ES2914588T3

ES2914588T3 - Dispositivo de electroestimulación

Info

Publication number: ES2914588T3
Application number: ES16820877T
Authority: ES
Inventors: Lukás Doskocil; Tomás Vesely
Original assignee: Stimvia S R O; Stimvia SRO
Current assignee: Stimvia S R O; Stimvia SRO
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2036-07-06
Also published as: KR20180030076A; IL256766A; CN107921252A; US20180369600A1; US10874869B2; EP3347087A4; CA2991674C; WO2017005227A1; CA2991674A1; EP3347087A1; EP3347087B1; BR112018000415A2; AU2016289263A1; KR102588001B1; MX2018000287A; EA201890179A1; JP2018521819A

Abstract

Un dispositivo de electroestimulación nerviosa que comprende: una cuña diamagnética (101) hecha de un material diamagnético y eléctricamente conductor, en donde la cuña diamagnética tiene un primer lado y un segundo lado opuesto al primer lado, en donde el primer lado de la cuña diamagnética se adapta para una conexión eléctrica con la piel de un paciente; al menos un imán principal (102) configurado para formar un campo magnético en una dirección axial alrededor del eje del al menos un imán principal, en donde el al menos un imán principal se encuentra en un lado conectado, de manera conductora, al segundo lado de la cuña diamagnética (101) de modo que el campo magnético del al menos un imán principal rodea, al menos sustancialmente, la cuña diamagnética, en donde la cuña diamagnética se configura para desviar el campo magnético axial formado por el al menos un imán principal; un contacto conductor pasivo (104) configurado para formar un campo eléctrico; un elemento de fijación (105) sobre el cual se disponen el contacto pasivo eléctricamente conductor y el al menos un imán principal de modo que se encuentren eléctricamente aislados entre sí; una fuente (107); y un cableado (106) que conecta el contacto conductor pasivo a la fuente, en donde el contacto conductor pasivo se adapta para una conexión eléctrica con la piel de un paciente, en donde el al menos un imán principal se conecta, por medio del cableado (106), a la fuente (107) al potencial opuesto al contacto conductor pasivo (104).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de electroestimulación

Sector de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo de electroestimulación que permite la penetración de corriente eléctrica y campo magnético en un tejido de modo que no haya daño mecánico simultáneo en el tejido. Actualmente, se usa, en particular, en medicina para la estimulación de fibras nerviosas.

Estado de la técnica

La utilización de la interacción del campo electromagnético con fibras nerviosas, como se describe en los documentos US7857746 y US20130304159, constituye la técnica anterior. La neuroestimulación eléctrica se ha usado para el tratamiento del dolor, incontinencia urinaria, dificultades mentales u otras, así como para la prevención de enfermedades vasculares, como se describe en el documento US5358513. Su uso está limitado por el riesgo de daño que siempre se asocia a la punción de los electrodos de aguja en la proximidad cercana del nervio, y por la necesidad de garantizar la capacidad del campo eléctrico de penetrar hasta una profundidad y al mismo tiempo con suficiente precisión para dirigirse a la fibra nerviosa para una estimulación no invasiva de las fibras nerviosas más profundas y para la estimulación no invasiva de personas con una capa más gruesa de grasa.

Una solución propuesta puede ser el aumento de densidad de corriente hasta el límite superior de la región motora umbral. Sin embargo, ello puede inducir la irritación de receptores de piel nociceptivos y, en caso de corriente monofásica, un cambio gradual del pH cerca del electrodo activo negativo provocado por electrólisis de líquido intersticial. Una gran limitación está, por consiguiente, representada por los efectos indeseables de la corriente eléctrica en un organismo como, por ejemplo, dolor en el sitio de contacto del electrodo, contracciones musculares dolorosas, con el tiempo destrucción del tejido por medio de la electrólisis.

No solo la aplicación del campo eléctrico sino también la presión pueden usarse para estimular las fibras nerviosas y para el tratamiento. La patente US8187212 describe el uso de presión mecánica sobre el nervio peroneo con el fin de reducir el dolor de espalda y otros tipos de dolor. La acción mecánica, a diferencia de la estimulación eléctrica, no puede usarse en la mayoría de las aplicaciones y además es muy desagradable para el paciente.

Los electrodos previstos para su fijación a una parte corporal particular (cabeza, pantorrilla y similares) o para su inserción en aberturas corporales, así como para la implementación en tejidos por medio de la conexión inalámbrica a través de la piel, son conocidos. La principal desventaja de la electroestimulación es lograr los campos eléctricos que cruzan las vías neurales adecuadas, los cuales deben ser suficientemente fuertes.

Existe, por lo tanto, la necesidad de que el campo eléctrico penetre más profundamente el tejido, llegue a la fibra nerviosa de manera precisa y provoque la estimulación requerida con mínimos efectos secundarios. En la patente WO2009061142, un efecto común del campo magnético y eléctrico se usa para el tratamiento de tejidos, sin embargo, este dispositivo no se adapta para llegar de manera repetida y efectiva a la vía neural.

Electrodos para electroestimulación se describen en la solicitud de patente internacional WO2013113297. El documento WO2013113297 describe un electrodo para la estimulación nerviosa eléctrica no invasiva y para el tratamiento con neuroestimulación transcutánea que comprende un imán y un electrodo sin penetrar la piel. Dicha solución no provee suficiente penetración de las partículas cargadas al cuerpo del paciente. El documento US4765310 describe un aparato para aliviar el dolor de un paciente mediante el uso simultáneo de pulsos de campo magnético y pulsos de tensión eléctrica a lo largo del par de electrodos.

Objeto de la invención

La presente invención provee un dispositivo de electroestimulación nerviosa según se define por la reivindicación independiente 1. Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes anexas.

En un aspecto, el dispositivo de electroestimulación nerviosa comprende al menos un imán principal para formar el campo magnético y un contacto conductor pasivo para formar el campo eléctrico, un elemento de fijación, una fuente y cableado, en donde el contacto conductor pasivo y el imán principal se disponen en el elemento de fijación de modo que se encuentran aislados entre sí. El contacto conductor pasivo se adapta para una conexión eléctrica con la piel de un paciente y se conecta a la fuente por medio del cableado. El al menos un imán principal se conecta, por medio del cableado, a la fuente en un potencial opuesto al contacto conductor pasivo. Dicho dispositivo permite que la corriente eléctrica penetre una mayor profundidad del tejido y es estructuralmente más simple, lo cual reduce los costes de producción. El campo magnético del al menos un imán evita la dispersión de corriente eléctrica y, por consiguiente, permite la estimulación de nervios ubicados más profundamente.

El al menos un imán principal está en su lado y mirando a la piel provisto de una cuña diamagnética, que se dispone de modo que se encuentra total o al menos sustancialmente rodeada del campo magnético del al menos un imán principal, en donde la cuña diamagnética está hecha de material diamagnético, así como de material eléctricamente conductor, y se adapta para la conexión eléctrica con el tejido. Dicha solución permite que la corriente eléctrica llegue a mayores profundidades del tejido. Esta se prefiere para un amplio rango de aplicaciones descritas más arriba, entre ellas también para la estimulación de fibras nerviosas. También es irremplazable en la estimulación de pacientes obesos, dado que sus puntos estimulados se ubican debajo de una capa de grasa subcutánea más gruesa.

El al menos un imán principal puede estar provisto de una pieza polar para una concentración de un flujo de partículas cargadas a través de tejidos hacia un canal delgado. Dicha solución permite el uso de un imán ligeramente más débil y focalización más precisa de la ubicación deseada.

Preferiblemente, el al menos un imán principal es un electroimán. Dicha solución provee la misma función principal que una solución donde el al menos un imán principal es un imán permanente y, además, provee la posibilidad de regular el campo magnético.

Preferiblemente, el al menos un imán principal es al menos dos electroimanes para dirigir el campo magnético por medio de una excitación diferente de dichos electroimanes. Dicha solución provee una focalización automática de, por ejemplo, la fibra nerviosa deseada sin la necesidad de buscar la fibra mediante el reemplazo posterior del dispositivo de electroestimulación, lo cual requiere tiempo y es incómodo para el paciente.

El al menos un imán principal puede ser un imán permanente. La presente solución es adecuada especialmente por su simplicidad.

El al menos un imán principal del electrodo y el contacto conductor pasivo del electrodo pueden fijarse firmemente juntos y, por consiguiente, formar un electrodo bipolar. El electrodo bipolar, por tanto, comprende el polo de electrodo positivo y negativo en un electrodo y, por lo tanto, no es necesario fijar otro electrodo en la piel.

El al menos un imán principal del electrodo y el contacto conductor pasivo del electrodo pueden fijarse por medio de cableado a una fuente de corriente eléctrica adaptada para las configuraciones de corriente de 0 a 50 mA. Dicha solución permite configurar dicha corriente según cual sea la más adecuada para el paciente particular.

La fuente de corriente eléctrica puede adaptarse para las configuraciones de frecuencia de 1 a 15 Hz. Dicha solución es la más adecuada, por ejemplo, para el tratamiento de la incontinencia.

La fuente de corriente eléctrica puede adaptarse para las configuraciones de frecuencia de 50 a 150 Hz. Dicha solución es la más preferida, por ejemplo, para el tratamiento del dolor.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es un ejemplo no reivindicado ilustrativo útil para comprender la invención que muestra una sección transversal de un dispositivo de electroestimulación nerviosa con una pieza polar.

La Figura 2 es una vista inferior ilustrativa del dispositivo de electroestimulación nerviosa representado en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal ilustrativa de un dispositivo de electroestimulación nerviosa con un imán conductor.

La Figura 4 es una vista inferior ilustrativa del dispositivo de electroestimulación nerviosa representado en la Figura 3.

Descripción detallada de la invención

Un ejemplo no reivindicado útil para comprender la invención muestra una disposición del dispositivo de electroestimulación nerviosa como se ilustra en las Figuras 1 y 2. El dispositivo comprende un imán 3, una pieza polar 4, un primer polo de electrodo 1 y un segundo polo de electro 8. El imán 3 sirve para aumentar la profundidad de penetración con bajas corrientes de estimulación. Junto con la pieza polar 4 es posible linealizar y concentrar las líneas de campo parabólicas del campo eléctrico en una dirección axial alrededor del eje del primer polo de electrodo 1. Ello crea sustancialmente un efecto túnel para la dirección de movimiento de iones y su concentración, siendo los portadores de cargas eléctricas en espacios intercelulares. En el presente ejemplo, el imán 3 es uno permanente en una forma cilíndrica hueca, a través de cuyo centro se extiende el primer polo de electrodo 1, que está hecho de, por ejemplo, acero inoxidable. El primer polo de electrodo 1 es, preferiblemente, de una forma redonda en la región que está en contacto con la piel, y está cubierto de una capa de material adecuado como, por ejemplo, plata. La capa exterior y el lado del imán permanente 3 distante de la piel están rodeados de la pieza polar 4 hecha de material magnético suave. El primer polo de electrodo 1 está en su lado, que es distante de la piel, provisto de una rosca para el despliegue de una tuerca 6 y terminado con un adaptador 7 para la conexión del cableado. El segundo polo de electrodo 8 en forma anular se fija al elemento de fijación 5, en donde se separa del primer polo de electrodo 1 por medio de un espacio, o eventualmente aislante. Por consiguiente, es un electrodo bipolar, la disposición del primer polo de electrodo 1 y del segundo polo de electrodo 8 es fija. El imán 3 se separa del primer polo de electrodo 1 por medio del aislante, o eventualmente también un espacio de aire. El polo norte del imán 3 está orientado hacia el tejido. El primer polo de electrodo 1, el imán 3, la pieza polar 4 y el segundo polo de electrodo 8 están hechos de materiales previstos para uso médico, y están eléctricamente aislados entre sí, a excepción de la región de contacto entre el imán y la pieza polar. El aislamiento también está hecho de un material que es adecuado para uso médico y que es resistente al agua y resistente a la esterilización frecuente.

El imán 3 puede ser, preferiblemente, un electroimán. En el presente caso, como es aparente para una persona con experiencia en la técnica, es posible, por medio de la excitación ajustable, establecer la forma de la región con la concentración más alta de los portadores de carga, por consiguiente, un tipo de canal. En caso de que se usen varios electroimanes, es posible afectar la dirección de flujo de la corriente eléctrica en el tejido por medio de la excitación diferente. Ello puede, por ejemplo, usarse en la búsqueda del nervio deseado, incluso en caso de colocación incorrecta del dispositivo de electroestimulación en la piel.

Una fuente 9 de corriente alternativa se conecta entre el primer polo de electrodo 1 y el segundo polo de electrodo 8. Es posible establecer la frecuencia en 1 a 15 Hz y los pulsos pueden ser monofásicos o bifásicos y, por ejemplo, rectangulares, sinusoidales o triangulares, con disminuciones o reducciones exponenciales y con anchos de 0,1 a 5 ms con una amplitud de 0 hasta 50 mA. Las más preferidas y muy eficientes parecen ser las frecuencias de 4 a 6 Hz.

Una realización del dispositivo de electroestimulación nerviosa se muestra en las Figuras 3 y 4. El dispositivo comprende una cuña diamagnética 101, un imán principal 102 y una pieza polar opcional 103. Estos aumentan el rango de profundidad de la corriente eléctrica que fluye entre la cuña diamagnética 101 y el contacto conductor pasivo 104 incluso con corrientes de estimulación bajas. En la presente realización a modo de ejemplo, la función de uno de los polos de electrodo se lleva a cabo por el imán principal 102 y la función del segundo polo de electrodo se lleva a cabo por el contacto conductor pasivo 104. Gracias a su disposición, estos pueden linealizar y concentrar las líneas de campo eléctrico parabólicas en una dirección axial alrededor del eje del imán principal 102. Ello crea un canal de iones, limitado en su diámetro y dirección de movimiento de los iones de polos magnéticos. Los iones, siendo los portadores de cargas eléctricas en espacios intercelulares, se mueven, por consiguiente, a lo largo de trayectorias determinadas por las líneas de campo magnético. La cuña diamagnética 101 lleva a cabo dos funciones. Desvía las líneas de campo magnético del eje del imán principal 102 y provee la conexión eléctrica con la piel. En la presente realización, es la cuña diamagnética 101 hecha de cobre y es de forma cilíndrica, que es redondeada en su lado adyacente al tejido con el fin de proveer un mejor contacto con la piel y la mayor comodidad al paciente. Como es aparente a partir de la Figura 4, la cuña diamagnética 101 se ubica de modo tal que está total o al menos sustancialmente rodeada del campo magnético del imán principal 102. Con el fin de llevar a cabo su función mientras se mantiene, puede además estar cubierta por una capa de oro o cualquier otro material inerte e inofensivo, que conduzca bien la corriente eléctrica. La carcasa exterior y la base del imán principal 102 distante de la piel pueden estar rodeadas de una pieza polar 103 hecha de material magnético suave. La cuña diamagnética 101 es, en su lado, distante de la piel conectada al imán principal 102 por medio de adhesivo conductor o cualquier otra conexión conductora y, excepto por los efectos descritos más arriba, también evita la formación del así llamado cortocircuito magnético en el lado del imán principal 102 que mira a la piel. En un ejemplo, el contacto conductor pasivo 104 del electrodo está representado por una lámina fina de cobre, que puede estar chapada en oro, es posible usar otros materiales diamagnéticos como, por ejemplo, plata, oro, bismuto y plásticos eléctricamente conductores con varias composiciones. En las figuras, el contacto conductor pasivo 104 del electrodo tiene forma anular y se fija al elemento de fijación 105, en donde está separado del imán principal 102 por medio de un espacio, que se llena de aislante, con el cual está hecho el elemento de fijación 105. Sin embargo, el contacto conductor pasivo 104 puede fabricarse usando varios tipos de telas conductoras, o uno de los geles conductores comúnmente utilizados en medicina, o cualquier otro material conductor puede usarse con la aplicación. En el presente ejemplo, el imán principal 102 es de neodimio (NdFeB). El imán principal 102 está formado por uno, o en otras realizaciones por varios, imanes dispuestos uno al lado del otro y su polo norte mira a la piel. El elemento de fijación 105 y el contacto conductor pasivo 104 del electrodo están hechos de materiales previstos para uso médico, que son resistentes al agua y resistentes a la esterilización frecuente.

El imán principal 102 es, preferiblemente, un electroimán. En dicho caso, es posible, mediante el uso de una fuente adecuada, establecer la forma de la región con la concentración más alta de portadores cargados, por consiguiente, un tipo de canal, por medio de la excitación ajustable, como es aparente para una persona con experiencia en la técnica. Además, en caso de que el imán principal 102 esté representado por varios electroimanes, es posible dirigir la dirección de flujo de la corriente eléctrica en el tejido mediante la excitación diferente. Ello puede, por ejemplo, usarse para encontrar el nervio deseado, incluso en caso de colocación incorrecta del dispositivo de electroestimulación en la piel.

Una fuente 107 de energía eléctrica se conecta entre la cuña diamagnética 101 y el contacto conductor pasivo 104 del dispositivo. Tanto la forma como la frecuencia de señal de su salida pueden ajustarse. Preferiblemente, es posible usar frecuencias de 0,1 a 100 Hz y los impulsos pueden ser monofásicos, bifásicos, así como de forma rectangular, sinusoidal y triangular, con disminuciones o reducciones exponenciales y con anchos de 0,1 a 5 ms con amplitud de 0 hasta 50 mA. Las frecuencias más preferidas y eficientes parecen ser de 1 a 15 Hz, sin embargo, cada paciente puede responder óptimamente a cualquier otra frecuencia, de modo que las configuraciones individuales tienen un rol importante.

Es posible aumentar los efectos del campo magnético mediante el uso de la pieza polar 103 del imán principal 102, sin embargo, su uso no es necesario para todas las aplicaciones.

El elemento de fijación puede estar hecho de plástico, caucho, o cualquier otra carcasa, y, por ejemplo, una tira de neopreno, en donde ambos se pegan o fijan mediante el uso de cualquier otro método.

Lista de signos de referencia

1 - primer polo de electrodo

2 - cableado

3 - imán

4 - pieza polar

5 - elemento de fijación

6 - tuerca

7 - adaptador

8 - segundo polo de electrodo

9 - fuente

101 - cuña diamagnética

102 - imán principal

103 - pieza polar

104 - contacto conductor pasivo

105 - elemento de fijación

106 - cableado

107 - fuente

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de electroestimulación nerviosa que comprende:

una cuña diamagnética (101) hecha de un material diamagnético y eléctricamente conductor, en donde la cuña diamagnética tiene un primer lado y un segundo lado opuesto al primer lado, en donde el primer lado de la cuña diamagnética se adapta para una conexión eléctrica con la piel de un paciente;

al menos un imán principal (102) configurado para formar un campo magnético en una dirección axial alrededor del eje del al menos un imán principal, en donde el al menos un imán principal se encuentra en un lado conectado, de manera conductora, al segundo lado de la cuña diamagnética (101) de modo que el campo magnético del al menos un imán principal rodea, al menos sustancialmente, la cuña diamagnética, en donde la cuña diamagnética se configura para desviar el campo magnético axial formado por el al menos un imán principal;

un contacto conductor pasivo (104) configurado para formar un campo eléctrico;

un elemento de fijación (105) sobre el cual se disponen el contacto pasivo eléctricamente conductor y el al menos un imán principal de modo que se encuentren eléctricamente aislados entre sí;

una fuente (107); y

un cableado (106) que conecta el contacto conductor pasivo a la fuente, en donde el contacto conductor pasivo se adapta para una conexión eléctrica con la piel de un paciente, en donde el al menos un imán principal se conecta, por medio del cableado (106), a la fuente (107) al potencial opuesto al contacto conductor pasivo (104).

2. El dispositivo según la reivindicación 1, en donde el al menos un imán principal (102) es un electroimán o un imán permanente.

3. El dispositivo según la reivindicación 2, en donde el al menos un imán principal (102) es al menos dos electroimanes configurados para dirigir el campo magnético por medio de una excitación diferente de dichos electroimanes.

4. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en donde el al menos un imán principal (102) del electrodo y el contacto conductor pasivo (104) del electrodo se fijan firmemente juntos y, por consiguiente, forman un electrodo bipolar.

5. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en donde el al menos un imán principal (102) del electrodo y el contacto conductor pasivo (104) del electrodo se conectan por medio del cableado (106) a la fuente (107) de corriente eléctrica adaptada para las configuraciones de corriente de 0 a 50 mA.

6. El dispositivo según la reivindicación 5, en donde la fuente (107) de corriente eléctrica se adapta para configuraciones de frecuencia de 1 a 15 Hz o 50 a 150 Hz.

7. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, en donde la cuña diamagnética (101) está hecha de cobre y tiene una forma cilíndrica redondeada en el primer lado.

8. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, que además comprende una pieza polar (103) hecha de un material magnético suave, en donde la pieza polar se configura para concentrar el campo magnético axial del al menos un imán principal en la dirección axial.