DE SALIDA

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para la estimulación de tejidos. El dispositivo se caracteriza por tener un Demultiplexor análogo con el cual se maneja una serie de transductores para estimulación de un tejido. Descripción del estado de la técnica

Los dispositivos existentes de estimulación de tejidos comprenden una unidad de estimulación acoplada para al menos un transductor. Los transductores son adaptados para administrar estimulación a un tejido.

El estado del arte divulga dispositivos para la estimulación de tejidos, como, por ejemplo, los divulgados por los documentos US5718662 y US5658322.

El documento US5718662, divulga un estimulador para tejidos neuromusculares, el cual posee una bobina que energiza en diferentes tiempos por un banco de capacitores de descarga. El banco de capacitores de descarga está conectado a un banco de circuitos de descarga, los cuales varían la amplitud y/o la frecuencia de un tren de impulsos de estimulación, para el tejido a tratar. No obstante, el dispositivo de estimulación magnética divulgado por el documento US 5.718.662 emplea capacitores de descarga controlada individualmente, lo que hace que el dispositivo de estimulación sea sustancialmente complejo a medida que aumenta el número de bobinas de estimulación. El uso de tiristores para su modalidad preferida como elemento para controlar la descarga del banco de capacitores supone una limitante y riesgos para el tejido a estimular debido a que el capacitor debe descargarse completamente sobre el tejido en cada ciclo de descarga, lo que podría ocasionar la sobre estimulación del tejido. Por otra parte, el documento US 5.658.322, divulga un sistema y un método para la generación de frecuencias bioactivas, el cual comprende un generador de frecuencias específicas, una unidad de control conectada al generador de frecuencias, un circuito de salida para amplificar una señal de estimulación y un electrodo conectado al circuito de salida y a un sujeto a estimular. Donde la unidad de control se encarga de establecer la frecuencia del generador de frecuencias bioactivas y el circuito de salida permite amplificar gradualmente dichas señales para ser aplicadas al sujeto mediante los electrodos conectados al circuito de salida.

Con base en lo anterior, se puede notar que el dispositivo divulgado por el documento US5718662 no divulga un demultiplexor análogo que en la presente invención permite configurar diferentes ritmos de activación para los transductores, lo que permite un mejor control sobre la estimulación que se está realizando, y probar diferentes métodos de estimulación.

Sin embargo, el dispositivo del documento US 5.658.322 no permite dosificar la potencia de la fuente variando la amplitud a demanda, debido a esto no es posible aplicar un estímulo adecuado al tejido, el dispositivo limita el voltaje de trabajo a 50V ya que puede dañar el tejido del sujeto estimulado así también limita los beneficios que puede recibir el tejido que se estimula.

De acuerdo con esto, en el estado del arte no hay un sistema que permita distribuir la potencia que se surte hacia los transductores, y cambiar las secuencias de funcionamiento de los mismos.

Breve descripción de las figuras

Ua FIG. 1 enseña un diagrama de bloques de una realización de la presente invención.

Ua FIG. 2 enseña un diagrama de bloques de una realización del demultiplexor análogo con una interfaz de transductores.

Ua FIG. 3 enseña un esquema de otra realización de la invención con una etapa de potencia con amplificadores operacionales. La FIG. 4 enseña un esquema de otra realización de la invención con una etapa de activación bidireccional de bobinas.

La FIG. 5 enseña un esquema de un ejemplo de la presente invención con circuito con relé.

La FIG. 6 enseña un ejemplo de un circuito con relé usado para controlar la conmutación del arreglo de transductores.

Breve descripción del invento

La presente invención corresponde a un dispositivo de estimulación de tejidos que comprende: una fuente, un circuito de etapa de salida desacoplado conectado a la fuente, un generador de señal conectado a la entrada del circuito de etapa de salida desacoplado y una unidad de control, la unidad de control está conectada al generador de señal y a un demultiplexor análogo a través de un bus de control, el demultiplexor análogo está conectado a la unidad de control y al circuito de etapa de salida desacoplado, y un arreglo de transductores conectado a las salidas del demultiplexor análogo por un bus de datos.

En una realización de la invención, el circuito de etapa de salida desacoplado y el demultiplexor análogo están conectados mediante una señal PE y una señal out.

La presente invención corresponde a un dispositivo de estimulación de tejidos que comprende: una fuente, una unidad de control, un generador de señal conectado a la unidad de control, un circuito de etapa de salida desacoplado conectado a la fuente y al generador de señal, un demultiplexor análogo conectado a la unidad de control y al circuito de etapa de salida desacoplado, un arreglo de transductores conectados al demultiplexor análogo; donde la unidad de control comanda al generador de señales para generar una señal de activación que se aplica al arreglo de transductores mediante el demultiplexor análogo y el circuito de etapa de salida desacoplado.

En una realización de la presente invención, el dispositivo de estimulación de tejidos tiene una interfaz de transductores entre el demultiplexor análogo y el arreglo de transductores. Dicha interfaz transductores tiene una etapa de potencia que permite suministrar potencia eléctrica a cada transductor.

Los transductores del arreglo de transductores se seleccionan entre otros, de bobinas para generar campo magnético, bobinas de Helmholtz, electrodos para inducir corriente eléctrica, celdas peltier para estimulación con frío y/o calor, generadores de calor, motores de vibración, bobinas para estimulación inductiva, antenas y combinaciones de estos.

A la salida del demultiplexor análogo, en vez del arreglo de transductores a la salida del demultiplexor análogo el cual incluye una etapa de potencia que permite dosificar el suministro de potencia eléctrica a los transductores del arreglo de transductores.

La etapa de potencia, puede realizarse con un amplificador operacional de ganancia variable configurado en modo amplificador no inversor u inversor, o con un circuito de amplificación conocido como transistor en colector común, el cual es un circuito para amplificar la corriente, en el caso de utilizar bobinas como generadores de campo magnético (por ejemplo, bobinas de Helmholtz) esta configuración resulta útil ya que la principal fuente de campo magnético con un embobinado es la corriente que atraviesa el cobre del mismo.

Por ío tanto, y a diferencia con el estado de la técnica que divulga dispositivos para la estimulación eléctrica o magnética, en tejidos, la presente invención permite distintas configuraciones de activación de los transductores. Por ejemplo, secuencias distintas de activación con lo que se permite adaptar el dispositivo para realizar diferente tratamientos de ser necesario, o agregar nuevas funcionalidades.

Descripción detallada de la invención

Haciendo referencia a la FIG.1 se enseña una realización particular de un dispositivo de estimulación de tejidos (1) que comprende: una fuente (2); una unidad de control (4); un circuito de etapa de salida desacoplado (3) conectado a la fuente (2); un generador de señal (5) conectado a la entrada del circuito de etapa de salida desacoplado (3) y a la unidad de control (4); un demultiplexor análogo (6) conectado a la unidad de control (4) y al circuito de etapa de salida desacoplado (3); y un arreglo de transductores (14) conectado a la salida del demultiplexor análogo (6); donde la unidad de control (4) selecciona la salida del demultiplexor análogo (6) que permite la conmutación de señales PE (10) y out (11) para activar los transductores del arreglo de transductores (14) para estimular un tejido.

Opcionalmente, en otra realización del dispositivo de estimulación de tejidos (1), el circuito de etapa de salida desacoplado (3) está conectado además a la unidad de control

(4). Esto permite que la unidad de control (4) controle directamente el circuito de etapa de salida desacoplado (4).

Para la presente invención se debe entender que el circuito de etapa de salida desacoplado (3), es un circuito que aísla eléctricamente la tierra del dispositivo de estimulación de tejidos (1), y produce una salida con una tierra independiente a la del generador de señal

(5) .

El generador de señal (5), de funciones o de formas de onda el cual es un dispositivo electrónico que genera patrones de señales periódicas o no periódicas tanto analógicas como digitales.

Como es del entendimiento de una persona medianamente versada en la materia, la fuente (2) permite el suministro de la potencia eléctrica requerida para el dispositivo de estimulación de tejidos (1), es un dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos o más terminales como una fuente de corriente alterna, fuente de corriente continua, baterías, fuente fotovoltaica, fuente termoeléctrica, entre otros dispositivos capaces de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos o más terminales conocidos por una persona medianamente versada en la materia y combinaciones

Para la presente invención, entiéndase que un bus es una serie de cables que funcionan transporta datos o señales eléctricas de un dispositivo a otro. En este sentido el bus de control (9) transporta las señales que le permiten a la unidad de control (4) activar por medio de un código el demultiplexor análogo (6) a través del cual el dispositivo conmuta las señales PE (10) y out (11). Por su parte el bus de datos (8) es utilizado por el demultiplexor análogo (6) para activar los transductores (12) del arreglo de transductores (14).

Los transductores (12) del arreglo de transductores (14) están conectados por un bus de datos (8) y son activados por el demultiplexor análogo (6) secuencialmente según un código de activación que recibe por un bus de control (9) que lo conecta a la unidad de control (4). Esta secuencia se hace con el objetivo de realizar diversas formas estimulación, así como para evitar que los transductores, según el tipo, se sobrecalienten.

Haciendo referencia a la FIG. 2, a la salida del dispositivo se conecta una interfaz de transductores (7), la cual incluye una etapa de potencia con lo que es posible activar diversos transductores que requieran mayor potencia que la que el circuito proporciona a través de la salida del demultiplexor análogo (6).

Haciendo referencia a la FIG. 3, la etapa de potencia de la interfaz de transductores (7)es en un ejemplo, un transistor (13) conectado con una impedancia en su base a la salida del demultiplexor análogo (6), al colector del transistor (13) se conecta un transductor (12), y el emisor del transistor (13) se conecta a tierra, el transductor (12) conectado al colector del transistor (13) se conecta a una fuente de voltaje. Debe entenderse que la etapa de control contiene tantos transistores como transductores haya en el circuito.

Por otro lado, haciendo referencia a la FIG. 4, en otra modalidad de la presente invención, y a modo de ejemplo, se utiliza una etapa de control que consiste en un amplificador operacional configurado en modo no-inversor conocido en el arte. De igual manera, debe entenderse que una etapa de potencia incluirá este circuito para cada transductor que se quiera utilizar en el circuito.

Sin embargo, para una persona medianamente versada en la materia, es evidente que cualquier otra configuración de circuitos de etapas de potencia, es válida para la activación de los transductores o de los transductores que se quiera controlar en el circuito, y no afecta el concepto inventivo de la presente invención.

Para el entendimiento de la presente invención se debe entender que una unidad de control es un dispositivo que procesa datos, por ejemplo, microcontroladores, micro procesadores, DSCs ( Digital Signal Controller por sus siglas en ingles), FPGAs ( Field Programmable Gate Array por sus siglas en inglés), CPLDs ( Complex Programmable Logic Device por sus siglas en inglés), ASICs ( Application Specific Integrated Circuit por sus siglas en inglés), SoCs ( System on Chip por sus siglas en inglés), PSoCs ( Programmable System on Chip por sus siglas en inglés), computadores, servidores, tabletas, celulares, celulares inteligentes y unidades de cómputo conocidas por una persona medianamente versada en la materia y combinaciones de estos.

El demultiplexor análogo (6) con una pluralidad de salidas está conectado a la interfaz de transductores (7) que en una modalidad de la invención, es una pluralidad de transductores (12), entre los cuales se puede tener bobinas que generan un campo magnético, se puede utilizar para estimular tejidos por ejemplo. La interfaz de transductores (7), en varias modalidades de la invención incluye una etapa de potencia que amplifica cada señal de salida del demultiplexor análogo (6) para activar los transductores (12) del arreglo de transductores (14).

Esta configuración permite que se configuren diferentes ciclos de activación, y que las frecuencias sean manejadas por la unidad de control (4), en caso de requerirse diferentes modalidades de tratamiento.

La etapa de potencia, se realiza con un amplificador operacional de ganancia variable configurado en modo amplificador no inversor u inversor, o con un circuito de amplificación conocido como transistor en colector común, el cual es un circuito para amplificar la corriente, en el caso de utilizar bobinas como generadores de campo magnético (por ejemplo, bobinas de Helmholtz) esta configuración resulta útil ya que la principal fuente de campo magnético con un embobinado es la corriente que atraviesa el cobre del mismo.

En principio para generar el campo magnético, se deben generar señales analógicas y/o digitales por medio del generador de señal (5) y la unidad de control (4). A través de la unidad de control (4) es posible seleccionar diferentes tipos de señales, variar su frecuencia, ciclo útil de trabajo, fase y amplitud según sea necesario. Una vez generado el tipo de señal que se requiere, se aísla la señal de la etapa de control y la etapa de potencia para para brindar protección a los elementos electrónicos de la etapa de control de los cambios de corriente y voltaje que se pueden generar desde la etapa de potencia. Para lo cual se puede utilizar un circuito de etapa de salida desacoplado (3) como por ejemplo, un amplificador de aislamiento comercial. Las salidas del circuito de etapa de salida desacoplado PE (10) y Out (11) entran a un demultiplexor análogo (6) que funciona para señales análogas.

El demultiplexor análogo (6) es controlado por la unidad de control (4), ésta unidad de control (4) selecciona las salidas del demultiplexor análogo (6) conectadas con la interfaz de transductores (7). Esta interfaz presenta una salida de potencia que amplifica la corriente a la salida del demultiplexor análogo (6) para activar una pluralidad de transductores (12) del arreglo de transductores (14).

Los transductores (12) del arreglo de transductores (14) se seleccionan entre otros de bobinas para generar campo magnético, bobinas de Helmholtz, electrodos para inducir corriente eléctrica, celdas peltier para estimulación con frío y/o calor, generadores de calor, motores de vibración, bobinas para estimulación inductiva, antenas y combinación de estos.

En una realización particular del dispositivo de estimulación de tejidos (1), la interfaz de transductores (7) consiste en un arreglo de etapas de potencia conectado a los transductores (12) del arreglo de transductores (14), estas etapas se selecciona del grupo conformado por un arreglo de transistores, un arreglo de amplificadores operacionales, o conectarse directamente al a salida del demultiplexor análogo (6), sin etapa de amplificación.

Haciendo referencia a la FIG. 3, en una realización de la invención, la interfaz de transductores (7) comprende un transistor (13) con su colector conectado a untransductor (12) conectado a la fuente Vcc, el transistor conecta su emisor a una señal PE (10) por el circuito de etapa de salida desacoplado (3) mediante el bus de datos (8).

Opcionalmente, en una realización de la invención, similar a la enseñada en la FIG. 3 en vez de un transductor (12), está conectada una bobina de un relé en el colector del transistor (13), para controlar cargar que demanden mayor comente eléctrica que la soportada por el transistor (12).

Haciendo referencia a la FIG. 5, en otra realización de la misma invención, la etapa de potencia, utiliza un arreglo de transistores de tipo MOSFET ( Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor por sus siglas en ingles) que se conecta por el su compuerta a la salida del demultiplexor análogo (6), el surtidor de cada transistor MOSFET se conecta a la señal PE (10), el drenado de cada transistor MOSFET se conecta al ánodo de un diodo cuyo cátodo se conecta a una fuente de voltaje, un transductor (12) se conecta al surtidor de cada transistor MOSFET y a la fuente de voltaje, cada transistor MOSFET tiene diodos de protección, esto permite proteger el circuito frente a cargas inductivas y en general de contracorrientes generadas en los transductores..

Otras etapas de potencia no ilustradas son igualmente posibles en diferentes realizaciones de la misma invención.

Opcionalmente, en una modalidad de la invención, la etapa de potencia de la interfaz de transductores (7) comprende un circuito con relé que permite la activación de los transductores del arreglo de transductores.

Haciendo referencia a la FIG. 6; se presenta un ejemplo para un circuito con relé. El circuito con relé, consta de un par de switches, que permiten seleccionar si un transistor entra en conducción o no. Cuando el transistor entra en conducción, permite que la bobina del relé, se conecte a GND, cambiando el estado del relé.

Se debe entender que la presente invención no se halla limitada a las modalidades descritas e ilustradas, pues como será evidente para una persona versada en el arte, existen variaciones y modificaciones posibles que no se apartan del espíritu de la invención, el cual solo se encuentra definido por las siguientes reivindicaciones.