ES2261271T3 - Dispositivo combinado de fijacion externa y estimulador del crecimiento tisular/oseo. - Google Patents
Dispositivo combinado de fijacion externa y estimulador del crecimiento tisular/oseo.Info
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Abstract
Aparato (220) para tratamiento de fracturas, osteotomías, lesiones del tejido blando y cirugía plástica, que comprende: un dispositivo de fijación externa (260) para estabilización de una parte seleccionada de un paciente, un estimulador del crecimiento tisular/óseo (270) acoplado al dispositivo de fijación externa (220) y que forma un componente integral del mismo, caracterizado porque el estimulador del crecimiento óseo y tisular comprende al menos una bobina transductora (284a, 284b) capaz de funcionar para generar un campo electromagnético para estimular el crecimiento del hueso y/o tejido en la parte seleccionada del paciente.
Description
Dispositivo combinado de fijación externa y
estimulador del crecimiento tisular/óseo.
En general, la presente invención se refiere a
dispositivos médicos y más en particular a un dispositivo combinado
de fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo.
A menudo se usan dispositivos de fijación
externa en el tratamiento de fracturas, lesiones del tejido blando
y cirugía plástica. Con frecuencia se usan férulas o dispositivos de
estabilización externa para colocar una fractura u osteotomía en
alineación adecuada durante el proceso de cicatrización. Asimismo,
se pueden usar dispositivos de fijación externa en una serie de
procedimientos clínicos para alargar o acortar un hueso o para
retrasar una artroplastia. Con frecuencia se usan varios tornillos
óseos para proporcionar compresión interfragmentaria o para acoplar
placas que proporcionan compresión, impiden el desplazamiento de
fragmentos óseos o tisulares y sujetan los fragmentos óseos o
tisulares fracturados durante la cicatrización. Estos tornillos,
alambres y/o clavos se colocan a través de una o ambas cortezas de
hueso para colocar y alinear de manera adecuada la fractura,
seudoartrosis u osteotomía. Las fracturas óseas de retraso de
consolidación o seudoartrosis normalmente se consideran lesiones
que no han progresado satisfactoriamente hacia la cicatrización. Los
dispositivos de fijación externa permiten un fácil acceso a las
heridas, un ajuste durante el transcurso de la cicatrización y, con
frecuencia, permiten un uso más funcional de la extremidad
fracturada. Dichos dispositivos se pueden usar en lugar de una
escayola convencio-
nal.
nal.
Por ejemplo, algunos dispositivos convencionales
de fijación se pueden usar para sujetar de manera ajustable una
primera parte de hueso, por encima de una osteotomía, en una
posición respecto a una segunda parte de hueso por debajo de la
osteotomía. Lamentablemente, muchos de estos dispositivos pueden
reducir la capacidad del médico para supervisar el proceso de
cicatrización y/o para acceder al área que rodea la osteotomía. Por
ejemplo, algunos dispositivos convencionales de fijación pueden
bloquear o limitar las técnicas de exploración, tales como
exploración radiográfica, por ultrasonido y/o visual de un zona de
tratamiento.
La terapia con campos electromagnéticos pulsados
(PEMF) se ha usado para tratar problemas del aparato locomotor
resistentes a los medicamentos. Ejemplos de terapia PEMF incluyen
tratamiento de fracturas óseas por seudoartrosis y fracturas óseas
por retraso de consolidación. Asimismo, la terapia PEMF se ha usado
para el tratamiento de varios tipos de lesiones del tejido blando
corporal.
La terapia PEMF se ha usado satisfactoriamente
para tratar fusión vertebral, artrodesis fallida, osteonecrosis,
así como tendinitis insensible al tratamiento crónica, úlceras de
decúbito y ligamento, lesiones de tendón, osteoporosis y pie de
Charcot. Durante la terapia PEMF, por lo general, se pone una bobina
transductora electromagnética en la proximidad de la lesión
reumática o lesión del tejido corporal (a la que a veces se hace
referencia como "área afectada" o "parte seleccionada")
de tal manera que la emisión de impulsos a la bobina transductora
producirá un campo aplicado o de excitación que penetra en el hueso
dañado subyacente o en otro tejido corporal. Normalmente, la
terapia PEMF usa campos electromagnéticos de baja energía y de
tiempo variable.
No obstante, el proceso de cicatrización puede
seguir necesitando un tiempo prolongado, incluso con el uso de
dispositivos de fijación externa. En dichos procedimientos a veces
se pueden producir complicaciones derivadas del uso de dispositivos
de fijación externa. Complicaciones tales como infección en la
superficie de contacto del clavo o tornillo con un paciente, pueden
tener como consecuencia que se afloje el clavo y que atenuar la
eficacia del dispositivo de fijación externa.
La patente estadounidense US3.918.440 describe
un dispositivo para potenciar la formación de material óseo en la
región de la estructura ósea de un ser vivo mediante la aplicación
de una señal de C.A. que incluye al menos dos electrodos que se
pueden introducir en el hueso, y una fuente de señal de C.A., que
tiene al menos dos cables de conexión.
De conformidad con las enseñanzas de la presente
invención, se han reducido sustancialmente o eliminado los
inconvenientes y problemas asociados al uso de dispositivos de
fijación externa.
La invención proporciona un aparato para
tratamiento de fracturas, osteotomías, lesiones del tejido blando y
cirugía plástica, que comprende:
un dispositivo de fijación externa para
estabilización de una parte seleccionada de un paciente, un
estimulador del crecimiento tisular/óseo acoplado al dispositivo de
fijación externa y que forma un componente integral del mismo,
caracterizado porque,
el estimulador del crecimiento óseo y tisular
comprende al menos una bobina transductora capaz de funcionar para
generar un campo electromagnético para estimular el crecimiento del
hueso y/o del tejido en la parte seleccionada del paciente.
El aparato estimulador del crecimiento
tisular/óseo puede incluir un circuito eléctrico acoplado al
dispositivo de fijación externa y que forma un componente integral
del mismo y capaz de funcionar para generar una señal de excitación
eléctrica. Asimismo, el aparato estimulador del crecimiento
tisular/óseo incluye un cable adaptado para conectar la señal de
excitación eléctrica a una parte de estimulador capaz de funcionar
para proporcionar un campo electromagnético para estimular el
crecimiento del hueso y del tejido en la parte seleccionada del
paciente y/o en otras partes del paciente. Más en particular, el
campo electromagnético se puede producir dirigiendo una corriente a
través del dispositivo de fijación externa hasta el paciente.
El dispositivo de fijación externa se puede
conectar al paciente usando dispositivos de estabilización, tales
como clavos, tornillos óseos o alambres, que se implantan en el
paciente según procedimientos conocidos. El dispositivo de fijación
externa puede actuar para estabilizar, comprimir o dilatar la parte
seleccionada del paciente. Por ejemplo, el dispositivo de fijación
externa puede comprimir una fractura ósea, contribuyendo al
tratamiento aumentado el área de contacto de la fractura y
disminuyendo el espacio de fractura. Se puede ajustar
selectivamente la longitud o posición del dispositivo de fijación
externa para contribuir a un tratamiento eficaz. En una forma de
realización la longitud del dispositivo de fijación externa se puede
alargar o comprimir selectivamente. Por ejemplo, el dispositivo de
fijación de estructura se puede acortar gradualmente para comprimir
una fractura o alargar gradualmente para contribuir al alargamiento
o contracción de extremidades.
Se puede proporcionar un circuito eléctrico que
genera una corriente de impulsos que se puede desplazar a través de
dos o más clavos y que proporciona un campo electromagnético al área
afectada del paciente que sujeta el dispositivo de fijación
externa. Al menos una bobina transductora electromagnética se puede
fijar al dispositivo de fijación externa para proporcionar un campo
electromagnético a la parte afectada del paciente. Según otra forma
de realización de la presente invención la bobina electromagnética
se puede colocar selectivamente para proporcionar terapia PEMF al
área afectada del paciente. Por ejemplo, la bobina electromagnética
se puede situar para proporcionar terapia PEMF a una fractura o a
un área de afectación tisular. El tratamiento del área afectada del
paciente con el campo electromagnético puede aumentar la densidad
mineral ósea y estimular el crecimiento tisular. Una ventaja de
este tipo puede reducir el tiempo necesario de cicatrización.
Según otra forma de realización preferida de la
invención, el aparato es capaz de funcionar para reducir la
posibilidad de infección en la superficie de contacto con el
paciente. El dispositivo tiene las ventajas de usar un dispositivo
tradicional de fijación externa pero con un riesgo menor de
complicación por infección. Por ejemplo, la superficie de contacto
con el paciente puede ser propensa a osteomielitis o a otras
infecciones que la presente invención puede evitar o curar. Una
ventaja adicional es que la fijación de la bobina transductora
electromagnética garantiza que el área afectada recibirá, de forma
rutinaria, el tratamiento PEMF deseado.
Adicionalmente, en caso de que el paciente sufra
o tenga una infección preexistente en la superficie de contacto con
el paciente o alrededor de ésta, el estimulador del crecimiento
tisular/óseo puede contribuir a recuperarse de la infección.
Beneficios técnicos adicionales incluyen aumento de la eficacia del
dispositivo de fijación externa reduciendo el riesgo de
aflojamiento del clavo provocado por infección.
Otra ventaja de la presente invención es que un
médico puede iniciar la terapia y puede seguir funcionando durante
un ciclo de tratamiento predeterminado, tal como cuatro horas al
día, hasta la extracción del dispositivo de fijación o el cambio de
ciclo de tratamiento. Por consiguiente, puede no ser necesaria una
intervención adicional del paciente o médico para garantizar la
finalización de un ciclo de tratamiento una vez iniciado.
Otra ventaja de la presente invención es que la
invención actual puede permitir una serie de actividades de
supervisión. Por ejemplo, la invención puede incluir una ventana que
permita acceder a una osteotomía y/o la inspección visual de la
misma. En algunas aplicaciones, la ventana puede incluir materiales
que no obstruyen una o más longitudes de onda de formación de
imágenes. Por ejemplo, la ventana puede incluir material radiolúcido
que es relativamente transparente a los rayos X. Otras ventajas
técnicas deberían resultar fácilmente evidentes gracias a los
dibujos, la memoria descriptiva y las reivindicaciones.
Para un entendimiento más completo de la
presente invención y de las ventajas de la misma, a continuación se
hace referencia a las siguientes descripciones breves tomadas junto
con la descripción detallada y los dibujos adjuntos, en los que
números de referencia similares representan partes similares, en los
que:
la Figura 1 es un dibujo esquemático
que muestra una vista isométrica de un dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo útil
para entender la presente invención,
la Figura 2a es un dibujo esquemático
que muestra una vista lateral de otro dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo útil
para entender la presente invención,
la Figura 2b es un dibujo esquemático
que muestra una vista isométrica del dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo que se
ilustra en la Figura 2a,
la Figura 3 es un dibujo esquemático
que muestra una vista isométrica de otro dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo según
las enseñanzas de la presente invención,
la Figura 4a es un dibujo esquemático
que muestra una vista lateral de otro dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo según
las enseñanzas de la presente invención,
la Figura 4b es un dibujo esquemático
que muestra una vista isométrica del dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo que se
ilustra en la Figura 4a,
las Figuras 5a y 5b ilustran
esquemáticamente un sistema de circuitos eléctricos que se puede
usar en los dispositivos combinados de fijación externa y
estimuladores del crecimiento tisular/óseo que se representan en
las Figuras 1 a 2b,
la Figura 6 ilustra esquemáticamente
el circuito que se representa en las Figuras 5a y 5b configurado
para un modo de funcionamiento con corriente alterna (CA),
la Figura 7 es un dibujo esquemático
de un diagrama de bloques de un circuito electrónico y de las
bobinas transductoras adecuados para uso con los dispositivos
combinados de fijación externa y estimuladores del crecimiento
tisular/óseo que se muestran en las Figuras 3 a 4b,
la Figura 8a es un dibujo esquemático
que muestra el circuito de detección de rotura de la bobina de la
Figura 7,
la Figura 8b es un dibujo que ilustra
la entrada lógica en oposición a la señal que se proporciona al
circuito de excitación del transductor que se muestra en la Figura 7
y
las Figuras 9a y 9b ilustran ejemplos
típicos de formas de onda de salida que se pueden asociar a un
dispositivo combinado de fijación externa y estimulador del
crecimiento tisular/óseo,
Las formas de realización preferidas de la
presente invención y sus ventajas se entienden mejor haciendo
referencia a las Figuras 1 a 9b, usándose números similares para
partes similares y correspondientes de los diversos dibujos.
En las Figuras 1, 2b, 3 y 4b se muestran
diversas formas de realización correspondientes a un dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento
tisular/óseo, que incorpora las enseñanzas de la presente
invención, acoplado a un hueso largo 122 de un paciente. Los
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 se pueden usar en la
atención sanitaria de fracturas o seudoartrosis para estimular el
crecimiento óseo y/o tisular. Los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120,
220, 320 y 420 se pueden usar para tratar fracturas óseas,
osteotomías, seudoartrosis o retrasos de consolidación, lesiones del
tejido blando o zonas de cirugía plástica. Usos de los dispositivos
combinados de fijación externa y estimuladores del crecimiento
tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 también pueden incluir, pero sin
limitarse a, procedimientos, tales como alargamiento de
extremidades, usados para estudiar afecciones traumáticas o
congénitas. Otros ejemplos pueden incluir procedimientos de
osteotomía ortopédica, tales como una osteotomía tibial alta (HTO)
que se puede usar para ajustar patrones de desgaste del cartílago
para retrasar la sustitución de una articulación.
La cicatrización satisfactoria de un hueso
fracturado generalmente exige la reducción y fijación de la zona de
fractura ósea. Se pueden usar satisfactoriamente diversos tipos de
técnicas de reducción abierta y cerrada para restablecer la
alineación anatómica global de un hueso fracturado. Preferentemente,
las superficies de fractura se disponen adyacentes entre sí y,
preferentemente, se proporciona compresión en la zona de fractura
para aumentar el área de contacto entre las superficies de fractura.
Idealmente, toda el área de contacto de fractura se comprimirá
uniformemente. Proporcionando estimulación eléctrica para la
fijación del hueso que proporciona un dispositivo de fijación
externa, los dispositivos combinados de fijación externa y
estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420
pueden potenciar un ritmo de cicatrización más rápido del hueso y/o
tejidos. Una ventaja de este tipo puede tener como resultado un
mayor bienestar para un paciente y reducir el tiempo de
cicatrización.
Cada uno de los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120,
220, 320 y 420 se puede acoplar a un hueso largo 122 por medio de
dispositivos de estabilización o clavos 130. Los dispositivos
combinados de fijación externa y estimuladores del crecimiento
tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 se pueden disponer sustancialmente
externos al organismo del paciente (no se muestra explícitamente).
Cada clavo 130 penetra en el organismo del paciente y se conecta a
un hueso largo 122 en una superficie de contacto 128 con el
paciente correspondiente. Los dispositivos combinados de fijación
externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320
y 420 se pueden acoplar a un hueso largo 122 para estabilizar un
área, tal como una osteotomía, fractura o seudoartrosis 132.
Cada uno de los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120,
220, 320 y 420 proporciona un enfoque ligero, sencillo y económico
para el tratamiento en distintas aplicaciones clínicas que incluyen
fractura u osteotomía 132 como se ilustra en las Figuras 1 a 4b. Por
ejemplo, los dispositivos combinados de fijación externa y
estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 se
pueden usar cerca de un hueso 122 para curar varios tipos de
fracturas o lesiones óseas, y/o cerca de cualquier otro tipo de
tejido para curar varios tipos de procedimientos quirúrgicos o
lesiones tisulares. Asimismo, cada uno de los dispositivos
combinados de fijación externa y estimuladores del crecimiento
tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 se puede acoplar a un hueso 122 en
procedimientos de alargamiento de huesos y/u osteotomías, en los
que se puede cortar o serrar al menos una parte de hueso 122.
Asimismo, los dispositivos combinados de fijación externa y
estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 se
pueden usar para potenciar la cicatrización de huesos, de tejido
conectivo (tal como cartílago y ligamentos), así como para potenciar
la regeneración de nervios. La fractura u osteotomía 132 se usa
para ilustrar un aspecto de la invención.
Los dispositivos combinados de fijación externa
y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420
pueden acelerar el proceso de cicatrización cuando se usan en lugar
de una escayola. Por ejemplo, en estas aplicaciones, los
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 pueden proporcionar
estabilidad y potenciar el crecimiento tisular y/o acelerar un ritmo
de cicatrización del paciente. En algunas aplicaciones, los
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 120, 220, 320 y 420 también pueden ser
capaces de funcionar para reducir el riesgo de infección en una
superficie de contacto 128 con el paciente o para paliar la
infección.
A continuación, haciendo referencia a las
Figuras 1 a 2b, cada uno de los dispositivos combinados de fijación
externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120 y 320 es
capaz de funcionar para suministrar corriente directa a la
superficie de contacto 128 con el paciente usando clavos 130, como
electrodos. El dispositivo combinado de fijación externa y
estimulador del crecimiento tisular/óseo 120 incluye un estimulador
del crecimiento tisular/óseo 170 y un dispositivo de fijación
externa 160. Del mismo modo, el dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 320 incluye un
estimulador del crecimiento tisular/óseo 370 y un dispositivo de
fijación externa 360.
Los clavos 130 se pueden fabricar de manera
adecuada usando materiales de calidad implantable y revestidos
adecuadamente de un material compatible y no conductor de la
electricidad, tal como parileno, de manera que ninguna parte del
material conductor queda al descubierto entre la superficie de
contacto 128 con el paciente y la parte conductora 131 de al menos
dos clavos 130. Preferentemente, cada uno de estos clavos 130 tiene
una parte de material conductor que queda al descubierto,
generalmente, por debajo de la superficie de contacto 128 con el
paciente.
Cada uno de los estimuladores del crecimiento
óseo/titular 170 y 370 son capaces de funcionar para proporcionar
corriente galvánica o directa, a través de clavos 130, a la
superficie de contacto 128 con el paciente. El uso de dicha
corriente directa puede proporcionar la ventaja de un acceso de
tratamiento directo a las superficies de contacto 128 con el
paciente correspondientes que ya proporcionan los clavos 130. La
corriente se puede conducir a través de un acoplador aislante 152 ó
352 hasta uno o más clavos 130 con un revestimiento no conductor
que sirven de electrodos. Dicha corriente directa se desplaza a
través de los clavos 130 hasta superficies de contacto 128 con el
paciente correspondientes, sin afectar a los tejidos a través de los
que penetran los clavos 130, ni difundir energía a los mismos. Se
puede seleccionar cualquier configuración de clavos 130 para que
sirvan de electrodos. Por ejemplo, en algunas aplicaciones, tal como
la forma de realización que se representa en la Figura 2a, se
pueden conectar dos o más clavos 130 para establecer un único área
de electrodos. Alternativamente o además, los electrodos
seleccionados se pueden cambiar durante el tratamiento según se
desee.
Asimismo, está dentro del alcance de la
invención usar electrodos implantados (no se muestran
explícitamente) como una alternativa al uso de clavos 130, o en
lugar de esto, para suministrar corriente a la superficie de
contacto 128 con el paciente. Por ejemplo, se pueden implantar
electrodos de placa o de aguja independientes en la zona de
tratamiento cercana a cada superficie de contacto 128 con el
paciente. En una forma de realización de este tipo, dichos
electrodos se pueden empalmar con los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120 y
320 por medio de un conductor (no se muestra explícitamente). Por
ejemplo, el conductor se puede empalmar con el circuito eléctrico
del interior de la unidad de control 150 ó 350 o a un clavo 130. Un
conductor de este tipo se puede fabricar, asimismo, de manera
adecuada usando materiales de calidad implantable y revestir de un
material, tal como parileno, para impedir la conducción o difusión
de corriente a una zona distinta de la de tratamiento. El uso de uno
o más electrodos implantables puede proporcionar un tratamiento
dirigido más selectivamente, tal como una estimulación relativamente
uniforme a lo largo de un hueso 122.
A continuación, haciendo referencia a la Figura
1, el dispositivo de fijación externa 160 incluye una serie de
elementos que se pueden usar para conectar, de manera extraíble, el
dispositivo de fijación externa 160 a los clavos 130. A modo de
ejemplo y no como limitación, el dispositivo de fijación externa 160
puede incluir una carcasa 161 empalmada con dos mecanismos de
sujeción 136 cada uno capaz de funcionar para sujetar el dispositivo
de fijación externa 160 a los clavos 130. Los clavos 130 están
sujetos de manera extraíble dentro de una de una pluralidad de
muescas 138 formadas dentro del mecanismo de sujeción 136.
El dispositivo de fijación, como se muestra en
la Figura 1, describe el uso de cuatro clavos 130. En la forma de
realización que se ilustra en la Figura 1, dos clavos 130 están
situados por debajo de la fractura 132 y dos clavos 130 están
situados por encima de la fractura 132. La presente invención
contempla el uso de más o menos clavos 130. Los clavos 130 se
pueden disponer, según se desee, en distintas configuraciones
alrededor de la fractura 132 y a distintas distancias desde la
misma. Asimismo, la presente invención contempla el uso de otros
dispositivos para acoplar la parte de dispositivo de fijación
externa 160 a un hueso largo 122. Por ejemplo, la parte de
dispositivo de fijación externa 160 se puede conectar a un hueso
largo 122 usando dispositivos de estabilización que incluyen, pero
sin limitarse a, tornillos óseos, alambres, clavos o una combinación
de los mismos.
El dispositivo de fijación externa 160 se puede
ajustar selectivamente para tratar áreas afectadas del paciente. A
modo de ejemplo y no como limitación, la longitud del dispositivo de
fijación externa 160 se puede expandir o contraer selectivamente en
una dirección generalmente paralela al hueso largo 122. Por ejemplo,
la longitud del dispositivo de fijación externa 160 se puede variar
accionando un perno de ajuste 126 y se puede fijar usando un
tornillo de presión 134. Tanto el perno de ajuste 126 como el
tornillo de presión 134 se pueden acoplar a la carcasa 161 o formar
una parte integral de la misma. En una forma de realización
alternativa, el dispositivo de fijación externa 160 puede tener una
longitud fija. En otra forma de realización alternativa, el
dispositivo de fijación externa 160 puede ser pivotable. Asimismo,
el estimulador del crecimiento tisular/óseo 170 y el dispositivo de
fijación externa 160 se pueden fabricar como un dispositivo
integrado.
La parte de estimulador del crecimiento
tisular/óseo 170 incluye una carcasa o unidad de control 150
acoplada al dispositivo de fijación externa 160 y acopladores
aislados 152 empalmados con los clavos 130. La unidad de control
150 se puede acoplar, de manera extraíble o de otra manera, a la
carcasa 161 del dispositivo de fijación externa 160. Asimismo, está
dentro del alcance de la invención que la unidad de control 150 esté
dispuesta en distintas configuraciones que pueden seguir
proporcionando corriente a los clavos 130 a la vez que mantienen la
capacidad de funcionamiento del dispositivo de fijación externa 160.
Por ejemplo, la unidad de control 150 se puede acoplar a una
abrazadera 136 o estar en el interior de al menos una parte de
carcasa 161 del dispositivo de fijación externa 160. Los
acopladores aislados 152 pueden ser cualquier acoplador aislado
adecuado, tal como un cable flexible, que sea capaz de funcionar
para conectar electrónicamente la unidad de control 150 a los
clavos 130. Los acopladores aislados 152, o una parte de los mismos,
se pueden disponer de modo similar dentro del dispositivo de
fijación externa 160.
Preferentemente, la unidad de control 150
incluye un sistema de circuitos lógicos y/o eléctricos que es capaz
de funcionar para enviar una señal de corriente a través de al menos
dos clavos 130 para tratar al paciente. El sistema de circuitos
eléctricos puede incluir un circuito integrado según necesidades,
elementos de soporte, tales como resistores y capacitores para
interconexión con los clavos 130, un oscilador a cristal y una
fuente de alimentación, tal como una batería. Asimismo, el sistema
de circuitos eléctricos se puede alimentar con cualquier otra
fuente de alimentación adecuada, tal como una unidad de pared. Junto
con las Figuras 5a, 5b y 6 se analizan detalles correspondientes a
una forma de realización preferida del sistema de circuitos
eléctricos de la unidad de control 150.
La Figura 2a es un dibujo esquemático que
muestra una vista lateral de otro dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 320 que es capaz
de funcionar para suministrar corriente directa a la superficie de
contacto 128 con el paciente usando clavos 130 como electrodos. El
dispositivo combinado de fijación externa y estimulador del
crecimiento tisular/óseo 320 incluye un estimulador del crecimiento
tisular/óseo 370 y un dispositivo de fijación externa 360. El
dispositivo combinado de fijación externa y estimulador del
crecimiento tisular/óseo 320 está colocado sustancialmente externo
al organismo de un paciente (no se muestra explícitamente).
La Figura 2b es un dibujo esquemático que
muestra una vista isométrica del dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 320 que se
ilustra en la Figura 2a. Similar a la forma de realización que se
ha analizado anteriormente, junto con la Figura 1, el dispositivo de
fijación externa 360 se acopla a un hueso largo 122 en una
superficie de contacto 128 con el paciente por medio de clavos 130
por encima y por debajo de la osteotomía 132. La forma de
realización del dispositivo de fijación externa que se muestra en
la Figura 2b describe el uso de dos clavos 130 proximales que están
colocados una distancia D de dos clavos 130 distales. Se pueden
usar más o menos clavos 130 dependiendo de la aplicación.
La parte de dispositivo de fijación externa 360
incluye una serie de elementos que se pueden usar para conectar, de
manera extraíble, el dispositivo de fijación externa 360 a los
clavos 130. A modo de ejemplo y no como limitación, el dispositivo
de fijación externa 360 puede incluir mecanismos de sujeción 336,
cada uno capaz de funcionar para sujetar el dispositivo de fijación
externa 360 a los clavos 130 proximales. Asimismo, a modo de
ejemplo y no como limitación, el dispositivo de fijación externa 360
incluye mecanismos de sujeción 376a y 376b para sujetar de manera
extraíble los clavos 130 distales dentro de una pluralidad de
muescas 378 formadas dentro del mecanismos de sujeción 376a y 376b.
Las posiciones de los clavos 130 se pueden ajustar selectivamente
por medio de distintos mecanismos. Por ejemplo, los mecanismos de
sujeción 336 se pueden colocar selectivamente en una muesca o
carril 331 y se pueden fijar, de manera extraíble, usando tornillos
de presión 332. Como se ha analizado junto con los elementos
similares de la Figura 1, otras formas de realización
correspondientes al dispositivo de fijación externa 360, a los
clavos 130, a los mecanismos de sujeción 336, 376a y 376b, a las
muescas 331, 338 y 378 y a los tornillos de presión 372 también
están dentro del alcance de la invención.
El dispositivo de fijación externa 360 se puede
ajustar selectivamente para tratar áreas afectadas del paciente.
Por ejemplo, el dispositivo de fijación externa 360 se puede usar
para angular un hueso 122 para proporcionar, por ejemplo,
corrección de valgo y/o varo. El dispositivo de fijación externa 360
incluye una ventana 390 formada y rodeada por una parte de ángulo y
ajuste 340. La ventana 390 proporciona una vista sin obstrucción
del hueso largo 122 que de manera aconsejable permite la exploración
de una osteotomía 132 y/o el acceso a la misma. La ventana 90 se
amplía a medida que se ajusta el dispositivo de fijación externa
360.
A modo de ejemplo y no como limitación, la
ventana 390 se puede expandir selectivamente mediante giro alrededor
de un gozne 328 para angular la tibia 122. En esta forma de
realización, la parte de ajuste de ángulo 340 se puede girar
ligeramente a la vez que los clavos proximales y distales 130
mantienen la colocación del dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 320 en la tibia
122 cuando se aumenta la longitud D. Se pueden usar distintas
técnicas para aumentar la longitud D. Asimismo, la presente
invención contempla el uso de otros medios que se pueden engoznar,
pivotar o girar para expandir la ventana 390.
Preferentemente, la ventana 390 permite al
médico y/o al paciente palpitar, inspeccionar visualmente y/o
supervisar la cicatrización de toda la herida creada por la
osteotomía 132. Además, la ventana 390 permite una vista sin
obstrucción de la osteotomía 132 y del hueso circundante y/u otros
tejidos, correspondiente a distintos procedimientos de exploración
y supervisión. Una ventaja de este tipo permite usar distintas
técnicas de exploración para observar los procesos de cicatrización
de la osteotomía 132 y/o la corrección de valgo y/o varo del hueso
122 durante el tratamiento mientras se amplía la ventana 390. Por
ejemplo, se pueden usar procedimientos que incluyen, pero sin
limitarse a, formación de imágenes radiográficas y por ultrasonido,
para captar vistas sin obstrucción del hueso 122 y de los tejidos
circundantes en distintos puntos durante el proceso de
cicatrización, mientras se angula el hueso
122.
122.
En algunas aplicaciones, puede ser aconsejable
fabricar algunos o todos los elementos del interior de la parte de
ajuste de ángulo 340 usando distintos materiales compuestos. Por
ejemplo, los elementos que forman y rodean la ventana 390 pueden
incluir materiales radiolúcidos que son transparentes a las
longitudes de onda de los rayos X. Una forma de realización de este
tipo proporciona la ventaja de un área mayor de formación de
imágenes sin obstrucción a través de la que un médico puede obtener
imágenes para analizar el proceso de cicatrización.
La parte de estimulador del crecimiento
tisular/óseo 370 incluye una carcasa o unidad de control 350
acoplada al dispositivo de fijación externa 360 y acopladores
aislados 352 empalmados con los clavos 130. La unidad de control
350 se puede acoplar, de manera extraíble o de otra manera, al
dispositivo de fijación externa 360. En la forma de realización que
se ilustra en la Figura 2b, la unidad de control 350 está acoplada a
la parte de ajuste de ángulo 340. Asimismo, está dentro del alcance
de la invención que la unidad de control 350 esté dispuesta dentro
del dispositivo externo 360 o acoplada al mismo en distintas
configuraciones que pueden seguir proporcionando corriente a los
clavos 130 a la vez que se mantiene la capacidad de funcionamiento
del dispositivo de fijación externa 360. En algunas aplicaciones,
puede ser aconsejable acoplar de manera extraíble todas o algunas
partes de la parte de estimulador del crecimiento tisular/óseo 370
al dispositivo externo 360, de manera que se puede extraer a la vez
que se llevan a cabo exploraciones de formación de imágenes.
Similar a la forma de realización que se ilustra
en la Figura 1, la unidad de control 350 incluye un sistema de
circuitos eléctricos y/o lógicos que es capaz de funcionar para
enviar una señal de corriente a través de al menos dos clavos 130
para tratar al paciente. En esta forma de realización, cuatro
acopladores aislados 152 conectan electrónicamente la unidad de
control 350 a dos clavos 130 proximales y a los clavos 130 distales.
Junto con las Figuras 5a, 5b y 6 se analizan los detalles
correspondientes a una forma de realización preferida del sistema
de circuitos eléctricos de la unidad de control 350.
Los acopladores aislados 352 pueden ser
cualquier acoplador aislado adecuado, tal como un cable flexible,
que sea capaz de funcionar para conectar electrónicamente la unidad
de control 350 a los clavos 130. En esta forma de realización, los
acopladores aislados 352 están empalmados con dos clavos 130
proximales y a dos clavos 130 distales para tratar todo el área
entre los cuatro clavos 130. Además, una forma de realización de
este tipo puede estimular el crecimiento óseo y/o tisular en la
superficie de contacto 128 con el paciente alrededor de los cuatro
clavos. En otras aplicaciones, puede ser aconsejable empalmar los
acopladores aislados 352 a menos o más clavos 130. Los acopladores
aislados 352 se pueden dimensionar, de manera aconsejable, para que
se adapten a un aumento de la distancia D entre los clavos
proximales y distales 130, a medida que se extiende el dispositivo
de fijación externa 360 para angular un hueso 122.
En funcionamiento, en ambas formas de
realización que se han analizado junto con las Figuras 1 a 2b, se
genera una corriente de impulsos, la corriente fluye a través de al
menos dos clavos 130 y se crea un campo electromagnético. Por
ejemplo, la corriente de impulsos puede ser una corriente CD
conmutada que se envía desde el sistema de circuitos eléctricos a
través de al menos dos clavos 130. El campo electromagnético penetra
en un área afectada deseada, creada entre los clavos 130, a través
de la que fluye la corriente. El campo electromagnético se crea en
un volumen de tratamiento que se puede considerar que, generalmente,
se extiende una distancia radial desde la corriente que fluye entre
dos clavos 130 a través del paciente. Asimismo, el campo
electromagnético se puede crear en un volumen de tratamiento en la
superficie de contacto 128 con el paciente o cerca de ésta. Un
campo electromagnético de este tipo, creado por una fuente de
corriente de impulsos, es similar, a nivel tisular y celular, al
que induce un dispositivo PEMF. Por lo tanto, se pueden usar
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 120 y 320 para suministrar un campo
electromagnético no invasivo, de baja energía, a una zona o zonas
de tratamiento afectadas del paciente. Por ejemplo, los
estimuladores del crecimiento tisular/óseo 170 ó 370 se podrían
empalmar de manera adecuada a clavos colocados selectivamente 130
para proporcionar corriente galvánica al área de fractura u
osteotomía 132 y/o a un área de afectación tisular.
En funcionamiento, los dispositivos combinados
de fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo
120 y 320 se pueden usar durante un período de tiempo adecuado para
la cicatrización. Un médico puede proporcionar un plan de
tratamiento que incluye tratamiento continuo o tratamiento a
distintos intervalos. Por ejemplo, un paciente puede utilizar los
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 120 y 320 durante un tiempo de entre dos y
ocho horas. Para el paciente, puede ser especialmente ventajoso
usar los dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores
del crecimiento tisular/óseo 120 y 320 durante un tiempo de
tratamiento continuo de cuatro horas.
Los dispositivos combinados de fijación externa
y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120 y 320 pueden,
asimismo, proporcionar automáticamente una cantidad preestablecida
de tratamiento diario o un paciente los puede poner en marcha y
detener. En algunas aplicaciones, los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 120 y
320 pueden ser capaces de funcionar para apagarse por sí mismos al
final de la cantidad preestablecida de tratamiento diario.
En funcionamiento, los estimuladores del
crecimiento tisular/óseo 170 y 370 pueden utilizar características
de frecuencia y de forma de onda adecuadas para estimular el
crecimiento óseo y/o tisular. Dado que el crecimiento óseo responde
al contenido armónico de señales, puede ser ventajoso usar formas de
onda rectangulares o de impulsos. Dichas formas de onda, que
incluyen formas de onda que se pueden repetir periódicamente,
incluyen una serie adecuada de frecuencias diferentes. La duración,
amplitud y frecuencia de cada forma de onda puede incluir,
asimismo, valores adecuados que son propicios para la estimulación
del crecimiento óseo y/o tisular. Por ejemplo, puede ser
aconsejable utilizar un umbral mínimo y/o máximo seleccionado o
adaptable correspondiente a la amplitud de forma de onda. En
algunas aplicaciones, puede ser aconsejable inducir campos
eléctricos de, aproximadamente, 3 mv/cm para una parte de impulso
positivo y de 1mv/cm para una parte de impulso negativo usando
niveles de potencia, tales como 2,1 mA y 700 \muA para cada parte
respectiva. Los campos eléctricos y los niveles de potencia pueden
variar dependiendo de la aplicación. Ejemplos de señales que pueden
producir los estimuladores del crecimiento tisular/óseo 170 y 370
se describen y analizan junto con las Figuras 9a y 9b.
A continuación, haciendo referencia a las
Figuras 3 a 4b, en funcionamiento, las formas de realización de la
presente invención describen un dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 220 y 420 que
puede producir señales eléctricas similares a los dispositivos
PhysioStim® Lite o Spinal-Stim® Lite que han sido
ofrecidos por Orthofix. Junto con las Figuras 9a y 9b se ilustran y
analizan ejemplos de señales que se pueden asociar al dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento
tisular/óseo 220 y 420.
Similar a las formas de realización que se
ilustran en las Figuras 1 y 2, los dispositivos combinados de
fijación externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 220 y
420 pueden proporcionar estabilidad y potenciar el crecimiento
tisular y/o acelerar un ritmo de cicatrización del paciente. En
algunas aplicaciones, los dispositivos combinados de fijación
externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 220 y 420
pueden, asimismo, ser capaces de funcionar para reducir el riesgo
de infección o paliar la misma en la superficie de contacto 128 con
el paciente.
La Figura 3 es un dibujo esquemático que muestra
una vista isométrica de otro dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 220 que incorpora
las enseñanzas de la presente invención.
En esta forma de realización, el dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento
tisular/óseo 220 incluye una parte de estimulador del crecimiento
tisular/óseo 270 y una parte de dispositivo de fijación externa
260. Del mismo modo que la forma de realización que se ha analizado
anteriormente, junto con la Figura 1, el dispositivo de fijación
externa 260 se acopla a un hueso largo 122 en una superficie de
contacto 128 con el paciente por medio de una pluralidad de clavos
130 cercano a la fractura 132. Dependiendo de la aplicación, se
pueden usar menos o más clavos 130 y en posiciones adecuadas cerca
de la fractura 132. Asimismo, el dispositivo de fijación externa
260 incluye un mecanismo de sujeción 236, muescas 238, un perno de
ajuste 226 y un tornillo de presión 234 y se puede ajustar del
mismo modo al que se ha analizado anteriormente junto con el
mecanismo de sujeción 136, muescas 138, perno de ajuste 126 y
tornillo de presión 134 que se muestran en la Figura 1. Del mismo
modo al que se ha analizado junto con estos mismos elementos de la
Figura 1, otras formas de realización correspondientes al
dispositivo de fijación externa 260, a los clavos 130, al mecanismo
de sujeción 236, a las muescas 238, al perno de ajuste 226 y al
tornillo de presión 234 también están dentro del alcance de la
invención.
La parte de estimulador del crecimiento
tisular/óseo 270 está sujeta al dispositivo de fijación externa 260
en la carcasa 261 y es capaz de funcionar para suministrar PEMF a la
superficie de contacto 128 con el paciente. El estimulador del
crecimiento óseo 270 y el dispositivo de fijación externa 260
también se pueden fabricar como un dispositivo integrado.
En esta forma de realización, el estimulador de
crecimiento tisular/óseo 270 incluye dos bobinas transductoras,
indicadas con los números 284a y 284b, dispuestas generalmente en
cada extremo del dispositivo de fijación externa 260. En
funcionamiento, el estimulador del crecimiento tisular/óseo 270
incluye una carcasa o unidad de control 250 que, preferentemente,
envía impulsos eléctricos programados a las bobinas transductoras
284b y 284a. A su vez, las bobinas transductoras 284b y 284a
desarrollan un PEMF. Por lo tanto, cuando el dispositivo combinado
de fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 220
se sujeta al paciente, las bobinas transductoras 284b y 284a
suministran un PEMF no invasivo, de baja energía, a una zona o zonas
de tratamiento seleccionadas del paciente.
La unidad de control 250 se muestra sujeta a la
carcasa 261 del dispositivo de fijación externa 260. Los acopladores
aislados 252 pueden ser acopladores adecuados, tales como cables
flexibles, que conectan eléctricamente la unidad de control 250 con
las bobinas transductoras 284a y 284b. Del mismo modo al que se ha
analizado respecto a la unidad de control 150 que se muestra en la
Figura 1, en algunas aplicaciones la unidad de control 250 se puede
disponer dentro de la carcasa 261.
Asimismo, está dentro del alcance de la
invención que la unidad de control 250 pueda poner en funcionamiento
cualquier cantidad de bobinas transductoras (no se muestra
expresamente). Por ejemplo, el estimulador del crecimiento
tisular/óseo 270 puede incluir una única bobina transductora sujeta
a la carcasa 261 del dispositivo de fijación externa 260.
Alternativamente, el estimulador del crecimiento tisular/óseo 270
puede incluir una pluralidad de bobinas transductoras sujetas a la
carcasa 261 que pueden estar, por ejemplo, orientadas relativamente
en paralelo al hueso 122. Dicha pluralidad de bobinas transductoras
puede proporcionar PEMF para tratar el área a lo largo del hueso
122. Asimismo, bobinas transductoras adicionales pueden estar
configuradas para tratar partes específicas del organismo de un
paciente, tal como la superficie de contacto 128 con el paciente u
otras áreas de tejido blando para las que es aconsejable dicho
tratamiento. En otra forma de realización alternativa, el
estimulador del crecimiento tisular/óseo 270 se puede mover
selectivamente para permitir una mayor precisión y flexibilidad al
seleccionar un área de tratamiento. Por ejemplo, se pueden sujetar
una o más bobinas transductoras de manera deslizable o pivotable a
la carcasa 261 y ajustarlas según se desee. Como otro ejemplo, el
estimulador del crecimiento tisular/óseo 270 se puede moldear al
contorno anatómico del área afectada y fijar de manera
extraíble.
La Figura 4a es un dibujo esquemático que
muestra una vista lateral de otro dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo que incorpora las
enseñanzas de la presente invención. El dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 420
incluye un estimulador del crecimiento tisular/óseo 470 y un
dispositivo de fijación externa 460. El dispositivo combinado de
fijación externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 420
está colocado sustancialmente externo al organismo del paciente (no
se muestra explícitamente).
La Figura 4b es un dibujo esquemático que
muestra una vista isométrica del dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 420 que se
ilustra en la Figura 4a. Similar a la forma de realización que se
ha analizado anteriormente, junto con las Figuras 2a y 2b, el
dispositivo de fijación externa 460 se acopla a un hueso largo 122
en una superficie de contacto 128 con el paciente por medio de
cuatro clavos 130 por encima y por debajo de la osteotomía 132.
Dependiendo de la aplicación, se pueden usar menos o más clavos
130.
El dispositivo de fijación externa 460 incluye
una serie de elementos que se pueden usar para conectar, de manera
extraíble, el dispositivo de fijación externa 460 a los clavos 130.
Del mismo modo a la forma de realización que se ha analizado
anteriormente junto con las Figuras 2a y 2b, el dispositivo de
fijación externa 460 incluye mecanismos de sujeción 436, 476a y
476b, muescas 431, 438 y 478 y tornillos de presión 472 y 482. Como
se ha analizado junto con los elementos similares de la Figuras 2a
y 2b, otras formas de realización correspondientes al dispositivo
de fijación externa 460, a los clavos 130, a los mecanismos de
sujeción 436, y 476a y 476b, a las muescas 431, 438 y 478 y a los
tornillos de presión 472 y 482 están también dentro del alcance de
la invención.
Asimismo, como se ha analizado junto con los
elementos similares de las Figuras 2a y 2b, el dispositivo de
fijación externa 460 incluye una ventana 490 formada y rodeada por
una parte de ajuste de ángulo 440. La ventana 490 proporciona una
vista sin obstrucción del hueso largo 122 que, de manera
aconsejable, permite la exploración de la osteotomía 132 y/o el
acceso a la misma. La ventana 490 se amplía cuando se ajusta el
dispositivo de fijación externa 460.
Preferentemente, la ventana 490 permite al
médico y/o al paciente palpitar, inspeccionar visualmente y/o
supervisar la cicatrización de toda la herida creada por la
osteotomía 132. Además, la ventana 490 permite una vista sin
obstrucción de la osteotomía 132 y del hueso circundante y/u otros
tejidos, correspondiente a distintos procedimientos de exploración
y supervisión. Por ejemplo, la ventana 490 puede obstruir menos
señales de la parte de estimulador del crecimiento tisular/óseo 470
que los dispositivos convencionales.
Como otro ejemplo, se pueden usar procedimientos
que incluyen, pero sin limitarse a, formación de imágenes
radiográficas y por ultrasonido, para captar vistas sin obstrucción
del hueso 122 y de los tejidos circundantes en distintos puntos
durante el proceso de cicatrización, a medida que se angula el hueso
122. Una ventaja de este tipo permite usar distintas técnicas de
exploración para observar los procesos de cicatrización de la
osteotomía 132 y/o la corrección de valgo y/o varo del hueso 122
durante el tratamiento, mientras se amplía la ventana 490.
Similar a la forma de realización que se ilustra
en la Figura 3, la parte de estimulador del crecimiento tisular/óseo
470 incluye una carcasa o unidad de control 450 acoplada a una
única bobina transductora 484 por medio de un acoplador aislado
452. La unidad de control 450 está acoplada al dispositivo de
fijación externa 460 y es capaz de funcionar para suministrar PEMF
a la superficie de contacto 128 con el paciente. El estimulador del
crecimiento tisular/óseo 470 y el dispositivo de fijación externa
460 también se pueden fabricar como un dispositivo integrado. En
esta forma de realización, el estimulador del crecimiento
tisular/óseo 470 incluye una bobina transductora 484 que,
generalmente, se puede ajustar a la forma de la ventana 490. En
funcionamiento, el estimulador del crecimiento tisular/óseo 470
incluye una carcasa o unidad de control 450 que, preferentemente,
envía impulsos eléctricos programados a la bobina transductora 484,
que, a su vez, desarrolla un PEMF. Por lo tanto, cuando el
dispositivo combinado de fijación externa y estimulador del
crecimiento tisular/óseo 420 se sujeta al paciente, la bobina
transductora 484 suministra un PEMF no invasivo, de baja energía, a
una zona o zonas de tratamiento seleccionadas del paciente.
La bobina transductora 484 se puede dimensionar
lo suficientemente grande como para que se adapte a una ampliación
de la ventana 490. En algunas aplicaciones, puede ser aconsejable
que alguno o todos los elementos del interior de la parte de ajuste
de ángulo 440 se fabriquen usando diferentes materiales compuestos,
tales como materiales radiolúcidos que son transparentes a las
longitudes de onda de los rayos X. Alternativamente o además, el
estimulador del crecimiento tisular/óseo 470 se puede empalmar, de
manera extraíble, al dispositivo de fijación externa para su
extracción durante las exploraciones de formación de imágenes.
Dichas formas de realización pueden proporcionar la ventaja de un
mayor área de formación de imágenes sin obstrucción a través de la
que un médico puede obtener imágenes para analizar el proceso de
cicatrización.
El acoplador aislado 452 puede ser cualquier
acoplador adecuado, tales como cables flexibles, que conectan
eléctricamente la unidad de control 450 con las bobinas
transductoras 484. Asimismo, está dentro del alcance de la
invención que la unidad de control 450 ponga en funcionamiento
cualquier cantidad de bobinas transductoras (no se muestra
expresamente). Por ejemplo, el estimulador del crecimiento
tisular/óseo 470 puede incluir una pluralidad de bobinas
transductoras sujetas al dispositivo de fijación externa 460 que
pueden estar, por ejemplo, orientadas relativamente en paralelo al
hueso 122. Dicha pluralidad de bobinas transductoras puede
proporcionar PEMF para tratar el área a lo largo del hueso 122.
Asimismo, bobinas transductoras adicionales pueden estar
configuradas para tratar partes específicas del organismo de un
paciente, tal como la superficie de contacto 128 con el paciente u
otras áreas de tejido blando para las que es aconsejable dicho
tratamiento. En otra forma de realización alternativa, el
estimulador del crecimiento tisular/óseo 470 se puede mover
selectivamente para permitir una mayor precisión y flexibilidad al
seleccionar un área de tratamiento. Por ejemplo, se pueden sujetar
una o más bobinas transductoras de manera deslizable o pivotable a
las abrazaderas 436 y ajustarlas según se desee. Como otro ejemplo,
el estimulador del crecimiento tisular/óseo 470 se puede moldear al
contorno anatómico del área afectada y fijar de manera
extraíble.
Cada una de las bobinas transductoras 284a, 284b
y 484 se puede dimensionar y situar de manera adecuada para
proporcionar PEMF a un área afectada del paciente. La configuración
de dichas bobinas transductoras, junto con las señales de
excitación eléctrica que proporciona la unidad de control 250 ó 450
a través de los acopladores aislados 252 ó 452, respectivamente,
preferentemente, se seleccionan para proporcionar un campo magnético
relativamente uniforme o densidades de flujo máximo relativamente
constantes a todo un volumen de tratamiento deseado. Por ejemplo,
cada una de las bobinas transductoras 284a y 284b puede abarcar la
fractura 132 y/o un área de afectación tisular con un perfil de
penetración o área de cobertura deseados.
El tamaño y la configuración de dichas bobinas
transductoras también puede variar mucho dependiendo de la
aplicación. Por ejemplo, se pueden usar bobinas más grandes para
tratar áreas más grandes, tales como las que incluyen un hueso
femoral. Asimismo, cada bobina transductora se puede devanar en
distintas configuraciones dependiendo de la naturaleza de la
aplicación clínica y/o de la zona de tratamiento.
Por ejemplo, puede ser ventajoso tratar un área
que incluye un hueso femoral usando una única bobina transductora
284a ó 484 que tiene, aproximadamente, un radio y una altura de
cuatro pulgadas (diez con dieciséis centímetros). Por otro lado, un
área más pequeña, tal como la que incluye un hueso tibial, se puede
tratar de manera adecuada usando una bobina de tres pulgadas (siete
con sesenta y dos centímetros). Como otro ejemplo, se podrían
colocar una o más bobinas transductoras 284a, 284b y/o 484 para
proporcionar PEMF a la fractura u osteotomía 132 o cerca de la
misma y/o a un área de afectación tisular. En algunas aplicaciones,
también puede ser ventajoso que las bobinas estén dispuestas cerca
de los calvos 130, por ejemplo, para evitar que los calvos 130 se
aflojen y/o evitar la infección.
Además, dichas bobinas transductoras pueden
incluir un único conjunto de devanados primarios, o dos o más
devanados primarios en paralelo colocados en capas unos encima de
otros. Las bobinas transductoras 284a, 284b y 484 se pueden formar
de alambre de calibre dieciocho disponible en el mercado. En una
forma de realización, las bobinas transductoras se pueden devanar
según el esquema de devanado: 1 capa x 5 vueltas x 20 calibre
americano para alambres (AWG) y cada una tener una resistencia de
0,32 ohmios y una inductancia de 25,4 \muH. Para algunas
aplicaciones, la unidad de control 250 ó 450 se puede alimentar por
medio de una fuente de alimentación estándar, tal como una unidad
de pared. En esta forma de realización, las bobinas transductoras
284a, 284b y 484 se pueden devanar según un esquema de devanado
diferente, por ejemplo, 2 capas x 7 vueltas x 20 AWG.
En funcionamiento, similar a las formas de
realización que se han analizado junto con las Figuras 1 a 2b, un
paciente puede usar los dispositivos combinados de fijación externa
y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 220 y 420 durante un
tiempo de tratamiento que dure un tiempo de entre dos y ocho horas.
Con frecuencia es especialmente ventajoso para un paciente un
tiempo de tratamiento continuo de cuatro horas. El paciente puede
conectar y desconectar los dispositivos combinados de fijación
externa y estimuladores del crecimiento tisular/óseo 220 y 420.
Alternativamente o además, la unidad de control 250 ó 450 puede
proporcionar una cantidad preestablecida de tratamiento
diario y puede ser capaz de funcionar para desconectarse al final de la cantidad preestablecida de tratamiento diario.
diario y puede ser capaz de funcionar para desconectarse al final de la cantidad preestablecida de tratamiento diario.
Asimismo, la unidad de control 250 puede incluir
un sistema de circuitos, tal como uno o más conmutadores de
CONEXIÓN/DESCONEXIÓN, para controlar el funcionamiento de cualquiera
de las bobinas transductoras 284a y 284b o de ambas. De modo
similar, la unidad de control 450 puede incluir un sistema de
circuitos, tal como un conmutador de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN, para
controlar el funcionamiento de la bobina transductora 484. En
algunas aplicaciones, la unidad de control 250 ó 450 también puede
incluir controles adicionales (no se muestran explícitamente) para
controlar el acceso de información de tratamiento. Asimismo, la
unidad de control 250 ó 450 puede proporcionar una función de
alarma y/o una serie de luces indicadoras, tales como diodos
emisores de luz (LEDs), para indicar el estado de funcionamiento,
tal como cuando el tratamiento está en proceso, cuando se ha
terminado el tratamiento, si una fuente de alimentación de batería
es baja.
La unidad de control 250 ó 450 se puede
alimentar por medio de baterías adecuadas u otras fuentes de
alimentación estándar. Para algunas aplicaciones, la unidad de
control 250 ó 450 puede contener una única batería desechable de
litio de nueve (9) voltios (no se muestra expresamente).
El sistema de circuitos eléctricos que se puede
disponer dentro de la unidad de control 250 ó 450 puede proporcionar
una corriente bifásica de impulsos a las bobinas transductoras
respectivas a intervalos predeterminados, accionando de ese modo la
señal de salida PEMF según un tratamiento PEMF recomendado
previamente programado. Salvo las bobinas transductoras 284a y
284b, dicho sistema de circuitos se puede situar físicamente en la
unidad de control 250 y salvo la bobina transductora 484, dicho
sistema de circuitos se puede colocar físicamente en la unidad de
control 450. El sistema de circuitos eléctricos puede incluir tanto
un sistema de circuitos de control, como un sistema de circuitos de
detección de campo, como un sistema de circuitos de excitación, que
se pueden fabricar en una tarjeta de circuitos impresos y encapsular
en la unidad de control 250 ó 450. Una forma de realización de
dicho sistema de circuitos se analiza junto con las Figuras 7 a
8b.
Las Figuras 5a y 5b ilustran esquemáticamente el
sistema de circuitos eléctricos que se puede usar en los
dispositivos combinados de fijación externa y estimuladores del
crecimiento tisular/óseo que se representan en las Figuras 1 a 2b.
El sistema de circuitos eléctricos incluye un circuito integrado de
aplicación específica 46 que se puede montar de distintos modos,
que incluyen, en un sustrato, en una tarjeta de circuitos impresos,
o montado externamente como parte de la carcasa 161.
Preferentemente, el sistema de circuitos eléctricos proporciona una
corriente galvánica de impulsos (CD conmutada) a los clavos 130, que
genera un campo electromagnético en el interior del paciente. En
una forma de realización, se puede proporcionar una corriente CD
utilizando un regulador de corriente adecuado. El sistema de
circuitos eléctricos se puede alimentar con cualquier fuente de
alimentación adecuada, tal como una batería o unidad de pared.
El sistema de circuitos eléctricos también se
puede usar con un receptor externo. Dicho receptor externo puede
ser un dispositivo móvil o fijo capaz de funcionar para programar,
supervisar y/o controlar el dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 120. En algunas
aplicaciones, puede ser aconsejable un enlace ascendente y
descendente de información, de manera inalámbrica, entre el receptor
externo y el circuito integrado 46, usando, por ejemplo, un enlace
por infrarrojos o por radiofrecuencia. Una ventaja de este tipo
puede mejorar la movilidad de un paciente que recibe tratamiento.
Otros enlaces inalámbricos o de comunicación directa también están
dentro del alcance de la invención.
Un circuito integrado 46 puede usar internamente
y como conexiones externas las siguientes señales:
ANL_CLK se genera por medio de un circuito
principal de base de tiempos 52. Activa el circuito de estado
conductor 62 durante determinados intervalos de la señal de salida
CD.
BIASON se genera por medio del circuito
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, conecta la corriente
de polarización correspondiente a la parte positiva de la señal de
salida. Se desactiva durante la parte negativa de la salida de
señal CA. El excitador de salida usa BIASON.
C1_49 se genera por medio del circuito principal
de base de tiempos 52. Una señal de ejemplo puede ser una señal de
reloj de 1,49 Hz. Se usa como una señal de interrupción
correspondiente a la lógica de control de los conmutadores de
salida del excitador de salida 54.
C76_8 se genera por medio del circuito oscilador
a cristal 48. Una señal de ejemplo puede ser una señal de reloj de
76,8 kHz. Es la señal principal de tiempos que usa el circuito
integrado 46.
CODE es un bit de entrada externamente cableado
(Adaptador 10). El protocolo de comunicación exige que las palabras
de comunicación tengan un bit coincidente para un enlace descendente
válido.
DATA se genera por medio de un bloque
decodificador PPM 58. Una señal de ejemplo puede ser la salida del
decodificador PPM que indica un dato válido 0 o dato 1 recibido
desde el circuito receptor 64.
DCON es un bit externamente cableado (Adaptador
13). Se usa para indicar para qué configuración, CA o CD, está
configurado el circuito. Un nivel lógico de 0 indica una
configuración CA mientras que un nivel lógico 1 indica una
configuración CD.
DSTB se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Fija datos válidos en el circuito de módem de
comunicación 60.
EOL se genera por medio del circuito de estado
de la batería 66. Por ejemplo, dicho bit tendrá un valor lógico de
1 cuando el voltaje de la batería sea inferior o igual a 2,1 V. Si
no, tendrá un valor lógico de 0.
EOLTRM es una entrada al circuito de estado de
la batería 66. Se puede empalmar con V_{DD} a través de un
resistor y capacitor externos (Adaptador 12). Se usa para equilibrar
la batería baja y los voltajes de final de ciclo a los puntos de
desconexión deseados (en este caso, 2,4 y 2,1 V,
respectivamente).
GND_REF se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
ser un nivel de voltaje compensado, 1,5 V inferior a V_{DD}. Se
saca fuera del chip a través del adaptador 18.
IBATT se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
producir un sumidero de corriente de 20 nA que se usa para
establecer la corriente de polarización del circuito de estado de
la batería 68.
ICODE se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
producir un sumidero de corriente de 100 nA que se usa para bajar el
clavo CODE si dicho clavo se deja abierto.
IDCON se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
producir un sumidero de corriente de 100 nA que se usa para bajar el
clavo DCON si dicho clavo se deja abierto.
ILEAD se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
ser una fuente de corriente de 20 nA que se usa para polarizar el
circuito de estado conductor 62.
ILIMIT es una conexión externa al circuito de
excitación de salida 54 (Adaptador 22). En el modo CA, ILIMIT no se
usa. En el modo CD, ILIMIT se conecta a la carcasa del estimulador y
hace las veces del ánodo unitario.
IMINUS se genera por medio del circuito
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, conmuta la parte de
salida negativa de la señal. En el modo CD, conmuta la corriente de
salida. La usa el circuito de excitación de salida 54.
IMINUS2 se genera por medio del circuito
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, no se usa. En el
modo CD, conmuta la corriente de salida correspondiente a OUT2. La
usa el circuito de excitación de salida 54.
IPOR se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
ser un sumidero de corriente de 10 nA que se usa para polarizar el
circuito de restablecimiento de la conexión 50.
IREC se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
ser una fuente de corriente de 20 nA que usa el circuito receptor
64.
ITEST se genera por medio del circuito
regulador/de referencia de voltajes 68. Una señal de ejemplo puede
ser un sumidero de corriente de 100 nA que se usa para bajar el
clavo TEST si dicho clavo no está conectado.
ITRM es una conexión externa a V_{DD} a través
de un resistor externo (Adaptador 25). El resistor se usa para
equilibrar la corriente de salida tanto en el modo CA como en el CD.
Es una entrada al circuito de excitación de salida 54.
LDHIGH se genera por medio de la unidad de
estado conductor. En el modo CA, un nivel lógico 1 indica una
impedancia conductora alta. En el modo CD, un nivel lógico 1 indica
una impedancia conductora alta correspondiente a OUT2.
LDLOW se genera por medio de la unidad de estado
conductor. En el modo CA, un nivel lógico de 1 indica una
impedancia conductora baja. En el modo CD, un nivel lógico de 1
indica una impedancia conductora alta correspondiente a OUT1.
LDTRM1 es una entrada al circuito de estado
conductor 62. Se puede empalmar con GND_REF a través de un resistor
externo (Adaptador 20). Establece los puntos de desconexión
correspondientes al circuito de estado conductor 62.
LDTRM2 es una entrada al circuito de estado
conductor 62. Se empalma con GND_REF a través de dos resistores en
serie (Adaptador 19). Se usa para establecer los puntos de
desconexión correspondientes al circuito de estado conductor
62.
LOWBATT se genera en el circuito de estado de la
batería 66. Esta señal normalmente es baja. Cuando la salida de la
batería cae por debajo de 2,4 V, dicha señal cambia al nivel lógico
1.
NEN_ANL se genera por medio de la unidad
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, dicha señal activa
la batería y los circuitos de estado conductor durante la parte
negativa de la señal de salida. Si no, dichos circuitos se pueden
desactivar para conservar la potencia.
NIPLUS se genera por medio del circuito
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, dicha señal controla
el conmutador de salida correspondiente a la parte positiva de la
señal de salida.
NOUT_ON se genera por medio del circuito
principal de base de tiempos 52. En el modo CA, dicha señal activa
el excitador de salida durante el período de ráfagas. Si no está
desconectada.
NPPMRST se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Es un restablecimiento primario
correspondiente al circuito de módem de comunicación 60.
NREC_OUT se genera por medio del circuito
receptor 64. Es una representación digital de la entrada externa
recibida.
NRESET se genera por medio del circuito de
restablecimiento de la conexión 50. Se restablece la conexión hasta
una comunicación de enlace ascendente/enlace descendente válida y
después de ésta. En cualquier caso, se vuelve alta después de, por
ejemplo dos ciclos de reloj de 76,8 kHz.
NRST se genera por medio del circuito de
restablecimiento de la conexión 50. Se restablece la conexión hasta
una comunicación de enlace ascendente/enlace descendente válida y
después de ésta. En cualquier caso, vuelve a su estado alto después
de, por ejemplo un ciclo de reloj de 1,49 Hz.
NRSTPRG se genera por medio del circuito de
restablecimiento de la conexión 50. Se restablece la conexión.
Vuelve a su estado alto después de que NRST cambie a alta.
NSTRT se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Inicia un restablecimiento después de una
comunicación de enlace ascendente/enlace descendente válida.
NTRANS se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Indica la finalización de una comunicación de
enlace descendente válida.
NTRANS_OUT se genera por medio de la unidad
transmisora 58. Es la señal de salida de la etapa excitadora del
circuito transmisor 56. Se conecta a una bobina externa (Adaptador
8).
ONECLK se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Es la señal de reloj decodificada
correspondiente a la posición de datos del nivel lógico uno en el
protocolo de comunicación.
OUT1 es una salida del circuito de excitación de
salida 54 (Adaptador 23). Tanto en el modo CA como en el CD, es la
señal de salida.
OUT2 es una salida del circuito de excitación de
salida 54 (Adaptador 24). En el modo CA, OUT2 se conecta a
OUT1.
REC_OFF se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Esta señal desactiva el receptor, el circuito
de estado de la batería y el circuito de excitación de salida
durante un funcionamiento de enlace ascendente.
RECV entra en la unidad receptora 56. Se empalma
con una bobina externa (Adaptador 9).
STARTCLK se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Es una señal de reloj decodificada
correspondiente a la posición de inicio en el protocolo de
comunicación.
STIM0 se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Se usa con el bit de STIM1 para generar los
cuatro modos de estimulación (desconectado, conectado 4 horas,
conectado 8 horas, continuamente conectado).
STIM1 se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Se usa con la señal STIM0 para generar los
cuatro modos de estimulación (desconectado, conectado 4 horas,
conectado 8 horas, continuamente conectado).
SYMTRM es una entrada al circuito de excitación
de salida 54. Se puede empalmar con GND_REF o con V_{DD} a través
de un resistor externo (Adaptador 21). Se usa para equilibrar la
parte positiva de la corriente de salida. Actualmente no se
usa.
TCODE se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Es la salida de datos que se envía al circuito
transmisor 56 para transmisión externa.
TEST es una señal de ensayo que se usa junto con
TP1 a TP6. Se saca fuera del chip del adaptador 4.
TP1 a TP6 son puntos de prueba externos
(Adaptadores 26, 27, 28, 1, 2 y 3, respectivamente). Envían datos
desde los diversos bloques de celdas a efectos de prueba.
V_{DD} es una conexión externa al terminal
positivo de la batería de 2,8 V (Adaptador 14).
V_{SS} es una conexión externa al terminal
negativo de la batería de 2,8 V (Adaptador 11).
VREF es una entrada al circuito regulador/de
referencia de voltajes 68. Se puede empalmar con un voltaje de
referencia sin compensar de 1,5 V (Adaptador 17).
VSET1 es una entrada al circuito regulador/de
referencia de voltajes 68. Se empalma con V_{DD} a través de dos
resistores externos en serie (Adaptador 15). Se usa para equilibrar
VREF.
VSET2 es una entrada al circuito regulador/de
referencia de voltajes 68. Se empalma con V_{DD} a través de un
resistor (Adaptador 16). También se usa para equilibrar VREF.
XMIT se genera por medio del circuito de módem
de comunicación 60. Activa la salida del transmisor.
XTAL1 es una conexión externa a un terminal de
un circuito oscilador/resistor de 76,8 kHz (Adaptador 6). Es una
entrada al circuito oscilador a cristal 48.
XTAL2 es una conexión externa a un terminal de
un par oscilador/resistor de 76,8 kHz (Adaptador 7). Es una entrada
al circuito oscilador a cristal 48.
XTRM es una conexión externa a V_{DD} a través
de un resistor (Adaptador 5). Establece la corriente de
polarización, por ejemplo, del oscilador a cristal de 76,8 kHz.
ZEROCLK se genera por medio del circuito
decodificador PPM 58. Es la señal de reloj decodificada
correspondiente a un nivel lógico cero del protocolo de
comunicación.
Las Figuras 5a y 5b representan las mitades
izquierda y derecha de un diagrama de bloques del circuito integrado
46 que se puede usar en las formas de realización que se
representan en las Figuras 1 a 2b. En esta forma de realización, el
circuito integrado 46 tiene 28 conexiones externas, adaptadores 1 a
28. Internamente, el circuito integrado 46 incluye un circuito
oscilador a cristal 48, un circuito de restablecimiento de la
conexión 50, un circuito principal de base de tiempos 52, un
circuito de excitación de salida 54, un circuito transmisor 56, un
circuito decodificador PPM 58, un circuito de módem de comunicación
60, un circuito de estado de los electrodos 62, un circuito
receptor 64, un circuito de estado de la batería 66 y un circuito
regulador/de referencia de voltajes 68.
El circuito oscilador a cristal 48 genera una
señal de reloj normal de 76,8 kHz identificada como C76_8. Dicho
circuito tiene tres conexiones externas XTRM, XTAL1 y XTAL2 y una
entrada GND_REF. El circuito de restablecimiento de la conexión 50
genera tres salidas de restablecimiento NRESET, NRSTPRG, NRST, para
poner el resto de circuitos en una condición de inicio después de
la activación. Dicho circuito tiene cuatro entradas, C76_8, C1_49,
NSTRT e IPOR y dos puntos de prueba TEST y TP6.
El circuito principal de base de tiempos 52
genera las señales de temporización por impulsos para el control
del circuito de excitación de salida 54 y proporciona un
temporizador de 24 horas al circuito integrado 46. Dicho circuito
genera 8 salidas, BIASON, NIPLUS, IMINUS, IMINUS2, NOUT_ON, NEN_ANL,
ANL_CLK y C1_49. Dicho circuito tiene seis entradas, NRESET,
REC_OFF, C76_8, DCON, STIM0, STIM1 y dos puntos de prueba, TEST y
TP1.
El circuito de excitación de salida 54 controla
la señal de salida, OUT1 y OUT2 que se suministra al paciente a
través de los clavos 130. Dicho circuito tiene entradas GND_REF,
NOUT_ON, IMINUS, IMINUS2, NIPLUS y BIASON y conexiones externas
ILIMT, ITRM y SYMTRM.
El circuito transmisor 56 combina los parámetros
de temporización por impulsos del decodificador PPM 58 con la
salida de datos del módem de comunicación 60 para transmitir un
impulso magnético de baja frecuencia a un receptor externo a través
de NTRANS_OUT. Dicho circuito tiene entradas C76_8, STARTCLK,
ONECLK, ZEROCLK, TCODE y XMIT.
El circuito decodificador PPM 58 determina si la
información que se ha recibido del circuito receptor 64 es una
comunicación de enlace descendente válida. Asimismo, el circuito
decodificador PPM 58 genera el protocolo de posición de impulsos
que usa el circuito transmisor 56. Dicho circuito tiene salidas
C38_4, NPPMRST, DSTB, DATA, STARTCLK, REC_OFF, ZEROCLK, ONECLK. El
circuito decodificador PPM 58 también tiene entradas C76_8,
NREC_OUT, NTRANS, NRST y 2 puntos de prueba, TEST y TP4.
El circuito de módem de comunicación 60 controla
el modo de funcionamiento del circuito integrado 46 a través de dos
de sus bits de salida, STIM0 y STIM1. Estos dos bits definen
posibles modos de funcionamiento. Por ejemplo, cuatro modos de
funcionamiento pueden ser: desconectado, cuatro horas conectado/20
horas desconectado, ocho horas conectado/16 horas desconectado o
continuamente conectado. Asimismo, dicho circuito recibe señales
del circuito de estado de la batería 66, que indican el estado de la
batería (EOL y LOWBATT), y del circuito de estado de los electrodos
62, que indican la impedancia de los electrodos o clavos de salida
130 (LDHIGH y LDLOW). Posteriormente, el circuito genera una
palabra de comunicación de 11 bits y una activación de transmisión
(TCODE y XMIT) para que las transmita el circuito transmisor 56. El
circuito de módem de comunicación 60 tiene otras once entradas,
NRSTPRG, C38_4, NPPMRST, DSTB, DATA, STARTCLK, REC_OFF, DCON y CODE,
otras dos salidas, NTRANS y NSTRT y dos puntos de prueba, TEST y
TP5.
El circuito de estado de los electrodos 62
compara la impedancia de los electrodos o clavos de salida 130 con
un umbral o umbrales predeterminados. Tiene dos salidas, LDLOW y
LDHIGH. El circuito tiene entradas NRST, IMINUS, ANL_CLK, DCON,
NEN_ANL, ILEAD y conexiones a OUT1, OUT2, LDTRM1 y LDTRM2 y dos
puntos de prueba, TEST y TP2.
El circuito receptor 64 genera una salida
digital, NREC_OUT, a partir de una entrada analógica RECV. Dicha
señal se recibe desde un dispositivo externo al dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento tisular
120, tal como el receptor externo que se ha mencionado
anteriormente. El circuito receptor 64 tiene una entrada adicional
IREC.
El circuito de estado de la batería 66 supervisa
el voltaje que suministra la batería asociada e indica al circuito
de módem de comunicación 60 en qué momento la batería alcanza dos
puntos de desconexión con LOWBATT y EOL. Dicho circuito tiene
entradas NRST, REC_OFF, C1_49, NEN_ANL, IBATT y GND_REF, una
conexión externa a EOLTRM y dos puntos de prueba, TEST y TP3. El
circuito regulador/de referencia de voltajes 68 genera las
corrientes de polarización que se usan en el circuito integrado 46:
IPOR, IREC, IBATT, ILEAD, IDCON, ICODE e ITEST. Dicho circuito
tiene entradas VSET1, VSET2 y VREF y salida GND_REF.
La Figura 6 ilustra esquemáticamente el circuito
que se representa en las Figuras 5a y 5b configurado para un modo
de funcionamiento con CA. Durante el montaje, los clavos 1 a 4 y 26
a 28 se pueden dejar abiertos en el circuito integrado 46. Se debe
llevar a cabo un ensayo antes del ensamblaje final.
XTRM se conecta a V_{DD} 5 a través de un
resistor R1 y XTAIL se conecta a cristal X1 en paralelo con el
resistor R2. XTAL2 se conecta al otro terminal de cristal X1 y del
resistor R2. Cristal X1 es un cristal de 76,8 kHz. TRANS se conecta
a un terminal del capacitor C2. RECV se conecta al primer terminal
del resistor externo R3. Los otros terminales del capacitor C2 y
del resistor R3 se unen entre sí y al primer terminal del inductor
L1. El segundo terminal del inductor L1 se conecta a V_{DD}. CODE
se puede conectar o no a V_{DD} a través del adaptador externo
10. V_{SS} se conecta al terminal negativo de la batería BT1, que
puede ser una batería de litio-yodo de 2,8 voltios
con una capacidad de 200 mAH. Se puede sustituir por una batería
ligeramente mayor que aumente la capacidad de la batería BT1 a 0,5
AH.
Como se ha representado, V_{SS} también se
conecta a un terminal del capacitor C1 y a un terminal del resistor
R4. El segundo terminal del capacitor C1 se conecta a V_{DD} y el
segundo terminal del resistor R4 se conecta a EOLTRIM. EOLTRIM
también se conecta a V_{DD} a través del capacitor C3. El resistor
R4 se puede equilibrar activamente para conseguir un punto de
desconexión LOWBATT deseado, tal como 2,4 V, antes del ensamblaje
final. DCON se deja flotando en el adaptador externo 13. V_{DD}
se conecta al terminal positivo de la batería BT1. VSET1 se conecta
a V_{DD} a través de la combinación en serie de resistores de los
resistores R5 y R6. VSET2 se conecta al nodo que forma la conexión
interior del resistor R5 al resistor R6. VRF se conecta a la
combinación en paralelo de resistor/capacitor. La combinación en
paralelo de resistor-capacitor incluye un resistor
R7 y un capacitor C4. El segundo terminal de R7 y C4 se conecta a
V_{DD}. El resistor R5 se puede equilibrar activamente antes del
ensamblaje para generar GND = V_{DD} - 1,5
voltios. GND se empalma con V_{DD} a través del capacitor C5 y a una ventana de electrodos del estimulador del crecimiento óseo.
voltios. GND se empalma con V_{DD} a través del capacitor C5 y a una ventana de electrodos del estimulador del crecimiento óseo.
LDTRM2 se conecta a un nodo 440 a través de una
serie de resistores que comprende los resistores R8 y R9. El nodo
440 se conecta a GND. LDTRM1 se conecta al nodo que forma la
conexión de los resistores R8 y R9. El punto de desconexión de baja
impedancia de electrodos se establece equilibrando activamente el
resistor R9. El punto de desconexión de alta impedancia se
establece equilibrando activamente el resistor R8 después del
resistor R9. SYMTRIM se conecta a un nodo 442 a través del resistor
opcional R12. SYMTRIM sale del circuito integrado 46 del adaptador
externo 122. OUT1 se conecta al electrodo de salida 30 a través del
capacitor C7. El capacitor C7 garantiza que la salida no tiene
ningún componente neto de CD. OUT1 también se conecta al nodo 442
a través del resistor R10. Los nodos 442 y 440 están conectados
eléctricamente. OUT2 se conecta a OUT1. ITRIM se conecta a V_{DD}
a través del resistor R11. El resistor R11 se equilibra activamente
para establecer la corriente de salida. Además, el diodo zener D1
se empalma entre GND y la salida y se polarizan según se
representa. Proporcionan protección al circuito contra el alto
voltaje. Asimismo, el capacitor C6 se conecta entre OUTPUT1 y GND.
El capacitor C6 protege al circuito de interferencia
electromagnética (EMI). Los elementos de soporte están
dimensionados para proporcionar corriente galvánica al paciente de
conformidad con la invención. Por ejemplo, los resistores R1 a R12,
los capacitores C1 a C6 y el inductor L1 se pueden dimensionar para
proporcionar un nivel de voltaje de salida adecuado para soportar
los requisitos de potencia del dispositivo combinado de fijación
externa y estimulador del crecimiento tisular/óseo 120.
Ejemplos adicionales del sistema de circuitos
que se puede usar junto con las formas de realización que se
representan en las Figuras 1 a 2b, se pueden encontrar en la
patente estadounidense Nº 5.565.005, presentada el 17 de febrero de
1993 por John H. Erickson y col. y titulada "Implantable Growth
Tissue Stimulator and Method Operation".
La Figura 7 es un esquema parcial y un diagrama
de bloques parcial de un circuito eléctrico formado de conformidad
con las enseñanzas de la presente invención. Dicho circuito
eléctrico se puede usar junto con las formas de realización que se
representan en las Figuras 3 a 4b. En el ejemplo de la Figura 7,
dicho sistema de circuitos controla las bobinas transductoras 284a
y 284b que se han analizado junto con la Figura 1. Dicho sistema de
circuitos proporciona una corriente bifásica de impulsos a las
bobinas transductoras 284a y 284b a intervalos predeterminados,
accionando de ese modo la señal de salida PEMF según un tratamiento
PEMF recomendado previamente programado. Salvo las bobinas
transductoras 284a y 284b, dicho sistema de circuitos se puede
situar físicamente en la unidad de control 150 ó 350. El sistema de
circuitos eléctricos incluye tanto un sistema de circuitos de
control 900, como un sistema de circuitos de detección de campo 908,
como un sistema de circuitos de excitación 910, que se pueden
fabricar en una tarjeta de circuitos impresos y encapsular en la
unidad de control 150 ó 350. En esta forma de realización, el
sistema de circuitos de control 900 es capaz de funcionar para
excitar el sistema de circuitos agrupados 940a y
940b.
940b.
El sistema de circuitos de control 900 incluye
un procesador o microcontrolador 901, con componentes de circuito
integrado asociados: una memoria de programa 902, una memoria de
datos 903 y un circuito de reloj de tiempo real 904. Para algunas
aplicaciones, el procesador 901 puede representar dos
microprocesadores independientes. Un microprocesador se puede usar
para controlar la bobina transductora 284a y el otro microprocesador
se puede usar para controlar la bobina transductora 284b.
El procesador 901 está en comunicación de datos
con dichos componentes asociados por medio de un canal de
transmisión 905. Se puede cargar un programa PEMF en un
microcontrolador EPROM o en otra memoria e instalar como una
memoria de programa PEMF 902. Alternativamente, el programa PEMF se
puede grabar en la memoria de programa PEMF a través de un puerto
E/S 906.
La memoria de datos 903 se puede usar para
almacenar datos sobre el uso por parte del paciente del dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador de crecimiento
tisular/óseo 120, a partir de un reloj y calendario, mantenidos
internamente, que proporcionan el circuito de reloj 904. Por
ejemplo, en la memoria de datos 903 se pueden almacenar parámetros
de programa PEMF, tales como tiempo de inicio, tiempo de detención,
duración y media diaria. Estos datos se pueden leer o cargar en
cualquier impresora, dispositivo externo o enlace de comunicaciones
adecuados a través del puerto E/S 906. En esta forma de realización,
el puerto E/S 906 es un puerto ranurado de entrada y salida en
serie (SIO) para conectar a un dispositivo externo de este tipo.
El procesador 901 controla los amplificadores de
excitación de la bobina 907a y 907b, que excitan la activación y
desactivación de las bobinas transductoras 284a y 284b,
respectivamente. El detector de campo o los circuitos de detección
de rotura de la bobina 908a y 908b detectan el rendimiento de los
campos electromagnéticos por medio de bobinas transductoras
respectivas 284a y 284b y proporcionan una señal de respuesta al
procesador 901 para supervisar el funcionamiento del dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento
tisular/óseo 120. Este sistema de circuitos de supervisión empotrado
garantizará que un flujo de corriente apropiado, en cada bobina
transductora 284b y 284a, está generando el campo de
tratamiento.
El procesador 901 puede almacenar datos de
supervisión en la memoria de datos 903 e iniciará una señal de
alarma visible o audible, u otra alarma, si el dispositivo no está
generando el campo de tratamiento. Si en cualquier momento durante
el tratamiento cualquier transductor 284b, 284a deja de funcionar
correctamente, se detendrá el tratamiento y se iniciará la
indicación de defecto de campo.
En funcionamiento, el procesador 901 recibe
potencia desde una fuente de alimentación, tal como una batería
alcalina o de litio de nueve voltios, a través de un regulador de
voltaje de conmutación 909. El regulador 909 proporciona una
potencia de +5 voltios al procesador 901 y a sus componentes
digitales asociados.
El procesador 901 y sus componentes asociados se
pueden ejecutar con dispositivos de circuito integrado
convencionales. Por ejemplo, el procesador 901 puede ser un
procesador Motorola 68HC11. La memoria de datos 903 y el circuito
de reloj 904 pueden ser un dispositivo de Dallas Semiconductor
Corporation.
El programa PEMF puede enviar un par de señales
de control, cada una comprendiendo una serie de ráfagas de
impulsos. Las dos señales tienen sus impulsos compensados, de tal
manera que un impulso de una señal es alto cuando un impulso de la
otra señal es bajo. Dichas señales de control alternas controlan el
sistema electrónico de excitación, de manera que conecta y
desconecta la corriente en los momentos apropiados para proporcionar
una corriente bifásica a las bobinas transductoras 284a y 284b.
Una característica de las señales de control es
que al inicio de una de las ráfagas de impulsos, su primer impulso
es más corto que los otros impulsos del mismo tren de impulsos. Por
lo tanto, por ejemplo, si el primer tren de impulsos tiene impulsos
con tiempos de conexión de 4 microsegundos (4 \museg) y tiempos de
desconexión de 12 microsegundos (12 \museg), entonces el primer
impulso del primer tren de impulsos es de 2 microsegundos (2
\museg). Este primer impulso corto crea el campo magnético
correspondiente a la señal de terapia de estimulación PEMF de la
bobina de devanado único. Encendiendo el sistema de circuitos de
excitación para medio impulso, tiene lugar la activación del campo
magnético para establecer el campo magnético PEMF distinto de cero.
Posteriormente, el impulso siguiente del otro tren de impulsos se
enciende durante, aproximadamente, doce microsegundos. Esto
establece la corriente, de manera que la energía de excitación de
retorno va en una dirección negativa. Esto provoca la corriente
fluya desde una dirección inicial negativa. Posteriormente, durante
el impulso, la corriente se eleva hasta cero y aumenta de un número
negativo, pasando por cero, hasta un número positivo.
Los sistemas electrónicos de excitación 910a y
910b excitan las bobinas transductoras respectivas 284a y 284b, de
manera que las bobinas transductoras 284a y 284b generan las señales
de terapia de estimulación PEMF deseadas. Los sistemas electrónicos
de excitación 910a y 910b tienen un primer conmutador de
transistores 911, entre el circuito de detección de rotura 908 y
las bobinas transductoras 284a y 284b, y un segundo conmutador de
transistores 912, entre el circuito capacitivo de recuperación de
energía 913 y las bobinas transductoras 284a y 284b. Los
conmutadores 911 y 912 controlan la señal de salida de las bobinas
transductoras 284a y 284b. En funcionamiento, cada bobina
transductora 284a y 284b conforma el patrón de campo
electromagnético pulsado y recupera la energía no usada durante el
intervalo entre impulsos del campo generado.
Respecto a la inicialización, cada conmutador
911 se enciende por medio del amplificador de excitación de la
bobina respectivo 907a y 907b para exponer el voltaje de la batería
a través de las bobinas transductoras 284a y 284b durante un
período de la mitad de la duración normal de un impulso de,
normalmente, cuatro microsegundos (4 \museg). La corriente de
activación fluye a través de las bobinas transductoras 284a y 284b
para generar una señal de salida. Cuando se desconecta el
conmutador 911, se conecta el conmutador 912 para cargar el circuito
capacitivo de recuperación de energía 913 a un voltaje igual a
cuatro veces el voltaje de la batería. Esto provoca que las bobinas
transductoras 284a y 284b se descarguen en la dirección opuesta
durante el período de desconexión del conmutador 911, en
comparación con la dirección durante su período de conexión. Por lo
tanto, se produce una recuperación de energía sin una bobina
secundaria. Los circuitos de excitación 910a y 910b permiten la
secuenciación de la corriente a través de las bobinas transductoras
respectivas 284a y 284b en ambas direcciones.
Por lo tanto, para una intensidad de campo
magnético determinada, la corriente máxima se puede reducir a la
mitad. Esto tiene como resultado un factor de reducción cuatro en
pérdidas I^{2}R, en el que I es la corriente instantánea de la
bobina y R es la resistencia del devanado de la bobina. Estos son
los tipos de pérdidas que existirían con el uso de un devanado
secundario. El voltaje V_{x4} se puede derivar usando el impulso
de retorno de las bobinas transductoras 284a y 284b, en lugar de que
sea necesario un circuito independiente de elevación de voltaje.
Compensando la capacidad de los capacitores 913a y 913b, se puede
eliminar la necesidad de un circuito independiente de alimentación
de voltaje en cuatro tiempos.
En el ejemplo de la Figura 4, el circuito
capacitivo de recuperación de energía 913 incluye dos capacitores
conectados en serie 913a y 913b. Su relación de capacidades es al
menos de 1:3 y en el ejemplo de esta descripción es de 1:10 (en
microfaradios). Se podrían usar otras configuraciones distintas de
capacitores para el circuito capacitivo 913, con la característica
común de que proporciona el voltaje de restablecimiento de energía
deseado, en este caso V_{x4}. Por ejemplo, el circuito capacitivo
de recuperación de energía 913, podría incluir un capacitor y un
sistema de circuitos reguladores del voltaje.
Asimismo, el sistema de circuitos de control 900
es capaz de funcionar para excitar un único sistema de circuitos
agrupados o un sistema de circuitos agrupados adicional (no se
muestran explícitamente). Por ejemplo, el sistema de circuitos de
control 900 puede controlar un único sistema de circuitos agrupado
cuando el dispositivo combinado de fijación externa y estimulador
del crecimiento tisular/óseo 120 utiliza una única bobina 284a
extrayendo el sistema de circuitos agrupados 907b. En una forma de
realización de este tipo, el sistema de circuitos de control 900
puede controlar un único sistema de circuitos agrupado, tal como una
bobina única 384, como se ilustra en las Figuras 2a y 2b, sin
alterar sustancialmente la carga del sistema de circuitos de control
900. Alternativamente, un sistema de circuitos agrupado adicional
de este tipo se puede colocar en paralelo con el sistema de
circuitos agrupados 940a y 940b, sin alterar sustancialmente la
carga del sistema de circuitos de control 900. Por lo tanto, se
puede empalmar de manera extraíble al sistema de circuitos de
control 900 cualquier cantidad de módulos de sistema de circuitos
agrupados y se pueden poner en funcionamiento junto con las bobinas
transductoras 284a y 284b.
La Figura 8a ilustra una forma de realización
del circuito de detección de rotura de la bobina 908a. Un biestable
de dos entradas 961 recibe una señal de entrada superior y una señal
de entrada inferior. Una de sus salidas Q va a un biestable 962 y
controla el funcionamiento del conmutador 912. La otra salida Q
controla el funcionamiento del conmutador 911. La salida Q del
biestable 962 va al biestable 963 como una señal de reloj. El
conmutador 912 controla si la señal COIL_LO va a V_{X4}, mientras
que el conmutador 911 deriva a tierra la COIL_LO. La señal COIL_HI
proporciona voltaje de alimentación V.
El resistor 964 y el diodo 965 reciben el
voltaje de alimentación V del resistor 966. El biestable 963 recibe
como su entrada D la salida del resistor 966. La salida Q del
biestable 963 va a la puerta NAND 967 para generar una salida de
detección.
El voltaje V_{x4} es cuatro veces el voltaje
V, ambos medidos respecto a tierra. Las señales SUPERIOR e INFERIOR
consisten en una ráfaga de impulsos, separada por un período entre
ráfagas, como se muestra en las Figuras 9a y 9b. Estas dos señales
básicamente no se superponen, lo que garantiza el funcionamiento
estable del biestable S/R 961. Las salidas Q del biestable S/R 961
son de condición opuesta y básicamente tampoco se superponen, lo
que garantiza que los conmutadores 911 y 912 nunca estén conectados
a la vez.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Durante el período entre ráfagas, ambos
conmutadores 911 y 912 están abiertos. En condiciones normales de
funcionamiento, la bobina transductora 284a arrastrará el nivel de
la señal COIL_LO al voltaje de alimentación V. En caso de que se
produzca una rotura de la bobina, el resistor 964 arrastrará la
señal COIL_LO a tierra.
El resistor 966, el resistor 964 y el diodo 965
transforman la señal COIL_LO en niveles apropiados para las
entradas del biestable 963 y de la puerta NAND 967. La relación del
resistor 966 respecto al resistor 964 se selecciona para
proporcionar un nivel lógico "0" en las entradas del biestable
963 y de la puerta NAND 967 en caso de que se produzca una rotura
de las bobinas transductoras 284a y 284b.
La salida del biestable 962 es un impulso único
que se produce al inicio de una ráfaga, empezando con el primer
impulso de SUPERIOR y terminando en el segundo impulso de SUPERIOR.
El umbral de subida de la salida del biestable 962 se produce antes
del primer umbral de subida de la señal COIL_LO debido al retardo
de tiempo, relativamente corto, asociado al biestable 962 frente al
conmutador 912 y al conmutador 911. La salida de impulsos del
biestable 962 va al biestable 963, muestrea el voltaje entre
ráfagas. Si el voltaje entre ráfagas es igual a V, la salida Q del
biestable 963 está en un nivel lógico "1" hasta el siguiente
impulso de muestreo, permitiendo de ese modo la salida de la
inversa de la señal COIL_LO al procesador 901, como la señal de
DETECCIÓN.
Si el voltaje entre ráfagas está en un nivel de
tierra, debido a una rotura de la bobina transductora 284a, la
salida del biestable 963 se establece en un nivel lógico "0",
no permitiendo la salida de la inversa de la señal COIL_LO al
procesador 901.
Un cortocircuito en los terminales de la bobina
hará que la señal COIL_LO esté condicionada a V. La salida del
biestable 963 estará en un nivel lógico "1", por lo tanto, la
salida de la puerta NAND 967 estará en un nivel lógico "0" en
lugar de la señal de ráfagas que normalmente espera el procesador
901. Esto indica la existencia de una condición de avería de campo.
Conectando el terminal COIL_HI o el COIL_LO a tierra, se creará
básicamente un cortocircuito de CD.
La Figura 8b ilustra la relación de tiempos de
las señales lógicas que excitan los conmutadores 911 y 912, así
como las señales internas al circuito de detección de rotura de la
bobina 908. En cada señal de ráfaga lógica, hay una serie de
impulsos, siendo la duración de cada impulso superior, sólo un
tercio, a la duración del impulso inferior. Asimismo, se pueden
usar otros parámetros.
Las Figuras 9a y 9b ilustran ejemplos típicos de
formas de onda de salida que se pueden asociar a un dispositivo
combinado de fijación externa y estimulador del crecimiento
tisular/óseo. La utilización de formas de onda, como estas, puede
proporcionar, por ejemplo, un aumento de la densidad ósea, dado que
el tejido óseo parece responder a diversos contenidos armónicos
dentro de una señal eléctrica.
En algunas aplicaciones, la señal PEMF que
genera un dispositivo de fijación externa y estimulador del
crecimiento tisular/óseo 120 ó 220 en respuesta a las señales de
las unidades de control 150 ó 250, respectivamente, puede incluir
una ráfaga de impulsos que puede ir seguida de un período entre
ráfagas. La Figura 9a ilustra un ejemplo de una ráfaga de
impulsos. Por ejemplo, puede ser especialmente ventajoso producir
una ráfaga de mil seiscientos nueve (1609) impulsos, a un ritmo de
repetición de, aproximadamente, una ráfaga y media de impulsos por
segundo. Este ritmo corresponde a, aproximadamente, una ráfaga cada
667 +/- 3 milisegundos (mseg).
En cada señal de ráfaga lógica, puede haber una
serie de impulsos, en los que cada impulso consiste en una parte
positiva (activación) y una parte negativa (desactivación). Como se
muestra en la Figura 9b, una anchura de impulso positivo puede ser
de, aproximadamente, cuatro microsegundos (4 \museg). La anchura
de impulso negativo puede ser de, aproximadamente, doce
microsegundos (12 \museg). Este período de impulsos es de,
aproximadamente, dieciséis microsegundos (16 \museg) para una
frecuencia de impulsos de, aproximadamente, 62,5 kilohercios.
Respecto al ejemplo de las Figuras 9a y 9b, puede haber 1609
impulsos por ráfaga. Dependiendo de la aplicación, las anchuras de
impulso correspondientes a cada parte pueden variar. Por ejemplo, en
otras aplicaciones, puede ser aconsejable que una anchura de
impulso positivo sea de, aproximadamente, sesenta y cinco
microsegundos (65 \museg) y la anchura de impulso negativo sea de,
aproximadamente, ciento noventa y cinco microsegundos (195
\museg), correspondiente a un período de impulsos de,
aproximadamente, doscientos sesenta microsegundos (260
\museg).
Las áreas de dichas partes pueden ser,
aproximadamente, equivalentes. Por ejemplo, la duración de una parte
positiva es, aproximadamente, un tercio de la duración de una parte
negativa, mientras que la amplitud de la parte positiva es,
aproximadamente, tres veces la de la parte negativa. También se
pueden usar otros parámetros. En algunas aplicaciones, puede ser
aconsejable incluir un umbral máximo y/o mínimo de amplitud
correspondiente a cada parte de impulso.
Una combinación de parámetros de este tipo puede
ser especialmente ventajosa. Por ejemplo, dichos parámetros pueden
aumentar el rendimiento energético, con lo que las bobinas
transductoras 284a, 284b pueden ser grandes. Asimismo, dichos
parámetros pueden reducir los requisitos de funcionamiento de
alimentación por batería. La invención puede, asimismo, usar otros
parámetros de medición de tiempos para lograr las señales PEMF
deseadas.
Si bien se ha descrito en detalle la presente
invención y sus ventajas, se debería entender que se pueden
realizar diversos cambios, sustituciones y alteraciones a la misma
sin apartarse del alcance de la invención según se define en las
reivindicaciones siguientes.
Claims (20)
1. Aparato (220) para tratamiento
de fracturas, osteotomías, lesiones del tejido blando y cirugía
plástica, que comprende:
un dispositivo de fijación externa (260) para
estabilización de una parte seleccionada de un paciente,
un estimulador del crecimiento tisular/óseo
(270) acoplado al dispositivo de fijación externa (220) y que forma
un componente integral del mismo, caracterizado porque
el estimulador del crecimiento óseo y tisular
comprende al menos una bobina transductora (284a, 284b) capaz de
funcionar para generar un campo electromagnético para estimular el
crecimiento del hueso y/o tejido en la parte seleccionada del
paciente.
2. El aparato de la reivindicación
1, en el que el estimulador del crecimiento óseo y tisular es capaz
de funcionar para proporcionar el campo electromagnético dirigiendo
corriente a través del dispositivo de fijación externa (260) hasta
una superficie de contacto (128) con el paciente.
3. El aparato de la reivindicación
2, en el que la corriente se dirige a través de al menos dos
dispositivos estabilizadores del dispositivo de fijación externa
(260).
4. El aparato de la reivindicación
2 o de la reivindicación 3, en el que la corriente es una corriente
alterna.
5. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el estimulador del
crecimiento tisular/óseo (270) comprende una pluralidad de bobinas
transductoras (284a, 284b) capaces de funcionar para generar el
campo electromagnético.
6. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el estimulador del
crecimiento tisular/óseo (270) es además capaz de funcionar para
tratar múltiples áreas del paciente simultáneamente.
7. El aparato de la reivindicación
6, en el que el estimulador del crecimiento tisular/óseo (270) es
además capaz de funcionar para tratar múltiples huesos y
articulaciones del mismo paciente.
8. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el tamaño y el ángulo del
dispositivo de fijación externa (260) se pueden ajustar
selectivamente.
9. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el campo electromagnético
comprende una pluralidad de impulsos con una anchura de impulso de,
aproximadamente, diez microsegundos a doscientos sesenta
microsegundos.
10. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el campo electromagnético
comprende una pluralidad de impulsos, cada uno teniendo uno del
grupo constituido por una amplitud mínima predeterminada y una
amplitud máxima predeterminada.
11. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende además el estimulador
del crecimiento tisular/óseo (270) capaz de funcionar para evitar la
infección dirigiendo el campo electromagnético hacia las
superficies de contacto (128) entre el clavo y el paciente.
12. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la parte seleccionada
comprende una articulación en lugar de un único hueso.
13. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de fijación
externa comprende una ventana (490) a través de la que se puede
supervisar la parte seleccionada del paciente.
14. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de fijación
externa incluye material radiolúcido a través del que se puede
supervisar la parte seleccionada del paciente.
15. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de fijación
externa comprende una carcasa empalmada con dos mecanismos de
sujeción (136), siendo dichos mecanismos de sujeción capaces de
funcionar para liberar y extraer el dispositivo de fijación externa
de los clavos (130) para proporcionar un campo para el cuidado de
la herida y una formación de imágenes radiográficas sin
obstrucción.
16. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en el que dicho dispositivo de fijación
externa (260) está adaptado para aplicarlo a una parte seleccionada
del organismo de un paciente para proporcionar estabilidad y
mantener la alineación de las partes óseas durante un proceso de
cicatrización,
\newpage
y dicho estimulador del crecimiento tisular/óseo
(270) está adaptado para estimular al paciente con una corriente
directa de impulsos, creando de ese modo un campo electromagnético,
siendo capaz de funcionar dicho campo para penetrar en un área
afectada entre dos clavos (130),
y en el que dicho dispositivo de fijación
externa está formado en parte de material radiolúcido.
17. El aparato de las reivindicaciones 1
a 15 o de la reivindicación 16 adaptado para estimular el
crecimiento tisular del paciente dentro de la parte
seleccionada.
18. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, o de la reivindicación 16 o de la
reivindicación 17 adaptado para estimular el crecimiento óseo del
paciente dentro de la parte seleccionada.
19. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15 o de las reivindicaciones 16 a 18, en el
que dicho aparato está adaptado para emitir impulsos de corriente
directa a través de dos clavos (130) para crear un volumen de
tratamiento de energía electromagnética dirigido radialmente o un
volumen de tratamiento dirigido a la superficie de contacto (128)
con el paciente.
20. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15 o de las reivindicaciones 16 a 19 adaptado
para estimular al paciente dentro de un volumen de tratamiento que
incluye la rodilla del paciente.
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