APARATO DE ESTIMULACIÓN NERVIOSA.

La presente invención se refiere a un aparato de estimulación nerviosa y, más particularmente, pero no exclusivamente, se refiere a un aparato de estimulación nerviosa para estimular los músculos por medio del nervio motor del músculo, con el fin de maximizar el beneficio obtenido por la estimulación muscular, por ejemplo, mientras se hace ejercicio. Generalmente, las personas están interesadas en obtener el máximo beneficio de una determinada cantidad de esfuerzo, cuando hacen ejercicio. Esto puede ser facilitado usando dispositivos de Estimulación Muscular Eléctrica (EMS), que hacen que una corriente eléctrica controlada pase a través del nervio motor de los músculos objetivo (tales como los músculos abdominales) con el fin de causar que esos músculos se contraigan. Esto tiene el efecto de tonificar esos músculos objetivo con un mínimo esfuerzo, y se puede utilizar mientras se realiza una rutina de ejercicios con el fin de maximizar los beneficios de la rutina. Aunque los dispositivos EMS ayudar a tonificar los músculos, estos no proporcionan ninguna manera de asegurar que el ejercicio cardiovascular es optimizado. Por ejemplo, la solicitud de patente UK No. GB2374288A previa, del solicitante, divulga un aparato para su fijación a las piernas de un usuario, para inducir un fenómeno de temblor en las mismas. El uso de un monitor de ritmo cardíaco se describe brevemente solo en el contexto de ser una característica de seguridad para prevenir una sobrecarga del usuario. Según la presente invención, se proporciona un aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 1. Ahora, se describirán, solo a modo de ejemplo, realizaciones de la presente invención, con referencia a las figuras adjuntas, en las que: La Fig. 1 es una ilustración esquemática de un aparato según la presente invención, según lo usa un usuario durante el ejercicio (con secciones cortadas, en aras de una mayor claridad); La Fig. 2 es un diagrama de bloques esquemático que muestra los componentes del aparato de la Fig. 1, y La Fig. 3 es un diagrama de bloques esquemático que muestra los componentes del aparato de la Fig. 1, con circuitos de protección adicionales instalados, y La Fig. 4 es una ilustración más detallada de los aparatos de la Fig. 1 antes de su uso. Cabe señalar que, en aras de la claridad, la descripción siguiente se referirá a la ubicación de los componentes desde el punto de vista del usuario, cuando está en uso, es decir, los componentes descritos como estando en el lado izquierdo del aparato se refieren a aquellos componentes proporcionados en el lado izquierdo del usuario y los componentes descritos como estando en el lado derecho del aparato se refieren a aquellos componentes en el lado derecho del usuario, en uso. Con referencia a las Figs. 1 y 4, el aparato 10 comprende un cinturón 12 abdominal que tiene un electrodo 14 izquierdo, un electrodo 16 derecho y un electrodo 18 central, montados en la circunferencia interior del mismo, de manera que los electrodos 14, 16 y 18 hacen contacto con el abdomen 20 del usuario. Un sensor 24 remoto está provisto también en el pecho del usuario, mediante un medio de fijación adecuado, tal como una correa 26 ajustable para el pecho (para un usuario masculino), tal como se muestra en la Fig. 4 o un parche reutilizable, no mostrado, (para un usuario femenino). El sensor 24 remoto está conectado, a través de un cable 22, a una unidad 28 base en el cinturón 12. La unidad 28 base está provista de una unidad 30 de control, que puede estar alejada de la unidad base y conectada mediante un cable 32 de control. El cinturón 12 abdominal está conformado para proporcionar un ajuste confortable alrededor del abdomen del usuario 20 cuando está siendo usado (tanto para los usuarios masculinos como para los femeninos) y puede estar realizado en cualquier material adecuado, tal como neopreno u otro material elástico. El cinturón 12 abdominal está provisto de un lugar de acoplamiento, que ubica la unidad 28 base en el cinturón 12. El electrodo 14 izquierdo y el electrodo 16 derecho tienen una construcción típica y cada uno de ellos está posicionado a lo largo de la banda 12 en una posición que asegura que cuando la banda 12 está asegurada alrededor del abdomen del usuario 20, los electrodos 14 y 16 harán contacto con el área de la piel entre la caja torácica y la pelvis del usuario, en el lado izquierdo y derecho del usuario. La ubicación correcta de los electrodos 14 y 16 es importante, ya que los nervios motores del músculo abdominal están confinados entre la caja torácica y la pelvis. El electrodo 18 central está ubicado en el centro del cinturón 12, de manera que cuando el cinturón 12 está fijado al abdomen, el electrodo 18 hará contacto con la piel en el ombligo. Esto permite una mayor estimulación selectiva de los 2   músculos abdominales centrales. El electrodo 18 central es similar, en composición, a los electrodos izquierdo y derecho, 14 y 16, y proporciona un nodo común para que la corriente pase desde el electrodo 14 izquierdo, cuando se estimulan los músculos abdominales izquierdos, y para que la corriente pase desde el electrodo 16 derecho, cuando se estimulan los músculos abdominales derechos. El lector con conocimientos en la materia entenderá que, en la descripción siguiente, los músculos son estimulados realmente por medio de la estimulación del nervio motor que los suministra. Electrodos seleccionados de entre el grupo de electrodos 14, 16 y 18 pueden ser capaces de detectar señales eléctricas, además de producir una corriente eléctrica, como se indicará posteriormente. El sensor 24 remoto comprende un sensor capaz de detectar señales eléctricas producidas por un latido del corazón y es usado en conjunción con al menos uno de entre el grupo de electrodos 14, 16 y 18, para este propósito. La unidad 28 base comprende un cuerpo 28A, que alberga los componentes eléctricos requeridos para controlar el sistema. Con referencia a la Fig. 2, los componentes eléctricos incluyen un micro-controlador 32, un convertidor 34 digital a analógico, un amplificador 36 de impulsos, una red 38 de direccionamiento de corriente, un amplificador 40 diferencial, un filtro 42 pasa banda y un detector 44 de umbral. La interacción entre estos componentes se describirá a continuación. La unidad 30 de control está provista de botones 46 de control, que permite al usuario variar la intensidad de la estimulación muscular proporcionada por el aparato 10 y cambiar entre los modos de operación, etc. Una pantalla 48 de visualización permite al usuario ver información tal como la intensidad, la duración del ejercicio, y el Factor de Calidad (descrito más adelante). Se proporciona también una pinza 50 en la parte posterior de la unidad 30 para permitir al usuario fijar la unidad base al cinturón 12 (u en otra ubicación) según se desee. Esto libera las manos del usuario para su uso en el ejercicio que se está realizando. Durante el uso, el cinturón 12 del aparato 10 está fijado al abdomen del usuario, de manera que los electrodos 14, 16 y 18 en el cinturón hacen contacto con la piel en las ubicaciones descritas anteriormente. A continuación el sensor 24 remoto es fijado al pecho por medio de la correa 26 para el pecho (para un usuario masculino) o el parche 25 (para un usuario femenino). Si no están ya en su sitio, la unidad 28 base y la unidad 30 de control son fijadas, a continuación, al cinturón 12. Una vez encendido, el aparato 10 está preparado para su uso. Cuando el usuario empieza a ejercitarse, él/ella puede seleccionar un nivel de estimulación nerviosa (y por tanto, muscular) usando la unidad 30 de control. Dependiendo del modo y del nivel de estimulación muscular seleccionados, el micro-controlador 32 inicia las señales de estimulación a través del convertidor 34 digital a analógico. Cada impulso analógico de la señal del convertidor 34 es amplificado por el amplificador 36 de impulsos, el cual introduce los impulsos amplificados en la red 38 de direccionamiento de corriente. La red 38 de direccionamiento de corriente puede comprender, típicamente, una disposición de puente H de transistores de conmutación, tal como el usado en controladores de motores. La red 38 de direccionamiento de corriente dirige los impulsos de estimulación a generar en uno cualquiera de los electrodos 14, 16 y 18 y a drenar en cualquier otro de los electrodos, dependiendo del modo/de la intensidad seleccionados por el usuario 20. Los impulsos de estimulación son devueltos a tierra 46 de potencia del sistema. Esto proporciona una ruta a través de la cual puede fluir la corriente eléctrica (a través de los músculos abdominales del usuario). Cabe señalar que aunque la red de la direccionamiento de corriente descrita anteriormente es preferente, otras disposiciones alternativas son posibles usando, por ejemplo, transformadores... [Seguir leyendo]

un primer electrodo (14) de estimulación muscular, para su fijación a una región abdominal y/o muslo y/o nalga del cuerpo de un usuario; un segundo electrodo (16) de estimulación muscular, para su fijación a una región abdominal y/o muslo y/o nalga del cuerpo de un usuario, en el que la unidad (30) de control está conectada a dichos electrodos primero y segundo (14, 16) y está adaptada para impartir una corriente eléctrica entre dichos electrodos primero y segundo (14, 16); un primer sensor (24); y un segundo sensor (14), proporcionado por dicho primer electrodo (14) de estimulación muscular, en el que la unidad (30) de control está conectada a dichos sensores primero y segundo (14, 24) y está adaptada para detectar una señal eléctrica diferencial entre dichos sensores primero y segundo (14, 24), caracterizado porque el aparato (10) comprende además una banda (12) adaptada para ser colocada contigua a los músculos abdominales y/o del muslo y/o de la nalga, sobre los que están provistos dichos electrodos primero y segundo (14, 16); y porque el primer sensor (24) está adaptado para ser fijado a una región torácica del cuerpo del usuario, lejos de dicha banda (12). 2. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 1, que comprende un tercer electrodo proporcionado por dicho segundo electrodo (16) de estimulación muscular. 3. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios (22) de conexión que conectan el primer sensor (24) a dicha unidad (30) de control. 4. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un tercer electrodo (18) de estimulación muscular proporcionado en dicha banda (12) entre dichos electrodos de estimulación nerviosa primero y segundo (14, 16). 5. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 4, en el que dicho tercer electrodo (18) de estimulación muscular está conectado a la unidad (30) de control, que está adaptado para usar el tercer electrodo (18) de estimulación muscular como un nodo común y pasar una corriente eléctrica entre dicho tercer electrodo (18) de estimulación muscular y dicho primer electrodo (14) de estimulación muscular y selectivamente entre dicho tercer electrodo (18) de estimulación muscular y dicho segundo electrodo (16) de estimulación muscular. 6. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha unidad (30) de control está adaptada para alternar entre un modo de estimulación, en el que nervios seleccionados y, por lo tanto, músculos seleccionados, son estimulados, y un modo de supervisión, en el que se supervisa la actividad eléctrica del corazón del usuario, en el que cuando el modo de estimulación está en funcionamiento, el modo de supervisión está desactivado. 7. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 6, en el que el modo de supervisión es desactivado por una señal de supresión emitida selectivamente desde dicha unidad (30) de control, cuando dicho modo de estimulación está en funcionamiento. 8. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 6 ó 7, en el que dicha unidad (30) de control está provista de medios de seguridad para prevenir sustancialmente que una corriente eléctrica, producida como resultado del modo de estimulación, entre a cada sensor (14, 24). 9. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 8, en el que los medios de seguridad están provistos de una impedancia. 10. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, en el que dicha unidad (30) de control está provista de medios de seguridad adicionales para prevenir sustancialmente que una corriente eléctrica sea impartida desde cada sensor (14, 24) al cuerpo del usuario. 11. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 10, en el que los medios de seguridad adicionales son una impedancia proporcionada entre dicha unidad (30) de control y cada sensor (14, 24). 12. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha unidad (30) de control comprende un procesador (32) adaptado para proporcionar una señal de impulsos analógica, y un 7   convertidor (34) adaptado para convertir la señal de impulsos analógica a una secuencia de impulsos digital. 13. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 12, en el que dicha unidad (30) de control comprende además un amplificador (36) de impulsos adaptado para amplificar dicha secuencia de impulsos digital. 14. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 13, en el que dicha unidad (30) de control comprende además una disposición puente H de transistores de conmutación para proporcionar una red (38) de direccionamiento de corriente adaptada para dirigir selectivamente dicha secuencia de impulsos digital amplificada al o a cada electrodo (14, 16, 18) de estimulación muscular. 15. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 14, en el que dicha unidad (30) de control comprende además un amplificador (40) diferencial adaptado para amplificar la señal obtenida desde los sensores (14, 24). 16. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 15, en el que dicha unidad (30) de control comprende además un filtro (42) pasa banda, adaptado para derivar, como una serie de impulsos, el ritmo cardíaco del usuario a partir de dicha señal de sensor amplificada. 17. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 16, en el que dicha unidad (30) de control comprende además un detector (44) de umbral, adaptado para filtrar el ruido eléctrico detectado por los sensores (14, 24). 18. Aparato de estimulación nerviosa según la reivindicación 17, en el que dicho detector (44) de umbral está adaptado para ajustar automáticamente un nivel de umbral dependiendo de una amplitud de señal promedio detectada durante un periodo de muestreo determinado. 19. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato comprende además una unidad (48) de visualización en comunicación con dicha unidad (30) de control, siendo capaz la unidad (48) de visualización de mostrar datos al usuario, tales como el ritmo cardíaco, la duración del ejercicio. 20. Aparato de estimulación nerviosa según cualquier reivindicación anterior, que comprende además una unidad de ejecución en comunicación con dicha unidad (30) de control, estando adaptada la unidad de control para permitir al usuario modificar variables tales como una intensidad de la estimulación proporcionada por dichos electrodos y una duración de ejercicio objetivo. 21. Aparato de estimulación nerviosa según las reivindicaciones 19 y 20, en el que la unidad (48) de visualización y la unidad de ejecución están integradas en un módulo en comunicación con dicha unidad (30) de control y adaptada para poder ser tenida en la mano o ubicada en la muñeca. 22. Aparato de estimulación nerviosa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad (30) de control está adaptada para proporcionar al usuario un Factor de Calidad que representa el nivel de beneficio del ejercicio y es independiente del nivel de ejercitación durante el ejercicio, en el que la unidad (30) de control está adaptada adicionalmente para calcular el Factor de Calidad según la ecuación siguiente: en la que QF es el factor de calidad, QF = k 1T + k 2 (c * c i) k 1 es un componente de ponderación y de escala para un componente cardiovascular del ejercicio, T es el tiempo de ejercicio en o por encima de un ritmo cardíaco objetivo, k 2 es un factor de ponderación y de escala para los componentes de estimulación eléctrica del ejercicio, c es el número de contracciones y c i es la intensidad de la contracción. 8   9     11   12