ES2233524T3 - Aparato de electroestimulacion del cuerpo humano. - Google Patents

Abstract

Un aparato (10) para la electroestimulación del cuerpo humano, que comprende un teclado de control (11), un microprocesador (12) diseñado para recibir ordenes desde el mencionado teclado (11), un dispositivo de pantalla (13), una memoria (15) que contiene los datos de las formas de onda individuales de cada tratamiento y los parámetros de ejecución del tratamiento, un modulo (18) que genera las ondas del tratamiento, estando el módulo (18) controlado por el microprocesador (12), y al menos un par de elementos (19, 20) para aplicar las ondas generadas por el mencionado módulo (18) sobre el cuerpo del paciente; en el que el mencionado módulo (18) está diseñado para generar una onda (R) obtenida por la superposición en una primera onda (S1) que tiene una primer frecuencia, una segunda onda (S2) que tiene una segunda frecuencia, siendo la mencionada segunda frecuencia más alta que la mencionada primera frecuencia, y en el que el aparato (10) comprende además un sensor (17b) diseñado para detectar la impedancia del cuerpo del paciente, y para comparar la misma con valores estimados normales, estando el aparato (10) caracterizado porque además está provisto con un dispositivo de seguridad (17) el cual comprende a su vez un sensor (17a) para medir la presión arterial antes, durante y después de la ejecución de un tratamiento dado.

Description

Aparato de electroestimulación del cuerpo humano.

Son conocidos los aparatos que a través de la aplicación de impulsos por ejemplo de naturaleza eléctrica en el cuerpo humano son capaces de incrementar la masa muscular, aumentar la elasticidad muscular, incrementar la resistencia aeróbica, incrementar la resistencia a la fatiga, desarrollando el flujo capilar, o bien llevando sencillamente a cabo un masaje de relajación en las partes del cuerpo que están doloridas.

La presente invención se engloba dentro del campo anterior, pero está relacionada en particular con un aparato de electroestimulación para la generación de señales eléctricas diseñado para activar las moléculas que constituyen la linfa que circula en el cuerpo humano.

El aparato que forma el sujeto de la presente invención está basado en el principio físico de la resonancia del sonido aplicado a microobjetivos, tales como los aminoácidos o pequeños agregados de proteínas, puesto que las mismas tienen una longitud de onda propia en particular, y que entran en resonancia con las onda incidente, en el supuesto de que esta última tenga una frecuencia que sea igual o similar a las frecuencias de los microobjetivos.

De hecho, el documento US-A-5817138 expone un aparato para la electroestimulación del cuerpo humano por los medios de ondas de tratamiento obtenidas por superposición en una primera onda que tenga una primera frecuencia, una segunda onda que tenga una segunda frecuencia. La segunda frecuencia es más alta que la primera frecuencia.

Adicionalmente, a partir del documento US-A-5285781 es bien conocido el uso de tarjetas de programas para programar el electroestimulador y permitiendo una realimentación de bucle cerrado.

Además de la frecuencia, es muy importante que las ondas utilizadas para el tratamiento deberán tener un voltaje bajo y que tengan una forma en particular, tal como se especificará más adelante. En consecuencia, el aparato presente difiere de forma notable, desde numerosos puntos de vista, de los aparatos similares de electroterapia presentes en el mercado, sobre todo porque utilizar particularmente voltajes bajos, o bien entre por ejemplo \pm7 y \pm 20 Voltios, con formas de onda en particular. A tal respecto, se recuerda que los aparatos tradicionales utilizan voltajes mucho más altos, por ejemplo \pm40 Voltios.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato para la electroestimulación del cuerpo humano, tal como se describe en la reivindicación 1.

Se describirá a continuación la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales se están provistos para suministrar un ejemplo no limitante de la realización, y en los cuales:

\bullet la figura 1 es un diagrama simplificado del aparato que forma el sujeto de la presente invención;

\bullet la figura 2 es un primera onda portadora que tiene una primera frecuencia;

\bullet la figura 3 muestra una segunda onda que está superpuesta sobre la onda portadora que tiene una frecuencia más alta que la onda portadora;

\bullet la figura 4 es un diagrama de bloques de un tratamiento típico que puede ser llevado a cabo utilizando el aparato de la figura 1.

En la figura 1, el número de referencia 10 designa un diagrama simplificado del aparato que forma el sujeto de la presente invención.

En el aparato 10 es posible distinguir un teclado de control 11 que representa el dispositivo de interfaz principal entre el usuario y propio aparato 10.

Por los medios del teclado 11, el usuario puede elegir uno o más programas, pudiendo designar cada uno por ejemplo por medio de una letra correspondiente del alfabeto T-G-L-Y-O-R-S-M-P-V-I-B.

El teclado 11 puede ser utilizado por el usuario también para seleccionar, por ejemplo, el punto de inicio y el punto de terminación del tratamiento a ejecutar, el nivel de la intensidad de la corriente a enviar a los electrodos, la duración del tratamiento en sí, y posiblemente la intensidad de la emisión acústica (véase más adelante).

Todas las operaciones están controladas por un microprocesador 12, al cual se puede tener acceso electrónicamente a través del teclado 11 de control antes mencionado.

El microprocesador 12 está diseñado para controlar todas las operaciones que se describirán a continuación.

Tal como se muestra de nuevo en la figura 1, al microprocesador 12 se encuentra conectado un dispositivo 13 por medio del cual el usuario puede monitorizar visualmente todas las etapas operativas del aparato 10. En particular, el dispositivo 13 puede comprender una pluralidad de dispositivos LED, o bien puede comprender una pantalla de cristal líquido.

Adicionalmente, si así se desea, el usuario puede activar también una función de reproducción acústica de las formas de onda del tratamiento en proceso por los medios de un módulo de señalización acústica 14, el cual se encuentra conectado electrónicamente también al microprocesador 2.

El aparato 10 comprende además una memoria no volátil 15 que contiene los datos en las formas de onda individuales de cada tratamiento y los parámetros para la ejecución de cada tratamiento. Es posible modificar estos parámetros mediante la reprogramación de la memoria 15, o bien utilizando una tarjeta electrónica 16 a insertar en el aparato 10, existiendo también la posibilidad de que la mencionada tarjeta electrónica 16 pueda ser programada y personalizada para cada usuario.

Para incrementar la seguridad del sistema completo, el aparato 10 comprende también un dispositivo de seguridad 17 en el cual es posible distinguir un sensor 17a para medir la presión arterial antes, durante y después de un tratamiento dado. Si la lectura de la presión arterial del paciente estuviera fuera de los limites de la tolerancia permitidos, este evento será almacenado, y el aparato 10 lo señalizará ante el usuario, por ejemplo por los medios del dispositivo de pantalla 13; al mismo tiempo, el mismo aparato 10 interrumpirá el tratamiento en proceso.

El dispositivo de seguridad 17 comprende además un sensor 17b diseñado para detectar la impedancia del cuerpo del paciente y compararla con los valores que se consideren normales. También en este caso, si el aparato 10 encuentra que los valores medidos no caen dentro de la norma, interrumpirá el tratamiento en proceso.

El microprocesador 12 controla también el módulo 18, que genera las ondas de tratamiento. Las mencionadas ondas son enviadas a las salidas, y los estímulos eléctricos son aplicados al cuerpo del paciente utilizando las almohadillas 19 y/o las placas conductoras 20. Presente en cada salida se encuentra un control de realimentación de la energía suministrada.

En una realización de la presente invención, cada salida tiene el mismo valor que los estímulos y la misma forma de onda, pero es posible prever otras realizaciones con salidas que tengan distintos valores y posiblemente con diferentes formas de onda, de forma tal que se generen simultáneamente dos formas diferentes de tratamiento en diferentes partes del cuerpo del paciente.

El principio sobre el cual están basadas las ondas de tratamiento es el de la resonancia acústica.

De esta forma, ha sido posible obtener la activación de las moléculas que constituyen la linfa y su migración a lo largo de los canales fisiológicos que presentan baja resistencia, consiguiéndose así un drenaje fisiológico.

En particular, si la aplicación de las placas 19 y/o electrodos 20 se efectúa en los puntos clásicos indicados por la acupuntura china, se produciría un cierto tipo de agitación molecular de los líquidos extracelulares y de las moléculas de albúmina presentes en los mencionados puntos. Esta agitación tal como se ha expuesto tiene lugar a través de la aplicación tópica de las ondas generadas por el aparato 10, dando lugar en breves palabras a una solicitación centrípeta de las moléculas que componen los líquidos extracelulares, que son transportadas a través de las redes principal y secundaria de tipo linfático hasta los puntos de los nodos linfáticos y del sistema venoso central.

Las ondas generadas por el aparato 10 pueden actuar también, de forma tradicional, en el sistema muscular y en el metabolismo lipídico regional, con modificaciones morfológicas del tejido graso subcutáneo y con reducción de masa de este último.

Con el fin de establecer el tipo de onda que tiene que ser generada por el módulo 18, se han formulado varias hipótesis:

\sqbullet

el comportamiento del objetivo, por ejemplo un aminoácido o un pequeño agregado de proteínas, para ser atacado por los medios del tren de ondas puede ser comparado con el de un sistema diseñado para oscilar, provisto por tanto con frecuencias naturales de oscilación (frecuencias propias);

\sqbullet

se considerará una única onda longitudinal incidente sobre el objetivo; y finalmente

\sqbullet

se asume la ausencia de interacción entre el objetivo y los demás constituyentes de la estructura celular.

Es conocido que cuando un sistema en oscilación está sometido a una serie periódica de impulsos, en el caso de un punto en forma de ondas, que tenga una frecuencia comparable a las frecuencias naturales de oscilación del sistema, este último oscilará con una amplitud de incremento progresivo.

Supóngase que la fuerza aplicada al objetivo, por ejemplo un aminoácido, está dada por la fórmula:

F = F_{o} \ cos \ \omega t

en donde F_{o} es el valor máximo de la fuerza, t es el tiempo, y \omega es la frecuencia angular.

Supóngase además que el objetivo está sometido también a una fuerza elástica -kx enlazada a su vibración alrededor de la posición de equilibrio, y a una amortiguación -dv debida a la fricción que actúa sobre el objetivo.

Evidentemente, de una forma tradicional, la constante elástica de oscilación está designada por k, mientras que d representa la constante de proporcionalidad entre la fuerza de fricción y la velocidad v a la cual oscila el objetivo.

La ecuación del movimiento del objetivo será por tanto:

m \ a \ = \ -kx \ - dv \ + \ F_{o} \ cos \ \omega t

en donde m es la masa del objetivo y a es la aceleración.

A partir de la ecuación diferencial resultante tenemos que el objetivo está forzado a oscilar a la frecuencia angular \omega de la fuera F aplicada.

Consecuentemente, los desplazamientos del objetivo están dados por:

x \ = \ A \ sen \ (\omega t \ - \ \varphi)

en donde \varphi indica la etapa inicial, mientras que A indica la amplitud máxima de la onda

A = \frac{F_{0}/m}{\sqrt{(\omega^{2} - \omega^{2}_{0})^{2} + (d/m)^{2} \omega^{2}}}

tan \ g\varphi = \frac{\omega^{2} - \omega^{2}_{0}}{d\omega/m}

mientras que

\omega_{o}{}^{2} = k/m

La forma x = A sen (\omegat - \varphi) aparecería para indicar que las oscilaciones forzadas no experimentan amortiguación pero tienen una amplitud constante y una frecuencia igual a la fuerza aplicada cuando la última predomina sobre las fuerzas de amortiguación.

Obviamente, cuanto más pequeña sea la amortiguación, más grande es la resonancia; suponiendo que fuera posible tener una constante de fricción d = 0, la amplitud de la onda A llegaría ser infinito para \omega_{o} = \omega.

En este caso, la energía cinética del objetivo sería máxima y tendría lugar la denominada energetización de la estructura.

Para \varphi = 0, puesto que la ecuación anterior expresa la posición del objetivo, se convertiría en:

x = A \ sen \ \omega t

La velocidad del objetivo se obtiene por supuesto mediante la diferenciación de la expresión anterior, de forma que:

v = A \ \omega \ cos \ \omega t

El incremento de temperatura encontrado en el objetivo puede ser explicado por la acción de frenado ejercida por los tejidos con respecto a la onda incidente que tiene una mayor energía de transporte.

La mencionada energía es proporcional al cuadrado de la frecuencia de oscilación f, a la velocidad v y al cuadrado de la amplitud A.

\newpage

El calor que se produce en la estructura es debido a la elasticidad no perfecta del objetivo cuando este último se encuentra atravesado por la onda.

Para hacer que el objetivo, por ejemplo las moléculas que constituyen el líquido del sector extracelular que entren en resonancia, se ha encontrado experimentalmente, también sobre la base de las anteriores consideraciones teóricas, que según se muestra en la figura 2, la onda generada por el módulo 18 tiene que comprender una onda portadora bifásica S_{1} compensada a un voltaje bajo, cuya amplitud sea preferible aunque no necesariamente entre -12 V y +12 V. De hecho, la onda portadora S_{1} para inducir los efectos similares en los tejidos tendría un voltaje de entre \pm7 V y \pm20 Voltios.

Preferiblemente, la onda portadora S_{1} se aplica alternativamente en el semiplano positivo (0 V y +12 V) y en el semiplano negativo (-12 V y 0 V).

De esta forma, los tejidos que están siendo tratados no soportan ninguna polarización en tanto que la carga eléctrica transferida sea prácticamente cero.

De hecho, la onda portadora S_{1}, que tiene una amplitud H, es transferida por los medios de los pares de placas 19 y/o placas 20 con una polarización positiva/negativa inducida alternativamente mediante la aplicación de paquetes o trenes de señales en el semiplano positivo o semiplano negativo para los intervalos alternados de tiempos
iguales.

Tal como se muestra en la figura 3, superpuesto sobre la mencionada onda portadora S_{1} deberá estar presente una onda elemental, por ejemplo, la onda de diente de sierra S_{2} (figura 3) que tenga una frecuencia de entre 300 Hz y 2300 Hz. La onda S_{2} está modulada por la onda S_{1}, la cual tiene una frecuencia de entre 0,3 Hz y 7 Hz.

A este respecto, se observará que las ondas generadas en los aparatos del arte previo tienen frecuencias de entre 1 Hz y 120 Hz.

En otras palabras, el sistema de las ondas que inciden en el objetivo está compuesto por la combinación de una onda de modulación y portadora S_{1} que tiene una amplitud h y una onda de diente de sierra S_{2} para dar lugar a la onda resultante R.

Finalmente, tendremos los siguientes valores óptimos:

T = 70 mseg/1,4 seg con frecuencias de entre 0,33 Hz y 7 Hz para la onda S_{1}; y

P = 0,475 mseg/2,5 mseg con frecuencias de entre 300 Hz y 2300 Hz para la onda S_{2}.

La fibrilación del objetivo debido al impacto con la onda incidente conduce a los efectos siguientes:

\bullet

un incremento en la temperatura local-zonal;

\bullet

una traslación de las moléculas excitadas a lo largo de los recorridos linfáticos de una forma pasiva;

\bullet

una activación de los sistemas de drenaje en los sectores afectados;

\bullet

una acción de eliminación de los componentes plasmáticos presentes patológicamente en los espacios extracelulares, con las correspondientes modificaciones de las tasas de onco/osmosis local.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques 100 de un tratamiento típico.

Si el número 101 designa la operación de tratamiento de la selección efectuada por el operador en 102, el microprocesador 12 controla la generación adecuada de la onda R y al mismo tiempo verifica que el nivel preajustado de la intensidad sea independiente en lo posible de las características del cuerpo sobre el cual están aplicados los almohadillas 19 y/o las placas 20. De hecho, es conocido que la forma de onda se deforma de acuerdo con la carga a la cual se aplique, suministrando por tanto una cantidad de energía que depende de la carga en sí misma. Los impulsos eléctricos aplicados al cuerpo humano no escapan a esta regla general. No obstante, el control adaptativo obtenido por los medios del aparato 10 garantizan que la energía transferida es igual a la energía preajustada por el usuario, en tanto que el sistema efectúa continuamente una comparación entre la energía transferida y la energía ajustada, adaptando automáticamente el nivel de salida.

El control adaptativo anterior se lleva a cabo en la etapa 103 mostrada en la figura 4, mientras que en la etapa 104 el microprocesador 12 decide si el tratamiento se termina o no. En el caso de una respuesta afirmativa, el sistema almacena los datos y detiene la operación del aparato 10, según se prevé en la etapa 105, mientras que en el caso en que el sistema decide que el tratamiento debe continuar, retornará a la etapa 102, y así sucesivamente hasta que se complete el tratamiento programado.

\newpage

Por los medios del aparato 10, es posible implementar secuencias de trabajo automáticas en las cuales se lleven a cabo un cierto número de tratamientos en forma consecutiva y automática.

Por ejemplo, es posible implementar una secuencia compuesta por ocho tratamientos consecutivos, teniendo cada uno una duración de un minuto. Esta secuencia se inicializa comenzando en la etapa 101 de la figura 4, y por ejemplo desde el tratamiento designado por la letra P.

Claims (9)

1. Un aparato (10) para la electroestimulación del cuerpo humano, que comprende un teclado de control (11), un microprocesador (12) diseñado para recibir ordenes desde el mencionado teclado (11), un dispositivo de pantalla (13), una memoria (15) que contiene los datos de las formas de onda individuales de cada tratamiento y los parámetros de ejecución del tratamiento, un modulo (18) que genera las ondas del tratamiento, estando el módulo (18) controlado por el microprocesador (12), y al menos un par de elementos (19, 20) para aplicar las ondas generadas por el mencionado módulo (18) sobre el cuerpo del paciente; en el que el mencionado módulo (18) está diseñado para generar una onda (R) obtenida por la superposición en una primera onda (S1) que tiene una primer frecuencia, una segunda onda (S2) que tiene una segunda frecuencia, siendo la mencionada segunda frecuencia más alta que la mencionada primera frecuencia, y en el que el aparato (10) comprende además un sensor (17b) diseñado para detectar la impedancia del cuerpo del paciente, y para comparar la misma con valores estimados normales, estando el aparato (10) caracterizado porque además está provisto con un dispositivo de seguridad (17) el cual comprende a su vez un sensor (17a) para medir la presión arterial antes, durante y después de la ejecución de un tratamiento dado.

2. Un aparato (10) según la reivindicación 1, en el cual las ondas aplicadas al cuerpo del paciente tienen una frecuencia tal que se genere una resonancia de las moléculas que componen el cuerpo.

3. Un aparato (10) según la reivindicación 2, en el cual las mencionadas moléculas constituyen la linfa que circula en el cuerpo humano.

4. Un aparato (10) según la reivindicación 3, en el cual la mencionada primera onda (S1) tiene una frecuencia de entre 0,33 Hz y 7 Hz, mientras que la mencionada segunda onda (S2) tiene una frecuencia de entre 300 Hz y 2300 Hz.

5. Un aparato (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la mencionada primera onda (S1) es una onda cuadrada, mientras que la mencionada segunda onda (S2) es una onda de diente de sierra.

6. Un aparato (10) según la reivindicación 5, en el cual la mencionada primera onda (S1) tiene un voltaje de entre \pm 7 Voltios y \pm 20 Voltios.

7. Un aparato (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la menciona memoria (15) puede ser reprogramada según se precise y personalizada de acuerdo con los datos del usuario.

8. Un aparato (10) según la reivindicación 7, en el cual la reprogramación y personalización de la mencionada memoria (15) se ejecutan mediante la introducción de una tarjeta electrónica (16) en el aparato (10).

9. Un aparato (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual se proporcionan además medios para el control de realimentación de la energía suministrada al cuerpo del paciente.