Sistema de chupete y método para estudiar y estimular el sistema orofacial humano.

Un sistema (100) para succión no nutritiva por un sujeto, que comprende:

una tetina (112);

una pluralidad de sensores orofaciales (108, 120) adaptados para detectaral menos una señal de succión y detectar además al menos una señal de lamusculatura facial, incluyendo la pluralidad de sensores orofaciales unapluralidad de electrodos (120) configurados para detectar la al menos unaseñal de la musculatura facial; y

un procesador (122) adaptado para recibir la al menos una señal de succióny la al menos una señal de la musculatura facial,

donde el procesador está configurado para calcular una indicación del perfilde succión basada en la al menos una señal de succión y la al menos unaseñal de la musculatura facial y para calcular una indicación de deficienciade succión usando la indicación del perfil de succión y un perfil de succiónpredeterminado, y donde los electrodos (120) están configurados de formaanular en la base de la tetina (116) de forma que se adapten a la curvaturade la cara del sujeto.

Sistema de chupete y método para estudiar y estimular el sistema orofacial

humano Descripción [0001] Esta solicitud de patente pertenece generalmente a sistemas y métodos para evaluar animales, y más específicamente, a sistemas y métodos para estudiar y estimular el sistema orofacial humano. ANTECEDENTES [0002] El cerebro en desarrollo de un feto humano típico añade miles de nueronas por minuto. Durante el desarrollo fetal y en el nacimiento, las células neurales enlazan con funciones neurológicas específicas. De esto se desprende que el cerebro de un bebe recién nacido desarrolla conexiones de funciones neurológicas y neuronas a la luz de las experiencias posteriores al nacimiento.

En el nacimiento prematuro, el bebé prematuro pierde oportunidades para el desarrollo neurológico seguro en el útero. Esa pérdida puede verse agravada por complicaciones médicas asociadas al nacimiento prematuro, como hemorragias o accidentes cerebrovasculares. Además, las complicaciones médicas a menudo se tratan con procedimientos dolorosos que se correlacionan con una deficiencia en el desarrollo neurológico. Cada uno de estos esfuerzos puede afectar a la capacidad del bebé prematuro de succionar, tragar o respirar por cuenta propia. Dichas deficiencias pueden afectar al desarrollo de la inteligencia y el habla.

Este problema afecta a varios cientos de miles de bebés al año en Estados Unidos. Muchos de estos bebés padecen un desarrollo parcial del sistema nervioso, sistema respiratorio y/u otros elementos anatómicos. Afortunadamente, puesto que el cerebro continúa su desarrollo a lo largo de la vida, las redes neurológicas dañadas pueden superarse mediante la detección y tratamiento tempranos. Sin embargo, muchas de estas deficiencias neurológicas y discapacidades del desarrollo no se descubren utilizando los instrumentos de diagnóstico disponibles. Lo que se necesita son nuevos instrumentos para identificar antes los problemas.

US6033367 revela un sensor de respiración para diagnosticar o monitorizar la competencia de succión, deglución y respiración. [0006] US4232687 revela la determinación de la capacidad de aceptar alimentación por vía oral, utilizando un sensor muscular facial extensométrico. [0007] La invención es un sistema y método según la definición de las reivindicaciones 1 y2.

RESUMEN [0008] La presente materia aborda los problemas antes mencionados y otros no analizados expresamente aquí y se entenderá leyendo y estudiando esta especificación. [0009] Un modo de realización de la presente materia incluye una tetina; una pluralidad de sensores orofaciales adaptados para percibir al menos una señal de succión y percibir además al menos una señal de la musculatura facial; y un procesador adaptado para recibir la al menos una señal de succión y la al menos una señal de la musculatura facial, donde el procesador está adaptado para calcular una indicación del perfil de succión basándose en la al menos una señal de succión y la al menos una señal de la musculatura facial.

Los modos de realización adicionales de la presente materia incluyen un sensor orofacial de tipo electrodo. Algunos modos de realización incluyen un sensor orofacial que es un transductor de presión. En algunos modos de realización, un primer sensor orofacial se acopla de manera neumática a una abertura de la tetina definida por la tetina, con el primer sensor orofacial adaptado para percibir una señal de succión. En algunos modos de realización, el electrodo se sitúa en una base de tetina para percibir la señal de la musculatura facial del sujeto. Algunos modos de realización incluyen un ensamblaje receptor dispuesto entre la tetina y el primer sensor orofacial. [0011] En algunos modos de realización, el procesador está adaptado para calcular una indicación de la deficiencia en la succión utilizando, al menos en parte, la indicación del perfil de succión y un perfil de succión predeterminado. Algún modo de realización incluye al menos un dispositivo de almacenamiento de memoria adaptado para almacenar el historial de uno o una combinación de: la al menos una señal de succión, la al menos una señal de la musculatura facial, la indicación del perfil de succión, una indicación de la deficiencia de succión, una señal de control de estímulo, una señal de fuerza y una señal de desplazamiento. [0012] El módulo de control del estímulo, en diversos modos de realización, está adaptado para proporcionar una señal de control del estímulo, basándose la señal de control del estímulo, al menos en parte, en la indicación de la deficiencia de succión, donde la señal de control del estímulo se utiliza para ajustar o iniciar un estímulo proporcionado a un sujeto. Algunos modos de realización incluyen un dispositivo de estimulación que incluye un motor, adaptado para transformar una señal de control de estímulo en una acción mecánica; y un aplicador de estímulo conectado mecánicamente al motor, estando el aplicador de estímulo adaptado para importar la acción mecánica al sistema orofacial del sujeto. En algunos modos de realización, el motor comprende además al menos un sensor del dispositivo de estimulación adaptado para proporcionar uno o ambos de: un señal de fuerza y una señal de desplazamiento. [0013] La presente materia en diversos modos de realización incluye un dispositivo de visualización adaptado para ilustrar, en tiempo real, una o una combinación de: la al menos una señal de la musculatura facial, la indicación del perfil de succión, una indicación de la deficiencia de succión y una señal de control del estímulo. [0014] Otro modo de realización de la presente materia incluye acoplar un sensor de succión a una tetina; acoplar el sensor de succión a una carcasa; acoplar al menos un sensor orofacial a la carcasa; acoplar un dispositivo de estimulación de retroalimentación de fuerza (force-feedback) a la carcasa; e interconectar, dentro de la carcasa, un procesador al dispositivo de estimulación, el sensor de succión, y el al menos un sensor orofacial, teniendo el procesador una memoria. [0015] Este Resumen es una visión de conjunto de algunas de las enseñanzas de la presente solicitud y no pretende ser un tratamiento exclusivo o exhaustivo de la presente materia. La descripción detallada y reivindicaciones adjuntas contienen más detalles de la presente materia. Otros aspectos serán evidentes para personas con experiencia en la técnica al leer y comprender la siguiente descripción detallada y al ver los dibujos que forman parte de la misma, ninguno de los cuales debe tomarse en sentido limitativo. El alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes legales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS [0016] En los dibujos, que no necesariamente se encuentran dibujados a escala, los números similares describen componentes similares a lo largo de las distintas vistas. Los dibujos ilustran generalmente, a modo de ejemplo, pero no a modo de limitación, diversos modos de realización analizados en la presente solicitud. La Figura 1 es una vista lateral parcial, con un corte, e ilustrando un sistema que tiene una primera parte 500 y una segunda parte 600 para estudiar a un paciente, según un modo de realización de la presente materia. La Figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra partes de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 3A es una vista en perspectiva que ilustra una parte de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 3B es una vista frontal que ilustra la parte de un sistema ilustrada en la Figura 3A.

La Figura 3C es una vista transversal tomada a lo largo de la línea 3C -3C de la Figura 3B que ilustra una parte de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra un ensamblaje de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 5A es un gráfico que ilustra el rendimiento de un elemento de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia.

La Figura 5B es un gráfico que ilustra el rendimiento de un elemento de un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 6A es un gráfico que ilustra los datos recogidos por un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 6B es un gráfico que ilustra los datos recogidos por un sistema construido según al menos un modo de realización de la presente materia. La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un método construido según al menos un modo de realización... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (100) para succión no nutritiva por un sujeto, que comprende:

una tetina (112) ; una pluralidad de sensores orofaciales (108, 120) adaptados para detectar al menos una señal de succión y detectar además al menos una señal de la musculatura facial, incluyendo la pluralidad de sensores orofaciales una pluralidad de electrodos (120) configurados para detectar la al menos una señal de la musculatura facial; y un procesador (122) adaptado para recibir la al menos una señal de succión y la al menos una señal de la musculatura facial, donde el procesador está configurado para calcular una indicación del perfil de succión basada en la al menos una señal de succión y la al menos una señal de la musculatura facial y para calcular una indicación de deficiencia de succión usando la indicación del perfil de succión y un perfil de succión predeterminado, y donde los electrodos (120) están configurados de forma anular en la base de la tetina (116) de forma que se adapten a la curvatura de la cara del sujeto.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de electrodos incluye ocho electrodos distanciados 4, 5 milímetros unos de otros, estando formado cada electrodo como un disco de 4, 0 mm de diámetro.

3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la tetina comprende una abertura de tetina (114) , y en el que uno de dichos sensores orofaciales está unido de forma neumática a la abertura de tetina para detectar la al menos una señal de succión.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que el sensor orofacial unido de forma neumática a la abertura de tetina es un transductor de presión.

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un módulo de control del estímulo adaptado para proporcionar una señal de control del estímulo, basada la señal de control del estímulo en la indicación de deficiencia de succión, donde la señal de control del estímulo se utiliza para ajustar

o iniciar un estímulo proporcionado al sujeto.

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un dispositivo de estimulación, incluyendo el dispositivo de estimulación un motor (104) , adaptado para transformar una señal de control del

estímulo en una acción mecánica; y un aplicador de estímulos unido mecánicamente al motor, estando adaptado el aplicador de estímulos para importar la acción mecánica al sistema orofacial del sujeto.

7. El sistema de la reivindicación 6, en el que el motor además comprende al menos un sensor del dispositivo de estimulación adaptado para proporcionar una o ambas de: una señal de fuerza y señal de desplazamiento.

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pluralidad de electrodos está ubicada en la base de la tetina para detectar la al menos una señal de la musculatura facial del sujeto.

9. El sistema de la reivindicación 3, que comprende además un ensamblaje receptor dispuesto entre la tetina y el sensor orofacial, estando adaptado el ensamblaje receptor para una unión desmontable de un chupete (110) .

10. El sistema de la reivindicación 7, que comprende además al menos un dispositivo de almacenamiento de memoria adaptado para almacenar un historial de una o una combinación de: la al menos una señal de succión, la al menos una señal de la musculatura facial, la indicación del perfil de succión, la indicación de la deficiencia de succión, la señal de control del estímulo, la señal de fuerza y la señal de desplazamiento.

11. El sistema de la reivindicación 10, que comprende además un dispositivo de visualización adaptado para ilustrar, en tiempo real, una o una combinación de: la al menos una señal de la musculatura facial, la indicación del perfil de succión, la indicación de la deficiencia de succión y la señal de control del estímulo.

12. Un método que comprende: acoplar un sensor de succión a una tetina, estando adaptado el sensor de succión para detectar al menos una señal de succión no nutritiva de un sujeto; acoplar el sensor de succión a una carcasa;

acoplar los sensores de la musculatura facial a la carcasa, incluyendo cada sensor de la musculatura facial un electrodo configurado para detectar al menos una señal de la musculatura facial del sujeto donde los electrodos están dispuestos de forma anular en la base de la tetina de manera que se adapten a la curvatura de la cara del sujeto; acoplar un dispositivo de estimulación de retroalimentación de fuerza a la carcasa; e interconectar, dentro de la carcasa, un procesador con el dispositivo de estimulación, el sensor de succión y el al menos un sensor de la musculatura facial, teniendo el procesador una memoria y estando adaptado para calcular una indicación del perfil de succión basada en la al menos una señal de succión y la al menos una señal de la musculatura facial y para calcular una indicación de deficiencia de succión usando la indicación del perfil de succión y un perfil de succión predeterminado.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el acoplamiento del sensor de succión a la tetina incluye acoplar de forma neumática el sensor de succión a una abertura (114) en la tetina.

14. El método de la reivindicación 12 o reivindicación 13, que comprende además acoplar un ensamblaje que comprende un motor, un aplicador de estímulo y al 10 menos un sensor de estimulación al procesador.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-14, que conecta además un visualizador a la carcasa.

16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-15, que comprende además almacenar información preprogramada en la memoria.

17. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-16, en el que la información preprogramada incluye uno o más perfiles de succión.

18. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-17, en el que una señal de control del estímulo se proporciona a dicho dispositivo de estimulación mediante un módulo de control basado en la indicación de deficiencia de succión.

Interfaz del usuario

externo

visualizador

Circuito de detección

Procesador y circuito Modulo de control

temporizador de estímulo Circuito de salida

memoria

FIGURA 1

Señal de control Adquisición desencadena Pulso motor

Almacenamiento en búfer de anillo, 16 bits, 100 µs de permanencia en cada canal

Comparador Discriminación de de succión umbral de tetina, inicia periodo de muestreo

Succión no nutritiva Presión de succión Desplazamiento motor

Celda de Amplificador corriente DC-servo de fuerza carga Comparador

motor

Retroalimentación de fuerza para administración de estímulo y seguimiento de la carga a tiempo real

Fuerza de contacto Biopotenciales EMG

derecha Izqda Anillo de 8 electrodos derecha Izqda.

FIGURA 2

CARA DEL BEBÉ

FIGURA 3A

FIGURA 3B

Sensor de succión

FIGURA 3C

FIGURA 4

LVDT (mm)

CELDA DE CARGA (N)

FUERZA

Índice Muestra de datos#. 1000 puntos = 100 ms

FIGURA 5A

POSICIÓN

Índice Muestra de datos#. 1000 puntos = 100 ms FIGURA 5B

Frecuencia de observación Amplitud (cm H2O)

FORMA DE ONDA DE LA PRESIÓN

Tiempo (s)

FIGURA 6A

HISTOGRAMA DE PERIODO

Periodo de ciclo (MS)

FIGURA 6B

DETECTAR UNA SEÑAL DE PRESIÓN DE SUCCIÓN

DETECTAR INFORMACIÓN DEL POTENCIAL ELÉCTRICO DESDE LA MUSCULATURA PERIORAL

CALCULAR UNA INDICACIÓN DEL PERFIL DE SUCCIÓN

COMPARAR LA INDICACIÓN DEL PERFIL DE SUCCIÓN

APLICAR UN ESTÍMULO

ALMACENAR UN HISTORIAL DE UNO O MÁS DE: SEÑAL DE PRESIÓN DE SUCCIÓN, INFORMACIÓN DE POTENCIAL ELÉCTRICO, INDICACIÓN DEL PERFIL DE SUCCIÓN Y ESTÍMULO APLICADO

FIGURA 7