BR202020005908U2 - ADAPTIVE LUMINOUS GUIDE FOR TRAINING AND GEARING ASSISTANCE - Google Patents
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Abstract
guia luminosa adaptável para treinamento e auxílio de marcha. pertencente ao setor de necessidades humanas, objetiva um guia luminoso adaptável para treinamento e auxílio de marcha, para a aplicação em portadores de comprometimento neurológico, deficiências físicas nos membros inferiores que necessitem do uso de próteses ou que utilizam de anteparos como bengalas. o modelo de utilidade é constituído por uma tampa superior (1.1) que se encaixa em uma tampa inferior (1.2) formando um conjunto único, sendo que da tampa superior (1.1) sai um fio que conecta um interruptor de pressão (4.1) que energiza os emissores de luz colimada (2.1 e 2.2), e possui dois recortes para passagem do parafuso de fixação (3) do modelo de utilidade e regulagem da distância do ângulo de projeção do projetor/emissor de feixe de luz colimada (2.2) do modelo de utilidade ao objeto auxiliar de mobilidade e uma tampa inferior (1.2) que atua como suporte dos diversos dispositivos internos e suporte para fixação do modelo de utilidade ao objeto de mobilidade. os dispositivos internos constituintes do modelo de utilidade são: dispositivo projetor/emissor de feixe de luz colimada 1 (2.1); dispositivo projetor /emissor de feixe de luz colimada 2 (2.2); sensor de inclinação (6.3); suporte para fonte de alimentação (6.1) e fonte de alimentação (6.2).Adaptable light guide for training and walking assistance. belonging to the human needs sector, aims to be an adaptable light guide for training and walking assistance, for use in people with neurological impairment, physical disabilities in the lower limbs who require the use of prostheses or who use shields such as canes. the utility model consists of an upper cover (1.1) that fits into a lower cover (1.2) forming a single assembly, and from the upper cover (1.1) comes a wire that connects a pressure switch (4.1) that energizes the collimated light emitters (2.1 and 2.2), and has two cutouts for passing the fixing screw (3) of the utility model and adjusting the distance of the projection angle of the projector/collimated light beam emitter (2.2) of the model of utility to the auxiliary mobility object and a lower cover (1.2) that acts as a support for the various internal devices and a support for fixing the utility model to the mobility object. the internal devices that make up the utility model are: collimated light beam projector/emitter device 1 (2.1); collimated light beam projector/emitting device 2 (2.2); tilt sensor (6.3); support for power supply (6.1) and power supply (6.2).
Description
[001] Este modelo de utilidade, pertencente ao setor de necessidades humanas, objetiva um guia luminoso adaptável para treinamento e auxílio de marcha, para a aplicação em portadores de comprometimento neurológico, deficiências físicas nos membros inferiores que necessitem do uso de próteses ou que utilizam de anteparos como bengalas.[001] This utility model, belonging to the human needs sector, aims at an adaptable luminous guide for training and walking aid, for application in patients with neurological impairment, physical disabilities in the lower limbs who require the use of prostheses or who use of bulkheads like walking sticks.
[002] A patente US5575294 “Method and device for managing freezing gait disorders” de 19/11/1996 apresenta equipamento capaz de projetar uma linha guia luminosa com largura de vários centímetros e comprimento de 5 a 100 cm, ou ainda um padrão discreto no solo como objetos, figuras geométricas ou animais, a partir de uma fonte LED e anteparos de condicionamento do feixe luminoso, cuja finalidade é auxiliar pacientes portadores do Mal de Parkinson que apresentem desordem de marcha congelante ou acinesia, encorajando o movimento através de estímulo visual.[002] Patent US5575294 "Method and device for managing freezing gait disorders" of 11/19/1996 presents equipment capable of projecting a luminous guideline with a width of several centimeters and a length of 5 to 100 cm, or even a discrete pattern in the soil such as objects, geometric figures or animals, from an LED source and light beam conditioning screens, whose purpose is to help patients with Parkinson's disease who present freezing gait disorder or akinesia, encouraging movement through visual stimulation.
[003] O dispositivo emite uma luz intermitente de 2 a 10 segundos, que é acionada através de um botão e pode ser segurado com as mãos, acoplado à cintura, sapatos, bengalas, andadores, muletas ou qualquer outro suporte por meio de presilhas e/ou borrachas. Consta desse dispositivo controles de foco, alteração da imagem projetada ou modo de projeção (estático, piscante ou de rastreio) e sua projeção é centralizada em qualquer uma das aplicações a partir da fixação do dispositivo à direita ou esquerda do suporte. Quando adaptado ao acoplamento em sapatos, o dispositivo também pode ser rotado para que se adapte ao eixo transversal do pé do paciente. Sua potência é baixa e a área abrangida é de poucas polegadas quadradas.[003] The device emits an intermittent light for 2 to 10 seconds, which is activated through a button and can be held with the hands, attached to the waist, shoes, canes, walkers, crutches or any other support through straps and /or erasers. This device consists of controls for focus, changing the projected image or projection mode (static, blinking or tracking) and its projection is centered in any of the applications by fixing the device to the right or left of the support. When adapted for coupling in shoes, the device can also be rotated to fit the transverse axis of the patient's foot. Its power is low and the area covered is a few square inches.
[004] A luz emitida proporciona uma referência fixa, precisa e focalizada, tendo sido desenvolvido especificamente para interromper a acinesia característica do mal de Parkinson, mas não auxiliando no controle da distância entre os passos nem na manutenção do movimento através de um estímulo sequencial, tampouco respeitando as individualidades de cada caso e que correspondem a tempos de resposta variados. É importante ressaltar também a possibilidade de o indivíduo com comprometimento neurológico facilmente apresentar algum tipo de epilepsia responsiva à luz intermitente e que poderia ter uma crise deflagrada durante o uso do dispositivo.[004] The emitted light provides a fixed, precise and focused reference, having been developed specifically to interrupt the characteristic akinesia of Parkinson's disease, but not helping to control the distance between steps or maintain movement through a sequential stimulus, neither respecting the individualities of each case and that correspond to different response times. It is also important to emphasize the possibility that the individual with neurological impairment can easily present some type of epilepsy that is responsive to intermittent light and that could have a crisis triggered while using the device.
[005] Também existe no mercado um dispositivo de realidade virtual que, utilizado como óculos, projeta um caminho quadriculado em 3D. Este dispositivo possui um sensor de movimento que detecta o início da marcha do paciente e faz com que o caminho quadriculado se movimente como uma esteira e emita sons que ajudam a ritmar as passadas. Ao coordenar os passos com o quadriculado virtual, o paciente consegue mais equilíbrio, como mostrado na Figura 8.[005] There is also on the market a virtual reality device that, used as glasses, projects a gridded path in 3D. This device has a motion sensor that detects the beginning of the patient's gait and causes the checkered path to move like a treadmill and make sounds that help rhythm the steps. By coordinating the steps with the virtual grid, the patient achieves more balance, as shown in Figure 8.
[006] Qualquer pessoa que goze de boa saúde e sem comprometimentos neurológicos é capaz de realizar os movimentos de marcha em virtude da eficiência de suas estruturas ósteo-mio-articulares, entretanto, doenças degenerativas, neurológicas, próteses ortopédicas, alterações fisiológicas nas estruturas ósteo-mio-articulares e mesmo idade avançada podem vir a necessitar de anteparos que auxiliem a marcha como bengalas, muletas e andadores.[006] Anyone who enjoys good health and without neurological impairments is able to perform the gait movements due to the efficiency of their osteomyoarticular structures, however, degenerative, neurological diseases, orthopedic prostheses, physiological changes in bone structures -myo-articular and even advanced age may require shields that help walking, such as canes, crutches and walkers.
[007] Kakenko et al (KAKENKO, M; et al. A kinematic analysis of walking and physical fitness testing in elderly women. Can. J. Sp. Sci., 16(3): 223-228, 1991) e Murray et al (MURRAY, MP; et al. Walking patternsin healthy old men. J. Gerontology, 24: 169-178, 1969) verificaram que em idosos saudáveis, com idades compreendidas entre 50 e 87 anos, o tempo de duplo apoio durante a marcha, como mostrado na Figura 2, quando os dois pés tocam o solo foi maior do que em uma amostra de indivíduos adultos, tanto em cadência natural quanto em cadência acelerada, o que pode implicar em um ajuste postural e comportamental para obter uma maior segurança e equilíbrio durante a marcha, já que o sistema nervoso precisa ser flexível o suficiente para acomodar as adaptações no padrão locomotor, produzindo um conjunto de padrões de atividade muscular fásica com variabilidade intrínseca, causado tanto em virtude da perda de tônus muscular quanto à redução do impulso neural à musculatura esquelética durante o curso de um movimento.[007] Kakenko et al (KAKENKO, M; et al. A kinematic analysis of walking and physical fitness testing in elderly women. Can. J. Sp. Sci., 16(3): 223-228, 1991) and Murray et al. al (MURRAY, MP; et al. Walking patterns in healthy old men. J. Gerontology, 24: 169-178, 1969) found that in healthy elderly, aged between 50 and 87 years, the double support time during gait , as shown in Figure 2, when both feet touch the ground was greater than in a sample of adult individuals, both in natural cadence and in accelerated cadence, which may imply a postural and behavioral adjustment to obtain greater safety and balance during gait, as the nervous system needs to be flexible enough to accommodate adaptations in the locomotor pattern, producing a set of phasic muscle activity patterns with intrinsic variability, caused both by loss of muscle tone and reduced impulse neural to skeletal musculature during the course of a movement.
[008] Em face às diversas exigências da vida cotidiana como escadas, aclives, declives, irregularidades ou substrato do terreno, constantes adaptações são exigidas no movimento e na dinâmica muscular, que precisam ser reelaborados pelo sistema de controle motor para cumprir a função locomotora nas diferentes demandas, independentemente de experiência prévia com a situação. Situação semelhante ou agravada acontece com portadores de disfunções neurológicas como no mal de Parkinson, esclerose múltipla, paralisia cerebral, sequelas de AVEs (acidentes vasculares encefálicos), danos causados por acidentes ou eventos cirúrgicos entre outros.[008] In view of the various demands of everyday life such as stairs, slopes, slopes, irregularities or terrain substrate, constant adaptations are required in muscle movement and dynamics, which need to be re-elaborated by the motor control system to fulfill the locomotor function in different demands, regardless of previous experience with the situation. A similar or aggravated situation occurs with patients with neurological disorders such as Parkinson's disease, multiple sclerosis, cerebral palsy, stroke sequelae (cerebrovascular accidents), damage caused by accidents or surgical events, among others.
[009] Em relação ao dispositivo de realidade virtual, as próprias clínicas de fisioterapia não investem em sua aquisição, pois sabe-se que a projeção de sons condiciona o cérebro a responder ao treinamento realizado apenas em sua presença. Assim sendo, o treino dos portadores deste tipo de necessidade especial em locomoção, realizado por fisioterapeutas, é feito com a ajuda de obstáculos ou alvos físicos que muitas vezes oferecem riscos ou impossibilidade de utilização em virtude do ambiente ou condições do paciente, como mostrado nas Figuras 2 a 8.[009] In relation to the virtual reality device, the physical therapy clinics themselves do not invest in its acquisition, as it is known that the projection of sounds conditions the brain to respond to training performed only in its presence. Therefore, the training of people with this type of special need in locomotion, carried out by physiotherapists, is done with the help of obstacles or physical targets that often pose risks or impossibility of use due to the environment or conditions of the patient, as shown in Figures 2 to 8.
[0010] Figura 1 - Desenho ilustrativo das fases do ciclo de marcha.[0010] Figure 1 - Illustrative drawing of the phases of the gait cycle.
[0011] Figura 2 - Desenho ilustrativo de treino de marcha com alvos para paciente com prótese, sem anteparo de apoio.[0011] Figure 2 - Illustrative drawing of gait training with targets for patient with prosthesis, without support shield.
[0012] Figura 3 - Desenho ilustrativo de treino de marcha em clínica fisioterapêutica com anteparo de apoio (andador e barras paralelas).[0012] Figure 3 - Illustrative drawing of gait training in a physical therapy clinic with support shield (walker and parallel bars).
[0013] Figura 4 - Desenho ilustrativo de treino de marcha com alvo sem auxílio de anteparo de apoio.[0013] Figure 4 - Illustrative drawing of gait training with a target without the aid of a support shield.
[0014] Figura 5 - Desenho ilustrativo de treino de marcha com obstáculo sem auxílio de anteparo de apoio.[0014] Figure 5 - Illustrative drawing of gait training with an obstacle without the aid of a support shield.
[0015] Figura 6 - Desenho ilustrativo de treino de marcha em ambiente doméstico com auxílio de bengala.[0015] Figure 6 - Illustrative drawing of gait training in a domestic environment with the aid of a cane.
[0016] Figura 7 - Desenho ilustrativo de treino de marcha com anteparo de sustentação.[0016] Figure 7 - Illustrative drawing of gait training with support shield.
[0017] Figura 8 - Desenho ilustrativo de dispositivo de realidade virtual.[0017] Figure 8 - Illustrative drawing of virtual reality device.
[0018] Figura 9 - Desenho ilustrativo em visão frontal e lateral mostrando os feixes distal e proximal e a distância entre ambos gerada pelo invento.[0018] Figure 9 - Illustrative drawing in front and side view showing the distal and proximal bundles and the distance between them generated by the invention.
[0019] Figura 10 - Desenho ilustrativo em perspectiva mostrando os feixes distal e proximal e a distância entre ambos gerada pelo invento.[0019] Figure 10 - Illustrative perspective drawing showing the distal and proximal beams and the distance between them generated by the invention.
[0020] Figura 11 - Desenho ilustrativo em perspectiva mostrando visão geral do invento.[0020] Figure 11 - Illustrative perspective drawing showing an overview of the invention.
[0021] Figura 12 - Desenho ilustrativo em visão lateral mostrando o dispositivo acoplado ao anteparo de apoio.[0021] Figure 12 - Illustrative drawing in side view showing the device coupled to the support bulkhead.
[0022] Figura 13 - Desenho ilustrativo em visão frontal mostrando o suporte para fonte de alimentação.[0022] Figure 13 - Illustrative drawing in front view showing the support for power supply.
[0023] Figura 14 - Desenho ilustrativo do circuito elétrico do invento.[0023] Figure 14 - Illustrative drawing of the electrical circuit of the invention.
[0024] Este modelo de utilidade, pertencente ao setor de necessidades humanas, objetiva um guia luminoso adaptável para treinamento e auxílio de marcha, para a aplicação em portadores de comprometimento neurológico, deficiências ou alterações físicas nos membros inferiores e que necessitem do uso de próteses ou que utilizam de anteparos como bengalas.[0024] This utility model, belonging to the human needs sector, aims an adaptable luminous guide for training and walking aid, for application in patients with neurological impairment, disabilities or physical changes in the lower limbs and who require the use of prostheses or who use screens such as canes.
[0025] O modelo de utilidade é constituído por uma tampa superior (1.1) que se encaixa em uma tampa inferior (1.2) formando um conjunto único, sendo que da tampa superior (1.1) sai um fio embutido que conecta um interruptor de pressão (4.1), que opera como chave liga ou desliga dos emissores de feixe de luz colimada (2.1 e 2.2), do modelo de utilidade ao objeto auxiliar de mobilidade, tais como bengala, sapato, cinto, andador, etc., preferencialmente bengala ou andador, e a tampa inferior (1.2) atua como suporte dos diversos dispositivos internos e suporte para fixação do modelo de utilidade ao objeto de mobilidade.[0025] The utility model consists of a top cover (1.1) that fits into a bottom cover (1.2) forming a single set, and from the top cover (1.1) comes a built-in wire that connects a pressure switch ( 4.1), which operates as an on or off switch of the collimated light beam emitters (2.1 and 2.2), from the utility model to the mobility aid object, such as cane, shoe, belt, walker, etc., preferably cane or walker , and the lower cover (1.2) acts as a support for the various internal devices and support for fixing the utility model to the object of mobility.
[0026] Como é óbvio, os dispositivos internos podem também ser fixados na tampa superior (1.1), respeitadas as características antes descritas.[0026] As is obvious, the internal devices can also be fixed to the top cover (1.1), respecting the characteristics described above.
[0027] Os dispositivos internos constituintes do modelo de utilidade são: Dispositivo projetor/emissor de feixe de luz colimada 1 (2.1); Dispositivo projetor /emissor de feixe de luz colimada 2 (2.2); Sensor de inclinação; Suporte para Fonte de alimentação (6.1) e Fonte de Alimentação (6.2).[0027] The internal devices constituting the utility model are: Collimated light beam projector/emitter device 1 (2.1); Collimated light beam emitter/projector device 2 (2.2); Tilt sensor; Support for Power Supply (6.1) and Power Supply (6.2).
[0028] A Figura 14 mostra desenho ilustrativo do circuito elétrico do modelo de utilidade.[0028] Figure 14 shows an illustrative drawing of the electrical circuit of the utility model.
[0029] Ao acionar o interruptor de liga/ desliga (4) são energizados os dois projetores/emissores de feixe contínuo de luz colimada (2.1 e 2.2) de baixa potência, em posições proximal e distal (Figuras 9 e 10), permitindo a projeção paralela ou perpendicular ao usuário de um alvo com um padrão no solo, como objetos, figuras geométricas ou animais, preferencialmente linhas ou entre linhas, de fácil visualização e compreensão, que não só interrompem a acinesia causada pelo mal de Parkinson como também oferecem um estímulo visual para uma melhor compreensão da sequência de passos e que não causa distração ou possibilidade de crise epilética pelo o efeito estroboscópico do LED único proposto no estado da técnica, o que corresponde a uma das melhorias de funcionalidade.[0029] When activating the on/off switch (4), the two projectors/emitters of continuous beam of collimated light of low power (2.1 and 2.2) of low power are energized, in proximal and distal positions (Figures 9 and 10), allowing the parallel or perpendicular projection to the user of a target with a pattern on the ground, such as objects, geometric figures or animals, preferably lines or between lines, easy to see and understand, which not only interrupt the akinesia caused by Parkinson's disease but also offer a visual stimulus for a better understanding of the sequence of steps and that does not cause distraction or the possibility of epileptic seizures due to the stroboscopic effect of the single LED proposed in the prior art, which corresponds to one of the functionality improvements.
[0030] Como mostrado na Figura 10, outra melhoria de funcionalidade é a mudança de direção do dispositivo de modo a permitir a projeção dos feixes (2.1 e 2.2) luminosos em paralelo, a fim de projetar uma pista visual, ou perpendicular, que cria obstáculos virtuais ao sentido aplicado pelo usuário ao caminhar, e a regulagem da distância entre esses mesmos feixes distal (2.1) e proximal (2.2) de acordo com a distância ideal para o indivíduo sob orientação do fisioterapeuta ou outro agente de saúde responsável, sendo esses ajustes realizados facilmente e cuja posição será mantida através de parafusos, preferencialmente hexagonal Allen (3 e 5), que evitam sua alteração sem a ferramenta apropriada.[0030] As shown in Figure 10, another functionality improvement is the change of direction of the device so as to allow the projection of the light beams (2.1 and 2.2) in parallel, in order to project a visual, or perpendicular, track that creates virtual obstacles to the direction applied by the user when walking, and the adjustment of the distance between these same distal (2.1) and proximal (2.2) bundles according to the ideal distance for the individual under the guidance of the physiotherapist or other responsible health agent. adjustments made easily and whose position will be maintained through screws, preferably hexagonal Allen (3 and 5), which prevent its alteration without the proper tool.
[0031] Ainda, pode-se utilizar feixes de luz colimada de qualquer cor, sendo que a vantagem da cor vermelha ou verde sobre o LED convencional reside na melhor visualização da linha luminosa em ambientes externos e no fato de a espessura do feixe luminoso não encobrir situações que poderiam ser prejudiciais, tais como pequenas irregularidades do solo, limites entre degraus etc.[0031] Furthermore, collimated light beams of any color can be used, and the advantage of the red or green color over conventional LED lies in the better visualization of the light line in outdoor environments and in the fact that the thickness of the light beam does not cover up situations that could be harmful, such as small irregularities in the ground, limits between steps, etc.
[0032] Consiste, também, em melhoria de funcionalidade fontes luminosas de baixa potência, que já se mostraram seguras para uso não profissional, desde que observadas normas de segurança que preveem o não direcionamento do feixe diretamente para os olhos ou sobre superfícies reflexivas como espelhos e metais polidos. Para maior segurança, o modelo de utilidade possui um sensor de inclinação embutido (6.3) que desliga automaticamente os dois projetores/emissores luminosos (2.1 e 2.2) quando o dispositivo é inclinado acima de 80 graus, evitando o direcionamento acidental do feixe para os olhos das pessoas ao redor. Ainda, o invento possui receptor (6.1) para sua fonte de energia embutida (6.2) e foi desenvolvido para ser o mais discreto possível, ajustando-se a diversos diâmetros de anteparos (9) através de braçadeiras embutidas (7) na tampa inferior (1.2) que não permitem acesso pelo lado externo e, por isso, protegem a regulagem de altura do dispositivo, que também deverá ser indicada pelo agente de saúde.[0032] It also consists of improving the functionality of low-power light sources, which have already proven safe for non-professional use, provided that safety standards that provide for not directing the beam directly to the eyes or on reflective surfaces such as mirrors are observed and polished metals. For added security, the utility model has a built-in tilt sensor (6.3) that automatically turns off the two projectors/light emitters (2.1 and 2.2) when the device is tilted over 80 degrees, preventing accidental beam directing to the eyes of the people around. Furthermore, the invention has a receiver (6.1) for its built-in power source (6.2) and was developed to be as discreet as possible, adjusting to various diameters of bulkheads (9) through built-in clamps (7) in the bottom cover ( 1.2) that do not allow access from the outside and, therefore, protect the height adjustment of the device, which must also be indicated by the health agent.
[0033] Outra melhoria funcional é o botão de acionamento (4.2) estar instalado na base do anteparo (8) e conectar-se ao modelo de utilidade através de fiação apropriada, sendo que o dispositivo emite os feixes de luz colimada apenas enquanto pressionado o botão de acionamento (4.2), desligando imediatamente após o término da pressão. Com isso, o indivíduo mantém sua autonomia quanto ao tempo necessário para o estímulo de resposta e à velocidade a ser desenvolvida por ele, sem qualquer pressão de um tempo pré-definido. Ainda, como melhoria funcional, a criação envolveu também a preocupação com a segurança tanto do usuário quanto daqueles que convivem com ele e mesmo com o meio ambiente.[0033] Another functional improvement is that the activation button (4.2) is installed on the base of the bulkhead (8) and connects to the utility model through appropriate wiring, the device emits collimated light beams only while pressing the activation button (4.2), turning off immediately after the end of pressure. With this, the individual maintains his autonomy regarding the time needed for the response stimulus and the speed to be developed by him, without any pressure of a pre-defined time. Still, as a functional improvement, the creation also involved the concern with the safety of both the user and those who live with him and even with the environment.
[0034] Com essas melhorias de funcionalidade, o invento é auxiliar não só na quebra do padrão de discinesia de portadores de mal de Parkinson como também oferta um estímulo visual para a manutenção da marcha e uma referência de distância entre as passadas ou pista visual, auxiliando a recuperação de pacientes pós-cirúrgicos em treino de marcha, pacientes com sequelas de AVEs, cirurgias neurológicas, esclerose múltipla, portadores de paralisia cerebral, estenose medular lombar ou qualquer outra condição que necessite deste tipo de estímulo.[0034] With these functionality improvements, the invention is not only assisting in breaking the dyskinesia pattern of Parkinson's disease patients, but also offering a visual stimulus for gait maintenance and a reference distance between steps or visual track, helping the recovery of post-surgical patients in gait training, patients with stroke sequelae, neurological surgery, multiple sclerosis, patients with cerebral palsy, lumbar spinal cord stenosis or any other condition that requires this type of stimulus.
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| Date | Code | Title | Description |
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| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] |