Sistemas de electro-estimulador de nervios.

Un aparato (11) para la electro-estimulación nerviosa, el aparato comprende un generador de impulsos,

unelectrodo transcutáneo y un electrodo percutáneo acoplado eléctricamente al generador de impulsos, en donde:

a. el generador de impulsos (10) genera una salida de impulsos de corriente con acoplamiento de CA;

b. el electrodo transcutáneo (14) se acopla eléctricamente al generador de impulsos (10) para entregar lasalida de impulsos de corriente con acoplamiento de CA desde el generador de impulsos (10) a la piel delpaciente;

c. el electrodo percutáneo (12) se acopla eléctricamente al generador de impulsos (10) y tiene un primerextremo (74) para la inserción en el cuerpo de un paciente en las proximidades de un lugar de estimulacióninterna (15) para recibir los impulsos de corriente con acoplamiento en CA desde el electrodo transcutáneo(14);

en donde el generador de impulsos (10) incluye:

i. una batería (24) para proporcionar corriente;

ii. un circuito de oscilador acoplado eléctricamente a la batería (24) para proporcionar impulsos decorriente;

iii. un convertidor de tensión en aumento de CC-CC (38) acoplado eléctricamente a la batería (24) paracambiar la tensión de CC proporcionada por la batería (24);

iv. un condensador de bloqueo de CC (40) acoplado eléctricamente al electrodo transcutáneo (14) y alconvertidor de tensión de aumento de CC-CC (38);

v. un control de corriente (30) que incluye un circuito formador de impulsos acoplado eléctricamente alcircuito de oscilador para dar forma a los impulsos de corriente del circuito oscilador;

vi. un circuito de control de realimentación (46) acoplado eléctricamente al electrodo percutáneo (12) y alcircuito de formación de impulsos, y que se adapta para medir la corriente real entregada a la piel delpaciente y para ajustar la corriente entregada.

Sistemas de electro-estimulador de nervios Antecedentes de la invención Los fisioterapeutas, quiroprácticos y otros proveedores de servicios médicos han utilizado la estimulación muscular y de nervios para tratar diversas dolencias. Estos proveedores de servicios médicos han utilizado la estimulación electrónica muscular (EMS, electronic muscle stimulation) y la estimulación eléctrica transcutánea nerviosa (TENS, transcutaneous electrical nerve stimulation) para el tratamiento de músculos y la rehabilitación de las articulaciones, así como de dolores crónicos. Los urólogos y los ginecólogos/obstetras han utilizado una forma de TENS para la estimulación del suelo pélvico para tratar la incontinencia y el dolor pélvico. Además, los proveedores de servicios médicos han venido utilizado una gran variedad de estimuladores implantables y percutáneos para tratar el dolor, para crear bloqueos locales de los nervios y para tratar la incontinencia, la enfermedad de Parkinson y la esclerosis múltiple.

La estimulación transcutánea, es decir, los estimuladores que no penetran físicamente en la superficie de la piel, son menos invasivos que los estimuladores implantables y percutáneos. Sin embargo, los estimuladores transcutáneos suelen requerir mayores niveles de corriente que los estimuladores implantables y percutáneos. Los mayores niveles de corriente pueden ocasionar irritación e incomodidad cuando se utilizan durante largos períodos. Además, dado que los estimuladores transcutáneos estimulan en la superficie de la piel, su lugar de destino generalmente abarca un área grande. De este modo, los estimuladores transcutáneos pueden no ser sumamente eficaces para la estimulación directa de los nervios.

Más típicamente, los proveedores utilizan estimuladores implantables cuando existe la necesidad de una estimulación directa o estimulación continua de los nervios. Los estimuladores implantables pueden liberar a un paciente de la necesidad de un tratamiento manual constante y frecuente. Sin embargo, los estimulantes implantables pueden ocasionar incomodidad, y a menudo ocasionan un dolor más grave en el lugar de implante.

Los estimuladores percutáneos proporcionan una estimulación directa del nervio sin la invasión de un implante. Sin embargo, los estimuladores percutáneos tradicionales necesitan estar muy cerca de un nervio de destino. El movimiento de la aguja de estimulación puede tener como resultado la pérdida de la capacidad de estimular el nervio de destino. Un proveedor de servicios médicos a menudo necesita volver a insertar y/o colocar la aguja percutánea durante el tratamiento. Además, la impedancia de carga que proporciona el tejido subcutáneo es baja. Esa impedancia baja puede resultar en la transmisión no deseada o accidental de niveles relativamente elevados de corriente. Esos niveles relativamente elevados de corriente pueden provocar daños a los tejidos y a los nervios.

La memoria descriptiva de patente internacional nº WO-A-97/49453 describe un método y un sistema para alterar o modificar la función del tejido nervioso en un paciente. A través de un electrodo se aplica una señal electromagnética al tejido neural.

Un objeto de la invención es proporcionar sistemas de estimulador que proporcionen la no invasión de los sistemas transcutáneos con la eficacia de los sistemas percutáneos.

Otro objeto de la invención es proporcionar sistemas y métodos con menos probabilidad de daño a los nervios y a los tejidos.

Incluso otro objeto de la invención es proporcionar sistemas baratos y duraderos de electro-estimulación de los nervios.

Otros objetos generales y más específicos de esta invención en parte serán obvios y en parte serán evidentes a partir de los dibujos y de la descripción que sigue.

Compendio de la invención Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para la electro-estimulación nerviosa como se especifica en la reivindicación 1.

En un aspecto, la presente invención se dirige a sistemas de electro-estimulador nervioso transcutáneo-percutáneo que sean mínimamente invasivos y que sean eficaces en la estimulación nerviosa directa. Un sistema según un aspecto de la invención incluye un generador de impulsos, un electrodo transcutáneo acoplado eléctricamente al generador de impulsos, y un electrodo percutáneo acoplado eléctricamente al generador de impulsos y que tiene un extremo para la inserción en el cuerpo del paciente. El generador de impulsos produce impulsos que se acoplan entre el electrodo transcutáneo y la aguja percutánea. El electrodo transcutáneo se coloca próximo al lugar de estimulación seleccionado sobre la superficie de la piel. Preferiblemente, el electrodo transcutáneo se coloca distal del lugar de estimulación. El electrodo percutáneo se inserta a través de la piel en las proximidades de un lugar interno de estimulación, preferiblemente en las proximidades del nervio a estimular. Los impulsos del generador de

impulsos atraviesan el lugar de estimulación interna al pasar entre el electrodo transcutáneo y el electrodo interno percutáneo.

En otro aspecto de esta invención, el electrodo transcutáneo permite la máxima dispersión de corriente en el lugar de aplicación. En una realización, la capa interna del electrodo está revestida con un metal sumamente conductor, tal como plata, para dispersar rápidamente la corriente estimuladora por toda la superficie del electrodo.

En otro aspecto de esta invención, dado que el sentido del campo eléctrico puede reducir la intensidad requerida, el sistema incluye un mecanismo para asegurar una polaridad particular de la corriente estimuladora. Según este aspecto de la invención, el sistema tiene un electrodo transcutáneo que se conecta fijamente al primer hilo conductor. Además, el primer y el segundo hilo conductor se combinan en un extremo en un único cable para interaccionar con el generador de impulsos. El cable es "con guía" para tener una interfaz con el generador de impulsos de modo que el electrodo transcutáneo siempre es positivo y el electrodo percutáneo siempre es negativo. En otras palabras, el cable se puede enchufar en el generador de impulsos solo de una manera.

En otro aspecto de esta invención, el circuito eléctrico del generador de impulsos tiene una salida de impulsos de corriente acoplada de CA, e incluye un elemento para medir la cantidad de corriente entregada directamente al paciente. Los estimuladores de pacientes son más seguros cuando los circuitos de salida son con acoplamiento de CA. Los circuitos con acoplamiento de CA garantizan que no pasa corriente de CC al cuerpo. Los estimuladores tradicionales consiguen una salida con acoplamiento de CA utilizando un transformador de corriente. Un sistema según una realización de la presente invención incluye unos circuitos que crean una salida con acoplamiento de CA y sin la necesidad de un transformador de corriente al utilizar un condensador de bloqueo de CC junto con las siguientes características de circuito: un circuito formador de impulsos, una fuente de tensión de aumento de CC-CC, un circuito de conmutación y un control de realimentación de sentido de la corriente/ajuste de estimulación.

En otro aspecto de esta invención, el circuito incluye un recorrido de descarga para el condensador de bloqueo de CC que tiene una constante de tiempo de descarga óptima para adaptarse a la anchura de impulso deseada, un ciclo de trabajo y un intervalo esperado de carga del impulso de salida. Un condensador puede servir como un bloqueo de CC que todavía deja paso a impulsos de corriente con tiempos de subida y bajada suficientemente rápidos. Sin embargo, después de varios impulsos el condensador puede cargarse si no se proporciona un recorrido de descarga. Esta tensión de carga acumulada se resta eficazmente de la tensión de alimentación disponible por lo que se entrega poca o nada de energía de impulso a la carga. El recorrido de descarga en este circuito se diseña preferiblemente para minimizar la posible caída durante el impulso de salida y todavía asegurar la descarga completa en el momento que llega el siguiente impulso.

En otro aspecto de esta invención, el circuito de generador de impulsos incluye la opción de una configuración de descarga activa o pasiva. En la configuración pasiva, en el circuito de salida se puede incluir una resistencia de descarga paralela al condensador de bloqueo de CC y a la carga de salida. En la configuración activa, para descargar el condensador de bloqueo se puede utilizar un conmutador de tipo de transistor. El conmutador puede descargar momentáneamente el condensador cuando el impulso de salida no está activo.

En otro aspecto de esta invención, el circuito... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (11) para la electro-estimulación nerviosa, el aparato comprende un generador de impulsos, un electrodo transcutáneo y un electrodo percutáneo acoplado eléctricamente al generador de impulsos, en donde:

a. el generador de impulsos (10) genera una salida de impulsos de corriente con acoplamiento de CA;

b. el electrodo transcutáneo (14) se acopla eléctricamente al generador de impulsos (10) para entregar la salida de impulsos de corriente con acoplamiento de CA desde el generador de impulsos (10) a la piel del paciente;

c. el electrodo percutáneo (12) se acopla eléctricamente al generador de impulsos (10) y tiene un primer extremo (74) para la inserción en el cuerpo de un paciente en las proximidades de un lugar de estimulación interna (15) para recibir los impulsos de corriente con acoplamiento en CA desde el electrodo transcutáneo (14) ;

en donde el generador de impulsos (10) incluye:

i. una batería (24) para proporcionar corriente;

ii. un circuito de oscilador acoplado eléctricamente a la batería (24) para proporcionar impulsos de 15 corriente;

iii. un convertidor de tensión en aumento de CC-CC (38) acoplado eléctricamente a la batería (24) para cambiar la tensión de CC proporcionada por la batería (24) ;

iv. un condensador de bloqueo de CC (40) acoplado eléctricamente al electrodo transcutáneo (14) y al convertidor de tensión de aumento de CC-CC (38) ;

v. un control de corriente (30) que incluye un circuito formador de impulsos acoplado eléctricamente al circuito de oscilador para dar forma a los impulsos de corriente del circuito oscilador;

vi. un circuito de control de realimentación (46) acoplado eléctricamente al electrodo percutáneo (12) y al circuito de formación de impulsos, y que se adapta para medir la corriente real entregada a la piel del paciente y para ajustar la corriente entregada.

2. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el electrodo transcutáneo (14) incluye una capa (64) que comprende plata.

3. Un aparato según la reivindicación 1 o 2, en donde el generador de impulsos (10) incluye además un circuito de descarga (42) para el condensador de bloqueo de CC (40) .

4. Un aparato según la reivindicación 3, en donde el circuito de descarga (42) incluye un circuito activo.

5. Un aparato según la reivindicación 4, en donde el circuito activo incluye un conmutador (112) para proporcionar un recorrido de descarga momentánea para el condensador de bloqueo de CC (40) y unos medios de activación de conmutador para activar el conmutador en sincronización con los impulsos de corriente.

6. Un aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde el circuito de descarga (42) incluye un circuito pasivo.

7. Un aparato según la reivindicación 6, en donde el circuito pasivo incluye una resistencia (102) acoplada eléctricamente al condensador de bloqueo de CC (40) para proporcionar un recorrido de descarga para el condensador de bloqueo de CC (40) .

8. Un aparato según la reivindicación 7, en donde el condensador de bloqueo de CC (40) tiene una capacitancia seleccionada y la resistencia (102) tiene una resistencia seleccionada de tal manera que la constante de tiempo de la resistencia (102) acoplada al condensador de bloqueo de CC (40) tiene como resultado una descarga completa del condensador de bloqueo de CC (40) entre los impulsos sin ocasionar un deterioro sustancial de los impulsos.