IT8984988A1

IT8984988A1 - PULSE GENERATOR DEVICE FOR STIMULATORY USE IN MEDICINE.

Info

Publication number: IT8984988A1
Application number: IT1989A84988A
Authority: IT
Inventors: Fausto Sartori
Original assignee: Fausto Sartori
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1989-10-10
Publication date: 1991-04-10
Also published as: IT8984988A0; IT1236848B

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo generatore di impulsi per uso stimolatorio in medicina del tipo comprendente uno o pi? elettrodi attivati da un alimentatore tramite una circuiteria elettronica di regolazione e di controllo. The present invention relates to a pulse generator device for stimulatory use in medicine of the type comprising one or more? electrodes activated by a power supply through an electronic regulation and control circuitry.

Come ? noto, nel campo della riabilitazione motoria in generale, e pi? in particolare nel campo dell'ortopedia cranica, vengono molto sfruttati gli elettro stimolatori per terapie finalizzate al recupero funzionale di una parte del corpo eventualmente traumatizzata oppure di una parte del corpo soggetta ad eventi patologici. How ? known, in the field of motor rehabilitation in general, and more? in particular in the field of cranial orthopedics, electro stimulators are widely used for therapies aimed at the functional recovery of a possibly traumatized part of the body or of a part of the body subject to pathological events.

Gli elettrostimolatori attualmente in commercio sono esclusivamente finalizzati a provocare la contrazione diretta muscolare o agendo direttamente sulla parte interessata o tramite la stimolazione di tronchi nervosi interessati a quella funzione. Pi? dettagliamente la stimolazione tramite questi dispositivi non coinvolge espressamente altre funzioni muscolari collegate con quella parte del corpo direttamente soggetta all'eccitazione. The electrostimulators currently on the market are exclusively aimed at causing direct muscle contraction either by acting directly on the affected part or by stimulating nerve trunks involved in that function. Pi? in detail, the stimulation through these devices does not explicitly involve other muscular functions connected with that part of the body directly subject to arousal.

Tuttavia ? da tener presente che l'organismo umano, non potendo essere settorializzato dal punto di vista della funzionalit? muscolare, ? un complesso che si muove per schemi motori che tendono a consumare un basso gradiente di energia e, a tale scopo, ? strutturato in modo tale che i propri circuiti nervosi vengono abilitati a catena per via riflessa mano a mano che i vari, distretti muscolari, cio? le varie parti, sono implicati nell'azione funzionale di eccitazione. However ? to keep in mind that the human organism, not being able to be sectored from the point of view of functionality? muscular,? a complex that moves through motor patterns that tend to consume a low gradient of energy and, for this purpose,? structured in such a way that its own nervous circuits are enabled in a chain by reflex way as the various, muscular districts, that is? the various parts are involved in the functional action of excitation.

Dal punto di vista energetico questo coninvolgimanto di riflesso ? carattetizzato dal fatto che viene instaurata non solo una sincronia spaziale tra le varie parti del corpo implicate, ma anche una sincronia temporale in modo da determinare un risparmio e? nergetico globale sia rispetto al distretto corporeo direttamente interessato sia tra i vari distretti corporei adiacenti a quest'ultimo. From the energetic point of view this coninvolgimanto as a reflection? characterized by the fact that not only a spatial synchrony is established between the various parts of the body involved, but also a temporal synchrony in order to determine a saving and? global energy both with respect to the body district directly concerned and between the various body districts adjacent to the latter.

In sintesi si tende a raggiungere un risparmio energetico che implica una continua opposizione di fase tra energia potenziale ed energia cinetica della parte del corpo, o distretto corporeo, interessata. In base a quanto sopra detto risulta notevolmente limitativo interessare alla stimolazione solo la parte direttamente coinvolta nell'effetto dell'eleltrostimolatore , senza sfruttare questi concetti di coinvolgimento delle altre sezioni con distretti muscolari del corpo umano coinvolti in un modo o nell'altro nella funzione motoria. In summary, there is a tendency to achieve energy saving which implies a continuous phase opposition between potential energy and kinetic energy of the part of the body, or body district, concerned. On the basis of the above, it is considerably limiting to involve only the part directly involved in the effect of the electrostimulator in the stimulation, without exploiting these concepts of involvement of the other sections with muscle groups of the human body involved in one way or another in the motor function. .

Per essere pi? precisi, gli attuali elettrostimola -tori non permettono di sfruttare tutta la fisiolog?a. del recupero energetico, cosi come sopra esposta, nonch? i meccanismi neurologici di riflesso, i quali tutti, tramite inibizioni reciproche tra muscolo e muscolo, oltre che tramite estensione e flessione di muscoli adiacenti, permettono di ottenere una stimolazione molto pi? globale e qualitativamente con migliori effetti terapeutici. To be more? precise, the current electro-stimulators do not allow to exploit all the physiology. of energy recovery, as described above, as well as? the neurological reflex mechanisms, which all, through mutual inhibitions between muscle and muscle, as well as through extension and flexion of adjacent muscles, allow to obtain a much more stimulation? overall and qualitatively with better therapeutic effects.

Questa limitazione degli elettrostimolatori attualmente in commercio ? dovuta al fatto che nessuno di essi permette una variabilit? dei parametri di. identificazione di un onda impulsiva, nonch? non permettono di poter lavorare in opposizione costante di fase. A seguito di questi aspetti risulta ovvio che quanto vengono piazzati uno o pi? elettrodi di stimolazione in particolari parti del corpo umano essi possono solo produrre una contrazione costrittiva in maniera diretta, non graduatabili e essenzialmente non ritmici, il che spiega gi? da solo il fatto che non possa riprodurre la funzionalit? muscolare cos? coma naturalmente essa si esplica. This limitation of the electrostimulators currently on the market? due to the fact that none of them allows a variability? of the parameters of. identification of an impulsive wave, as well as? they do not allow to work in constant phase opposition. Following these aspects it is obvious that how much are placed one or more? stimulation electrodes in particular parts of the human body they can only produce a constricting contraction in a direct manner, non-graduable and essentially non-rhythmic, which already explains? alone the fact that it can not reproduce the functionality? muscle cos? coma naturally it occurs.

Lo scopo principale della presente invenzione ? quello di eliminare gli inconvenienti sopra citati relativamente ai sistemi e ai dispositivi attualmen te in uso, realizzando e mettendo a disposizione un dispositivo generatore di implusi per uso stimolatorio in medicina in cui ? presente una circuiteria che, regolando e controllando opportunamente la corrente che viene inviata a una o pi? sonde piazzate sulle parti interessate del corpo umano, permette di sfruttare e realizzare il movimento ritmico dei muscoli riproducendo la naturale fisiologia motoria del corpo umano. The main purpose of the present invention? that of eliminating the aforementioned drawbacks relating to the systems and devices currently in use, by realizing and making available a device generating implusions for stimulatory use in medicine in which? present a circuitry which, by regulating and properly controlling the current that is sent to one or more? probes placed on the interested parts of the human body, allows to exploit and realize the rhythmic movement of the muscles by reproducing the natural motor physiology of the human body.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi vengono raggiunti nel corso della descrizione seguente, in accordo cori la presente invenzione, da un dispositivo generatore di impulsi per uso stimolatorio in medicina del tipo comprendente uno o pi? elettrodi attivati da una alimentatore tramite una circuiteria elettronica di regolazione e di controllo, caratterizzato dal fatto che detta circuiteria presenta dei mezzi circuitali per le variazioni parametriche dell'onda impulsiva da inviare agli elettrodi, nonch? dei mezzi circuitali per la inversione dell'onda impulsiva medesima. Further characteristics and advantages are achieved in the course of the following description, in accordance with the present invention, by a pulse generator device for stimulatory use in medicine of the type comprising one or more? electrodes activated by a power supply through an electronic regulation and control circuitry, characterized in that said circuitry has circuit means for the parametric variations of the impulse wave to be sent to the electrodes, as well as circuit means for the inversion of the impulsive wave itself.

Vantaggiosamente tale dispositivo permette inoltre di ottenere un notevole effetto trofico selettivo sui tessuti scheletrici, specialmente quelli di tipo molle. Advantageously, this device also allows to obtain a considerable selective trophic effect on skeletal tissues, especially those of the soft type.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non eslusiva di un dipsositivo generatore di impulsi per uso stimolatorio in medicina, data a titolo puramente indicativo e pertanto non limitativo, in cui viene rappresentato uno schema a blocchi della circuiteria del detto dispositivo secondo la presente i venzione, Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the detailed description of a preferred but not exclusive embodiment of a pulse generator device for stimulatory use in medicine, given purely by way of indication and therefore not limiting, in which a schematic diagram is shown. blocks of the circuitry of said device according to the present invention,

Facendo riferimento a tale figura ? stata indicata con 1 una sonda, o elettrodo, da applicare sul corpo umano . Referring to that figure? 1 indicates a probe, or electrode, to be applied to the human body.

Una analoga sonda, indicata con H, ? stata rappre sentata in figura ed entrambe hanno in comune un collegamento illustrato con il blocco 3. A similar probe, indicated with H,? has been shown in the figure and both have in common an illustrated connection with block 3.

Entrambe le sonde 1 e E , tramite degli amplificatori in corrente continua indicati rispettivamente con 4 e 5, vengono alimentate da un alimentatore 6, il quale poi permette l'attivazione di un circuito generatore di impulsi, continui o temporizzati 7 che, tramite una cadenza ciclica determinata da un oscillatore ad onda quadra 8, permette di variare in ampiezza, in frequenza e in larghezza la variazione delle detta onda impulsiva che viene inviata alle sonde 1 e 2 applicate sul corpo umano, tramite un apposito circuito indicato in figura con 9 e/o i? noltre di invertire il medesimo impulso tramite un circuito invertitore 10. Dopo aver descritto in senso prevalentemente strutturale il dispositivo, anche nel suo contesto circuitale dove lavora, secondo la presente invenzione, viene descritto adesso il suo funzionamento . Both probes 1 and E, by means of direct current amplifiers indicated respectively with 4 and 5, are powered by a power supply 6, which then allows the activation of a continuous or timed pulse generator circuit 7 which, by means of a cyclic determined by a square wave oscillator 8, allows to vary in amplitude, frequency and width the variation of the said impulsive wave that is sent to the probes 1 and 2 applied on the human body, by means of a special circuit indicated in the figure with 9 and / or i? in addition to inverting the same pulse by means of an inverting circuit 10. After having described the device in a mainly structural sense, also in its circuit context where it works, according to the present invention, its operation is now described.

Prima di tutto bisogna specificare che la parte circuitale inteiressata dal dispositivo secondo la presente invenzione ?? quella relativa alle componenti circuitali indicate con 7, 9, IO, in combinazione con il circuito oscillatore 8. First of all it must be specified that the circuit part affected by the device according to the present invention? that relating to the circuit components indicated by 7, 9, 10, in combination with the oscillator circuit 8.

Quando vengono applicate due sonde 1. e 2 al corpo umano, ? possibile intervenire tramite il circuito 9 sui parametri costitutivi dell'onda impulsiva e variarne cos? o l'ampiezza o la frequenza o la larghezza, e nello stesso tempo, agendo sul circuito invertitore 10, inviare una onda invertita o alla sonda 1 o alla sonda 2 a ad entrambe. When are two probes 1 and 2 applied to the human body,? Is it possible to intervene through the circuit 9 on the constituent parameters of the impulsive wave and thus vary it? either the amplitude or the frequency or the width, and at the same time, acting on the inverter circuit 10, send an inverted wave either to the probe 1 or to the probe 2 a to both.

In questo modo , dopo aver piazzato gli elettrodi, ? possibile coordinare la stimolazione dei vari circuiti attivatori in modo da far funzionare le due sonde 1 e 2 in opposizione di fase tra loro dopo che esse sono state piazzate su dei muscoli antagonisti o, come si suol dire, controlaterali. In this way, after placing the electrodes,? It is possible to coordinate the stimulation of the various activating circuits so as to make the two probes 1 and 2 work in phase opposition to each other after they have been placed on antagonistic or, as they say, contralateral muscles.

Procedendo in tal modo si imita meglio la fisiologia motoria e si favorisce la contrazione di un muscolo a seguito della precedente contrazione del suo antagonista. Proceeding in this way, the motor physiology is better imitated and the contraction of a muscle is favored following the previous contraction of its antagonist.

In termini medici ci? vuol dire che si induce trofia muscolare neurologica ed articolare in maniera totalmente elastica. In medical terms there? it means that neurological and articular muscular trophy is induced in a totally elastic way.

Se poi tale alternanza di funzione tra muscoli antagonisti viene resa ritmica, in assenza della volont? individuale, tale dipositivo pu? essere sfruttato per correggere danni motori provocati da eventi patologici . If then this alternation of function between antagonist muscles is made rhythmic, in the absence of the will? individual, this device can? be used to correct motor damage caused by pathological events.

Nel settore odontoiatrico, per esempio, ? possibile in tale modo riprodurre i movimenti masticatori per uso riabilitativo. In the dental sector, for example,? in this way it is possible to reproduce the chewing movements for rehabilitation use.

Risulta ovvio che la regolazione della frequenza deve essere molto importante in quanto quest'ultima deve avvicinarsi alla frequenza propria di oscillazione dei distretti muscolari interessati a quella funzione, cio? come si suol dire tecnicamente, deve far rientrare in risonanza tale distretti. It is obvious that the regulation of the frequency must be very important as the latter must approach the natural oscillation frequency of the muscle groups involved in that function, that is? as they say technically, it must bring these districts back into resonance.

Inoltre tale tipo di stimolazione, provocata dal dispositivo secondo la presente invenzione, nel caso di applicazione su tessuti scheletrici di tipo molle, permette un accrescimento del tessuto osseo medesimo in maniera molto pi? uniforme ed elastica e principalmente in maniera totalmente dinamica. Furthermore, this type of stimulation, caused by the device according to the present invention, in the case of application on soft-type skeletal tissues, allows a much greater growth of the bone tissue itself. uniform and elastic and mainly in a totally dynamic way.

Il trovato raggiunge cosi gli scopi proposti. The invention thus achieves the intended aim and objects.

Infatti ? possibile cos? migliorare e rendere pi? specifico la stimolazione muscolare di vari settori del corpo umano, oltre a poter sfruttare la possibilit? di produrre un effetto trofico selettivo sui tessuti scheletrici specialmente quelli molli; inoltre sfruttando la possibilit? di invertire gli impulsi e di variare la frequenza, l'ampiezza e la larghezza dell'onda impulsiva, inviata poi alle sonde applicate sul corpo umano, ? possibile riprodurre meglio la fisiologia motoria, ottenendo gli effetti neurologici che, terapeuticamente parlando, sono molto pi? ottimali rispetto alla normale stimolazione statica attualmente ottenuta con gli elet ? trostimolatori in commercio. Indeed ? possible cos? improve and make more? specific muscle stimulation of various sectors of the human body, as well as being able to exploit the possibility? to produce a selective trophic effect on skeletal tissues especially soft ones; also taking advantage of the possibility? to invert the impulses and to vary the frequency, the amplitude and the width of the impulsive wave, then sent to the probes applied on the human body,? possible to better reproduce the motor physiology, obtaining the neurological effects which, therapeutically speaking, are much more? optimal compared to the normal static stimulation currently obtained with the elect? trostimulators on the market.

In alternativa ? possibile sfruttare tale dispositivo in combinazione con particolari strutture meccaniche che, mossa opportunamente, possono determinare particolari sviluppi selettivi dei tessuti in funzione della parte del corpo interessata e delle modalit? di applicazione con cui tali strutture sono fissate sul corpo umano. Alternatively? It is possible to exploit this device in combination with particular mechanical structures which, when moved appropriately, can determine particular selective developments of the tissues according to the part of the body concerned and the modalities? application with which these structures are fixed on the human body.

Ovviamente devono essere poi effettuati degli adattamenti tra il dispositivo secondo la presente funzione e tali strutture, ma, relativamente all'applicazione diretta delle sonde sul corpo umano, ? possibile gi? di per s? ottenere tali effetti migliorativi . Obviously, adaptations must then be made between the device according to the present function and these structures, but, with regard to the direct application of the probes on the human body,? possible already? by itself? obtain such ameliorative effects.

Ovviamente sono possibili ulteriori variazioni e modifiche sia di carattere strutturale che applicativo tutte rientranti nell?ambito inventivo del presente trovato . Obviously further variations and modifications of both a structural and applicative nature are possible, all falling within the inventive scope of the present invention.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Stimulator pulse generator device in medicine of the type comprising one or more? electrodes activated by a power supply through an electronic regulation and control circuit, characterized by the fact that said circuitry has circuit means for the parametric variations of the impulse wave to be sent to two electrodes, as well as circuit means for the inversion of the impulsive wave itself. ?) Pulse generator device according to claim 1, characterized in that straight circuit means for the parametric variations of the pulse wave are represented by a circuit for adjusting the amplitude, frequency and width of the pulse wave sent to the electrodes , connected, on the side of its input, with a square wave oscillator, which acts as a cyclic timer, in turn connected, on the side of its input, with a continuous or timed pulse generator circuit, the latter directly connected to a power supply. 3) Pulse generator device according to claim 1, characterized by the fact that said circuit means for the inversion of the pulse wave consist of an inverting circuit, connected at the output, by means of respective direct current amplifier circuits, with one or more? electrodes having a common connection with said amplifiers. ^) Pulse generator device according to claim 1, characterized in that said circuit means for the parametric variations of the pulse wave are connected in cascade with the pulse inverter circuit, so as to be able to vary the pulse of one or both the impulsive waves sent to the electrodes. 5) Pulse generator device as described above and illustrated for the purposes specified above.