un’assenza o riduzione di supporto del peso sia un eccesso di attività di supporto o da attività dinamiche non idonee e/o incontrollabili. In tutto ciò possiamo osservare presenza di dolore con o senza degenerazione delle strutture corporee (scheletriche e tessuti molli).

Un’ortesi funzionale deve poter svolgere funzione di supporto del peso, limitazione del movimento articolare, incremento dell’escursione, accelerazione e decelerazione delle rotazioni in relazione al problema del singolo paziente ed alla fase in cui si trova l’articolazione rispetto al ciclo di passo. In questa accezione la distinzione tra difetti ed esiti à ̈ fondamentale per †̃scegliere’ il comportamento attivo dell’ortesi.

Ne consegue che un ortesi così †̃intelligente’ non à ̈ attualmente realizzabile, ma à ̈ possibile avviare la realizzazione di una ortesi che fornisca un supporto fondamentale e che offra le più ampie garanzie di versatilità al fine di realizzare la migliore interazione dinamica attiva con la funzione da assistere e/o rieducare. La modificazione del controllo attivo può permettere l’adattamento dell’ortesi determinandone la funzione di allenatore temporaneo a fini rieducativi o di correttore permanente della funzione e quindi assistiva. È da considerare infatti che anche nel caso di un progetto di ortesi assistiva essa deve garantire la più ampia versatilità possibile in quanto soprattutto in età pediatrica si osserva un continuo rimodellamento nel tempo della funzione. Tale rimodellamento in età evolutiva à ̈ influenzato dall’uso e pertanto l’efficacia di un ortesi à ̈ legata alla capacità di prevenire con maggiore o minore efficienza la patologia da non uso. Ciò avviene in maniera direttamente proporzionale alle versatilità di interazione dinamica dell’ortesi con il paziente che l’utilizza.

Sono altresì noti dispositivi motorizzati generalmente detti “esoscheletri†che possono essere raggruppati in tre categorie principali, ossia:

(a) esoscheletri sviluppati per pazienti adulti con lesioni spinali (ad esempio il sistema “Re-Walk†della Argo Medical Technologies, Israele);

(b) esoscheletri sviluppati in ambito militare per il potenziamento del cammino dei soldati (ad esempio il sistema “HULC†della Lockheed Martin, USA);

(c) esoscheletri agenti sia sugli arti inferiori che superiori per il potenziamento delle funzionalità motorie di soggetti sani adulti (ad esempio il sistema HAL-5 della Cyberdyne, Giappone).

Nessuno degli esoscheletri succitati risponde ai requisiti summenzionati, necessari per la riabilitazione di bambini con limitazioni di uso dell’arto inferiore.

Il cammino e la stazione eretta sono inoltre caratterizzati da una distribuzione di stabilità in condizioni di non equilibrio. L’allenamento alla stabilità non à ̈ garantita da dispositivi descritti ai punti (a) (b) (c) in quanto non consentano di esercitare i relativi processi di auto organizzazione dinamica delle succitate funzioni.

In particolare, gli esoscheletri di cui al punto (a) sono per pazienti adulti con lesioni spinali che hanno perso la capacità motoria. In questo caso gli esoscheletri sono dispositivi che generano a fini sostitutivi la funzione del cammino e non hanno funzionalità utili alla sollecitazione di processi di apprendimento motorio. La generazione sostitutiva della funzione può indurre un processo di scorretto apprendimento e controllo della dinamica del movimento, ovvero un potenziale peggioramento funzionale.

Gli esoscheletri di cui ai punti (b) e (c) sono utilizzati per il cosiddetto “empowering†di soggetti sani adulti e come tali sono idonei unicamente ad amplificare la forza di un movimento generato autonomamente dal soggetto. Il loro uso in condizioni patologiche determina unicamente la †̃fissazione’ della strategia di movimento del soggetto, ovvero un potenziale aumento dell’inerzia del soggetto rispetto a nuovi apprendimenti.

Ulteriori dispositivi ortesici noti sono ingombranti e in genere non completamente indossabili. Ad esempio, tali dispositivi possono funzionare soltanto congiuntamente a sistemi esterni, in particolare ad un deambulatore o ad un dispositivo per il supporto della motorizzazione e/o delle sorgenti di energia utilizzate.

In termini generali, non sono note ortesi attive di caviglia e/o ginocchio autocontenute che risultino adatte all’uso riabilitativo di soggetti in età pediatrica.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di fornire un’ortesi per uso riabilitativo in età pediatrica che consenta di mettere in atto le interazioni meccaniche sopra menzionate utili alla rieducazione e/o assistenza della funzione locomotoria, della postura eretta e dei passaggi posturali tra le due funzioni.

Tale problema viene risolto da un’ortesi secondo la rivendicazione 1.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

L’ortesi dell’invenzione risulta completamente auto-contenuta e quindi completamente indossabile e si presta in modo ottimale ad una realizzazione di minimi ingombro e peso.

L’ortesi à ̈ specificamente concepita per uso nella riabilitazione motoria e funzionale che coinvolga l’uso delle articolazioni di caviglia e/o ginocchio in età pediatrica, nel settore sia ortopedico sia neurologico.

L’ortesi si presta altresì ad una realizzazione efficacemente modulare, come sarà meglio apprezzato dalla descrizione dettagliata riportata più avanti.

L’ortesi può altresì essere intesa sia come ausilio temporaneo (rieducazione della funzione) che permanente (assistenza alla funzione).

Quando utilizzata per rieducare la funzione l’ortesi genera forze che vengono trasmesse al paziente mediante interposizione di un elemento elastico, in funzione della fase del compito, in modo da garantire le condizioni di apprendimento motorio come definito dalle più recenti ipotesi scientifiche. In termini generali queste forze applicate in modo sinergico sono tali da facilitare il movimento o da amplificarne l’errore per indurre attività correttive.

Durante un utilizzo meramente assistivo, l’azione dell’ortesi sarà conseguentemente indirizzata principalmente al controllo dell’assorbimento dell’urto con il terreno, alla garanzia del supporto del peso, all’assistenza sulla necessaria energia di progressione e alla garanzia della sufficiente liberazione del piede dal suolo in oscillazione, oltre a prevenire le principali deviazioni del movimento, garantendo una maggiore sicurezza, velocità di esecuzione e efficacia dell’azione.

Preferibilmente, tali principali attività sono fase-dipendente e controllabili, in quanto tali, per mezzo della misura degli angoli delle articolazione dell’ortesi delle forze scambiate e attraverso l’accoppiamento del motore dell’ortesi all’arto inferiore del soggetto garantito da un interposto giunto elastico passivo.

Questa funzionalità può essere utilizzata sia nel correggere o assistere il cammino, ma anche nel mantenimento della stazione eretta e nell’assistenza dei passaggi di postura come quello da seduto a in piedi e viceversa, dove debolezze muscolari, dolore o errato controllo muscolare possano impedirne la corretta funzionalità.

Questi e altri vantaggi, caratteristiche e modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Descrizione breve delle figure

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

■ la Figura 1 mostra una vista laterale di una forma di realizzazione preferita dell’ortesi della presente invenzione, nell’esempio rappresentato un’ortesi che interessa sia ginocchio che caviglia che viene mostrata in configurazione indossata da un soggetto in età pediatrica;

■ la Figura 2 mostra una vista anteriore dell’ortesi di Figura 1;

â–  la Figura 3 mostra la struttura di sostegno della ortesi;

■ la Figura 4 mostra una sezione dell’unità articolare 1; e

■ la Figura 5 si riferisce alla porzione di caviglia dell’ortesi di Figura 1, mostrandone in dettaglio una vista posteriore.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite

Con riferimento inizialmente alle Figure 1, 2 e 3, una ortesi secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione à ̈ complessivamente denotata con 100. L’ortesi 100 à ̈ atta ad essere indossata in corrispondenza di uno o ciascuno degli arti inferiori di un soggetto in età pediatrica e comprende una prima unità articolare di ginocchio, complessivamente denotata con 1, ed una seconda unità articolare di caviglia, quest’ultima complessivamente denotata con 2. Tali due unità articolari 1 e 2 sono funzionalmente correlate ed anche, nel presente esempio, strutturalmente connesse l’una all’altra.

Varianti di realizzazione possono prevedere che l’ortesi dell’invenzione interessi soltanto una delle articolazioni di ginocchio o di caviglia.

L’ortesi 100 comprende una struttura di sostegno 3, che rappresenta appunto la struttura portante le unità articolari 1 e 2.

L’unità articolare di ginocchio 1 comprende un primo elemento articolare o gruppo motore 11, atto ad essere reso solidale, in uso, alla coscia del soggetto, ed un secondo elemento articolare 31, appartenente alla struttura di sostegno 3, atto ad essere reso solidale alla gamba del soggetto e connesso al primo elemento articolare 11 in modo da risultare angolarmente mobile rispetto ad esso. Gli elementi 11 e 31 sono connessi tra loro da un sistema di movimentazione 13, che nel presente esempio à ̈ costituito da cinghia 131 e pulegge 132, 133.

Similmente, l’unità articolare di caviglia 2 comprende un primo elemento articolare o gruppo motore 21, atto ad essere reso solidale, in uso, alla gamba del soggetto, ed un secondo elemento articolare 32, appartenente alla struttura di sostegno 3, atto ad essere reso solidale al piede del soggetto. Gli elementi 21 e 32 sono connessi tra loro da un sistema di movimentazione 23 costituito, sempre nel presente esempio, da cinghia 231 e pulegge 232, 233.

Fra ciascuna coppia 11-13 e 21-23 di elementi articolari à ̈ interposto un elemento elastico, rispettivamente 12 per l’unità di ginocchio 1 e 22 per l’unità di caviglia 2. Ciascun elemento elastico 12 e 22 à ̈ costituito da una molla di torsione, preferibilmente una molla elicoidale.

La struttura di sostegno 3 comprende inoltre due valve 33 e 34, connesse tramite cinghie regolabili alla coscia e alla gamba del soggetto. Le valve 33 e 34 sono realizzate ad hoc in funzione delle dimensioni circonferenziali dell’arto inferiore. I gruppi motori 11 e 21 sono connessi alle vale 33 e 34, tramite traverse 35 e 36. Nel presente esempio à ̈ prevista una seconda traversa connessa alla valva 34 per assicurare maggiormente l’ancoraggio.

Le traverse 35 e 36 sono bloccabili in una pluralità di posizioni reciproche mediante mezzi di connessioni a rispettivi montanti 37 e 38. Il montante 37 à ̈ costituito da un montante superiore 371, vincolato alla traversa 35, e da un montante inferiore 372, vincolato alla traversa 36, collegati tra loro da un giunto cardanico 373 il cui asse risulta coassiale con l’asse di ginocchio.

Similarmente, per il modulo di caviglia, il montante 38 à ̈ costituito da un montante superiore 381 e da un montante inferiore 382 collegati tra loro da un giunto cardanico 383 il cui asse risulta coassiale con l’asse di flesso-estensione della caviglia.

La presenza di una pluralità di sedi di viti tra i montanti e le traverse succitate serve per garantire una adattabilità del dispositivo all’antropometria dello specifico soggetto.

Varianti di realizzazione possono prevedere mezzi di trattenimento sulla gamba diversi da quelli qui descritti.

Inoltre, Ã ̈ previsto un mezzo di trattenimento a staffa 6, idoneo ad impegnare la parte inferiore di una calzatura indossata dal soggetto, per il trattenimento del secondo elemento articolare di caviglia 32 al piede del soggetto stesso. Anche in questo caso, possono essere previsti mezzi di trattenimento differenti.

Nel presente esempio, l’ortesi 100 à ̈ completamente auto-contenuta e prevede mezzi motori cosiddetti “on-board†associati a ciascuna unità articolare 1 e 2.

In particolare, con riferimento alla Figura 4, come già detto la prima unità articolare 1 comprende un gruppo motore di ginocchio 11, collegato tramite l’elemento elastico 12 al gruppo di movimentazione 13, solidale all’elemento 31. Similmente, la seconda unità articolare 2, comprende il già citato gruppo motore di caviglia 21, collegato tramite l’elemento elastico 22 al gruppo di movimentazione 23, solidale all’elemento 32.

La specifica disposizione dei componenti di ciascuna unità articolare 1 e 2 verrà ora illustrata in maggiore dettaglio. A titolo esemplificativo, si farà riferimento alla unità articolare di ginocchio 1. Una descrizione del tutto analoga vale per l’unità articolare di caviglia 2.

Con riferimento quindi alla Figura 4, à ̈ riportata in sezione l’unità articolare 1. Il gruppo motore 11 à ̈ composto da una motore 111 a cui può essere associato un ulteriore motore 112 in caso di necessità. Nel presente esempio, i motori 111 e 112 sono elettrici alimentabili a batteria e trasmettono la coppia motrice tramite ruote dentate 113 e 114 ad un albero 115 su cui à ̈ presente l’alloggiamento della prima estremità della molla a torsione 12. La seconda estremità della molla a torsione 12 à ̈ vincolata alla puleggia 132 appartenente al gruppo di movimentazione 13. La differenza angolare tra l’albero 115 e la puleggia 132 viene misurata da un encoder 14 alloggiato in una sede realizzata nella puleggia 132. Il collegamento tra encoder 14 ed albero 115 à ̈ assicurato da un tubo di gomma 116. L’assialità degli elementi 115, 132 e 14 à ̈ garantita dalla presenza di un telaio 15 che permette inoltre l’attacco dell’unità articolare 1 alla traversa 35.

Varianti di realizzazione possono prevedere mezzi sensori o trasduttori alternativi all’encoder sopra citato.

In uso, il motore 111 viene attivato in modo tale che l’albero 115 esegua una rotazione di un angolo predeterminato, rotazione che viene indotta anche sul primo braccio della molla 12. In tal modo, il motore 111 produce una condizione di caricamento elastico della molla 12. La molla 12 trasmetterà un movimento di rotazione alla puleggia 132 tramite un momento elastico. Tale azione elastica, tipicamente pari al prodotto della costante elastica della molla 12 con lo spostamento angolare indotto tra gli elementi 115 e 132, coadiuva così lo spostamento della gamba del soggetto rispetto alla coscia, ossia coadiuva un atto motorio del soggetto che indossa l’ortesi.

L’ortesi 100 può prevedere anche un modulo di cintura o zaino a spalla per il posizionamento di batterie o mezzi energetici equivalenti.

Inoltre, in corrispondenza delle unità articolari 1 e 2, sono previsti mezzi sensori 4 e 5 atti a rilevare grandezze cinematiche quali rotazione, velocità e accelerazione. Preferibilmente, tali mezzi 4 e 5 comprendono almeno un accelerometro e un giroscopio.

I mezzi 4 e 5 sono atti a rilevare i movimenti del soggetto che indossa l’ortesi 100.

La Figura 5 mostra in maggiore dettaglio l’unità articolare di caviglia 2, valendo per questa, come già detto, una descrizione analoga a quella sopra riportata per l’unità di ginocchio. Pertanto sono visibili ad esempio i due motori 211, 212, le due ruote dentate 213, 214, la molla di torsione 22 ed il gruppo di movimentazione 23.

L’ortesi 100 à ̈ vantaggiosamente inserita in un sistema per la riabilitazione di soggetti in età pediatrica che comprende anche una unità di controllo atta a comandare i gruppi motori 11 e 21 associati all’ortesi medesima in funzione delle rilevazioni dei mezzi sensori 4 e 5 sopra citati o di altri parametri, preferibilmente in modo adattivo alle specifiche esigenze di rieducazione e/o assistenza prima menzionate.

Sarà apprezzato che ciascuna unità articolare 1, 2, e in particolare l’associazione dei gruppi motori 11, 21 con i mezzi elastici 12, 22, simula una molla virtuale caratterizzata da una rigidezza variabile in funzione dello spostamento imposto dai gruppi motori 11, 21 agli alberi. Si permette così una fine regolazione dell’interazione attiva che l’ortesi può offrire al paziente durante il compimento del movimento.

L’ortesi dell’invenzione può quindi interferire in modo massimamente efficace con i tentativi di azione del soggetto che la indossa. L’entità dell’azione di supporto a tale tentativo motorio può essere calibrata – da un operatore o in modo automatico – in funzione delle specifiche esigenze terapeutiche, in particolare del tipo di correzione che si vuole ottenere e/o del processo di apprendimento che si vuole innescare, e/o dell’entità della grandezza rilevata dai mezzi sensori o trasduttori, in particolare nel presente esempio l’ampiezza dell’angolo misurato o la cinematica dei giunti articolari di ginocchio e caviglia.

In altri termini à ̈ possibile variare il livello di interazione dell’ortesi con il paziente regolando il grado di rigidezza della molla virtuale simulata. La regolazione della rigidezza della molla à ̈ necessaria per avviare processi di apprendimento motorio.

In questo modo à ̈ inoltre possibile adattare l’ortesi alle caratteristiche delle difficoltà del paziente ed all’evoluzione delle abilità motorie durante il trattamento. Quando si riscontra un limite di recupero del soggetto, l’ortesi può applicare coppie articolari capaci di assistere ed ottimizzare la funzione, aumentando l’autonomia del paziente.

I giunti motorizzati hanno l’ulteriore caratteristica di agire con una azione motrice non direttamente sul segmento corporeo da ruotare (tibia per il giunto di ginocchio e piede per il giunto di caviglia), bensì spostando il punto di equilibrio dell’elemento elastico montato tra il motore ed il segmento corporeo stesso. Ciò fornisce il vantaggio di disaccoppiare il motore dal soggetto, garantendo un elevato fattore di sicurezza nel caso di malfunzionamento dell’ortesi o di parte di essa. Inoltre, tale soluzione consente di applicare al giunto un controllo in forza virtuale andando ad agire con un controllo di posizione direttamente sullo spostamento del punto di equilibrio dell’elemento elastico stesso, permettendo l’utilizzo di una strumentazione a valle molto più semplice e già in parte inglobata all’interno del motore stesso.

Sarà inoltre apprezzato che l’ortesi risulta completamente modulare ed assemblabile in modo specifico a seconda delle esigenze e delle dimensioni antropometriche degli utilizzatori.

Sarà compreso che l’ortesi può essere facilmente utilizzata dal paziente sia durante la rieducazione funzionale che, in una fase più avanzata, durante le normali attività quotidiane. L’ortesi infatti à ̈ completamente indossabile dal paziente, in particolare priva di hardware o cavi esterni al dispositivo che limiterebbero il movimento del paziente rendendo impossibile l’utilizzo durante il cammino libero.

Come detto sopra, l’ortesi dell’invenzione consente di rieducare l’uso funzionale dell’arto inferiore agendo sui giunti di caviglia e ginocchio. L’ortesi dell’invenzione ha la caratteristica di poter agire contemporaneamente su entrambi i giunti oppure su di un giunto solo.

Sarà apprezzato meglio a questo punto che l’ortesi dell’invenzione, particolarmente nella forma di realizzazione sopra descritta, si presta ad un impiego riabilitativo sia in ambito neurologico che ortopedico.

In ambito neurologico, l’ortesi può essere usata in tutte le lesioni del sistema nervoso centrale che comportano alterazioni transitorie o permanenti dei meccanismi di controllo motorio. Inoltre, l’ortesi si presta all’utilizzo in patologie che comportano una compromissione temporanea o permanente di nervi periferici. Ciò à ̈ garantito dal fatto che l’ortesi può agire come un tutore †̃esperto’ in modalità dipendente dalla fase del cammino esercitando delle coppie di valore adeguato al soggetto ed alla funzione da integrare, creando campi di forza capaci di amplificare noti meccanismi di apprendimento motorio. Inoltre, l’ortesi consente una modificazione funzionale prolungata dell’uso dell’arto inferiore che à ̈ in grado di interferire con lo sviluppo morfologico soprattutto dei tessuti molli. In tal senso à ̈ possibile modificare le risorse periferiche disponibili utilizzate dal sistema nervoso centrale per realizzare le strategie di controllo motorio. Maggiori saranno tali risorse e maggiori sarà l’adattabilità delle strategie alla variabilità ambientale e quindi alla loro fruibilità nelle attività quotidiane.

In tale direzione l’ortesi trova applicazione anche in campo ortopedico, dove può essere applicata alla rieducazione dopo trauma o poli-trauma articolare e al trattamento di esiti di intervento chirurgico. Anche in questo campo l’ortesi potrà essere utilizzata in modalità rieducativa per ripristinare i corretti modelli di movimento o in modalità assistiva dove la sua interazione con il soggetto sarà adattata al progressivo recupero funzionale.

In termini più generali, l’ortesi si presta a essere utilizzata a fini riabilitativi o di assistenza funzionale in tutte quelle condizioni patologiche che determinano una riduzione di abilità motoria.

La presente invenzione à ̈ stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ortesi di caviglia e/o ginocchio (100), comprendente almeno una unità articolare (1; 2) motorizzata o motorizzabile ed atta ad essere indossata in corrispondenza dell’articolazione di caviglia o di ginocchio, la quale unità articolare (1; 2) a sua volta comprende: ■ un primo (11; 31) ed un secondo (21; 32) elemento articolare, angolarmente mobili l’uno rispetto all’altro e ciascuno atto ad essere reso solidale ad un segmento articolare che forma l’articolazione del soggetto, ed ■ un elemento elastico (12; 22) interposto fra detti primo (11; 31) e secondo (21; 32) elemento articolare, la disposizione complessiva essendo tale che, in uso, detto elemento elastico (12; 22) viene indotto in una condizione di caricamento elastico da un corrispondente motore (111; 211) dell’ortesi associato al primo elemento articolare (11; 31) in modo tale da esercitare una corrispondente azione elastica sul secondo elemento articolare (21; 32), la quale azione elastica coadiuva un atto motorio del soggetto.
2. 2. Ortesi (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente un sistema di movimentazione (13; 23) disposto fra detti primo (11; 31) e secondo (21; 32) elemento articolare, in cui detto elemento elastico (12; 22) Ã ̈ interposto fra detto primo elemento articolare (11; 31) e detto sistema di movimentazione (13; 23), il quale sistema di movimentazione (13; 23) Ã ̈ preferibilmente basato su un accoppiamento cinghia-pulegge.
3. 3. Ortesi (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto elemento elastico (12) presenta una primo braccio di estremità azionato o azionabile mediante il motore (111) dell’ortesi ed un secondo braccio di estremità che esercita, in uso, detta azione elastica su detto secondo elemento articolare (31).
4. 4. Ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento elastico (12) presenta una estremità vincolata ad un albero (115) azionato o azionabile mediante il motore (111) dell’ortesi ed una seconda estremità vincolata ad una puleggia (132) e che esercita, in uso, detta azione elastica su detto secondo elemento articolare (31).
5. 5. Ortesi (100) secondouna qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento elastico à ̈ una molla di torsione (13), preferibilmente una molla elicoidale.
6. 6. Ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un motore (111) on-board associato a detto primo elemento articolare (11).
7. 7. Ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una unità articolare di ginocchio (1) ed una unità articolare di caviglia (2), preferibilmente reciprocamente connesse.
8. 8. Ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente sensori o trasduttori (14) atti a rilevare il movimento relativo di detti primo e secondo elemento articolare (11, 21), preferibilmente comprendenti almeno un encoder angolare.
9. 9. Ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente sensori (4; 5) atti a rilevare grandezze cinematiche quali rotazione, velocità e accelerazione, i quali sensori (4,e 5) preferibilmente comprendono almeno un accelerometro e un giroscopio.
10. 10. Ortesi (100) secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detti mezzi sensori o trasduttori (14; 4, 5) sono atti a rilevare un tentativo motorio del soggetto che indossa l’ortesi.
11. 11. Sistema per la riabilitazione del cammino, della stazione eretta e dei passaggi posturali, da in piedi a seduto e viceversa in soggetti in età pediatrica, comprendente una ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ed una unità di controllo atta a comandare il o i motori (111, 112; 211, 212) associati all’ortesi, preferibilmente in funzione delle rilevazioni di detti mezzi sensori o trasduttori (14; 4; 5).
12. 12. Sistema dinamico attivo, comprendente una ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, atta a realizzare una efficace assistenza della deambulazione, della stazione eretta e dei passaggi posturali, attraverso la modulazione del punto di equilibrio della coppia di forze elastiche, definita mediante la regolazione della rigidezza e dello smorzamento, che agisce su uno o più giunti articolari (ginocchio e/o caviglia).
13. 13. Sistema dinamico attivo, comprendente una ortesi (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, atta a realizzare un efficace apprendimento o ri-apprendimento della deambulazione, della stazione eretta e dei passaggi posturali, attraverso la modulazione del punto di equilibrio della coppia di forze elastiche, definita mediante la regolazione della rigidezza e dello smorzamento, che agisce su uno o più giunti articolari (ginocchio e/o caviglia).