ES2293778A1 - Estimulador transcraneal de baja intensidad. - Google Patents
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Abstract
Estimulador transcraneal de baja intensidad.
Dispone de una serie de bobinas de estimulación
cerebral, a través de las que circula una corriente que genera un
campo magnético estimulador. La señal de corriente se genera
mediante un microntrolador digital (5) alimentado por una fuente de
alimentación externa (2) a través de un regulador de tensión (3),
conectado en serie con un convertidor de voltaje (4). El
microcontrolador incorpora un firmware encargado de generar una
amplia variedad de tipos de onda mediante los parámetros enviados
por un ordenador (7) a través de un puerto de conexión (6) al
microcontrolador (5). La salida de la señal generada por dicho
microcontrolador es conducida a un convertidor digital/analógico (8)
el cual se conecta a un convertidor de corriente/voltaje (9), y
éste a una etapa (10) de conversión a fuente de corriente
independiente, a la cual se conectan finalmente las citadas bobinas
de estimulación (11).
Description
Estimulador transcraneal de baja intensidad.
La presente invención se refiere a un
estimulador transcraneal digital de baja intensidad y baja
frecuencia, utilizado en terapias a base de ondas magnéticas,
aplicable a cualquier enfermedad de carácter cerebral.
El objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo para la estimulación transcraneal que permita controlar
la señal del generador de campo magnético independientemente de la
carga de las bobinas de estimulación, manteniendo una buena
relación señal ruido incluso en muy bajas intensidades, inferiores
a 10 microamperios en un margen de bajas frecuencias con intervalos
de salto de milésimas de Hz.
Es asimismo objeto de la invención que dicho
dispositivo permita la introducción de los parámetros de la onda
magnética que se quiera generar de una manera sencilla mediante la
conexión del dispositivo a un ordenador, y a través de un
determinado software.
En terapias para la cura de enfermedades de
carácter cerebral son utilizados habitualmente estimuladores de
baja intensidad y baja frecuencia que están constituidos
básicamente por un generador de campo magnético al que se conectan
unas bobinas de estimulación.
Éste tipo de dispositivos, y en particular sus
generadores de campo magnético, hasta la fecha son analógicos,
permitiendo generar tres tipos de ondas diferentes; sinusoidales,
triangulares y cuadradas.
La frecuencia y la amplitud de dichas señales
generadas se varían mediante potenciómetros externos, que varían la
corriente que circula a través de ellos.
El uso de generadores de campo magnético
analógicos supone una serie de limitaciones que a continuación se
detallan:
Por un lado se establece un compromiso entre el
ancho de banda y la resolución, de manera que si calculamos los
elementos de modo que se pueda hacer un barrido de frecuencias
amplio, por ejemplo entre 1 Hz y 100 Hz, la resolución o paso de
una frecuencia a otra está limitada al orden de Hz, por lo que no
se puede escoger una frecuencia exacta con una precisión de
décimas, centésimas o milésimas de Hz. Por el contrario, para un
barrido fino de frecuencias, como por ejemplo en pasos de 0.01 Hz
es necesario limitar el rango de frecuencias abarcado, por ejemplo
entre 6 y 9 Hz.
Asimismo, el uso de éste tipo de dispositivos
implica una utilización permanente de un equipo de medición u
osciloscopio que permita observar los parámetros regulados por los
potenciómetros (amplitud y frecuencia) ya que sin este equipo, no
se puede saber que valores se están introduciendo. Como es sabido,
dichos equipos de medición presentan unos elevados costes.
El estimulador transcraneal de baja intensidad
que la invención propone resuelve de manera plenamente
satisfactoria la problemática anteriormente expuesta,
proporcionando un dispositivo digital que permite generar una
amplia gama de formas de onda generadas, pudiendo controlar sus
parámetros (amplitud y frecuencia) con una mayor precisión.
Para ello, y de manera mas concreta, el
estimulador transcraneal incorpora un generador de campo magnético
que incluye un microcontrolador digital que se encarga de la
generación de dichas señales.
El estimulador transcraneal incorpora una fuente
de alimentación externa que se conecta a un regulador de tensión
que se encarga de estabilizar la tensión a su salida a 5V, ante
cualquier tensión superior a la misma o cualquier pico de tensión a
su entrada.
La salida de dicho regulador de tensión se
conecta a un convertidor de tensión que se encarga de obtener un
voltaje de -5Vdc a partir del voltaje de 5V proveniente de dicho
regulador de tensión.
La salida del convertidor de voltaje se conecta
asimismo al dispositivo microcontrolador, el cual tendrá al menos 3
puertos de entrada/salida, que pueden ser utilizados según los
requerimientos. Asimismo dicho dispositivo incorporará al menos
cinco conversores de analógico a digital, una UART para
comunicaciones asíncronas, temporizadores/contadores y sistema de
almacenamiento de al menos 8 KB de memoria FLASH de programa y 256
KB de memoria EEPROM de datos.
Mediante el firmware grabado en el
microcontrolador, así como un software compatible e instalado en un
ordenador personal que se conecta a dicho controlador, se permite a
través de una interfase introducir el tipo de señal, frecuencia,
corriente y tiempo de estimulación de la señal de estimulación que
se quiere generar.
A partir de los datos introducidos el
microcontrolador genera una señal digital que es convertida en una
señal analógica por medio de un conversor D/A (digital/analógico),
transformándola en una señal de corriente analógica de salida.
La señal obtenida es conducida a un convertidor
de corriente/voltaje, que transforma dicha señal en una señal de
voltaje.
Dicha señal pasa finalmente por una etapa de
conversión a fuente de corriente independiente de la carga,
conectándose por último a las bobinas que generan mediante la
circulación de la citada corriente, los campos magnéticos de
estimulación transcraneal que se deseen.
Se consigue así un dispositivo digital que
permite generar una amplia gama de formas de onda, permitiendo
controlar a su vez los parámetros amplitud y frecuencia con una
mayor precisión que los dispositivos analógicos, y estando
únicamente limitada la cantidad de formas de ondas generadas así
como la amplitud y frecuencia de las mismas por el software
introducido en dicho dispositivo.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante
de dicha descripción, un dibujo en donde con carácter ilustrativo y
no limitativo, se muestra una representación esquemática de un
estimulador transcraneal de baja intensidad realizado de acuerdo
con el objeto de la presente invención.
A la vista de la figura reseñada puede
observarse como el estimulador transcraneal de baja intensidad (1)
que se preconiza se alimenta de una fuente de alimentación (2)
externa, que en éste ejemplo de realización práctica transforma los
220 voltios en alterna en 9 voltios en continua, cuya salida se
conecta a un regulador o convertidor de voltaje (3) que se encarga
de obtener un voltaje de 5 voltios en continua constantes a su
salida. Éste regulador puede ser de cualquier tipo de los
habitualmente utilizados en electrónica.
La salida de dicho regulador (3) se conecta a un
convertidor de voltaje (4) que se encarga de invertir el voltaje de
la tensión de entrada en uno de sus pines de salida, proporcionando
-5Vdc.
Asimismo, el convertidor de voltaje (4) se
conecta a un microcontrolador (5), que en éste ejemplo de
realización práctica se materializa en un microcontrolador del tipo
PIC 16F876, el cual tiene tres puertos de entrada/salida que pueden
utilizarse según los requerimientos, cinco conversores de analógico
a digital, una UART para comunicaciones asíncronas,
temporizadores/contadores otra serie de características que lo
convierten en un sistema muy potente en el que e pueden almacenar 8
KB de memoria FLASH de programa y 256 KB de memoria EEPROM de
datos.
El microcontrolador (5) se puede conectar a
través de un puerto (6) con un ordenador (7), incorporando dicho
microcontrolador un firmware o programa grabado en la memoria
FLASH, encargado de generar los diferente tipos de ondas en función
de los parámetros enviados desde el ordenador (7).
A tal efecto, el ordenador (7) dispondrá de un
determinado software que permita enviar a través de una interfase
los parámetros al microcontrolador (5) de la señal que se quiere
generar.
El ordenador recibirá una señal indicando que el
sistema estimulador ha sido conectado a través del puerto (6) y que
por tanto requiere que se el envíen los citados parámetros.
El usuario introducirá a través de la interfase
del ordenador (7) el tipo de señal deseada, frecuencia, corriente y
tiempo de estimulación, de manera que éste compila dichos datos y
genera un fichero que se carga en el microcontrolador (5) a través
de un programador.
Tras recibir los datos pertinentes, el
microcontrolador (5) genera una señal digital de 8 bits, que
posteriormente se transformará en la señal de corriente que circule
a través de las bobinas generando el campo magnético deseado.
Para ello, dicha señal de 8 bits es conducida a
un conversor (8) digital/analógico que en éste ejemplo de
realización práctica se materializa en un conversor del tipo
DAC0808.
La señal analógica pasa a un convertidor
corriente/voltaje (9), actuando dicho convertidor a modo de
generador de voltaje.
Una vez obtenida la señal de voltaje, se añade
una etapa (10) que cambia a señal de corriente y que es
independiente de la carga de manera que se consigue finalmente que
el dispositivo actúe como generador de corriente.
A la salida de dicha etapa (10) se dispone una
serie de conectores BNC (11) a través del que se conectan las
espiras (12) generadoras de los campos magnéticos de estimulación
transcraneal.
Claims (2)
1. Estimulador transcraneal de baja intensidad,
del tipo de los que incorporan una serie de bobinas de estimulación
cerebral, a través de las que circula una corriente que genera un
campo magnético estimulador, caracterizado porque dicha
señal de corriente se genera mediante un microcontrolador digital
(5) que se alimenta de una fuente de alimentación externa (2) a
través de un regulador de tensión (3), conectado en serie con un
convertidor de voltaje (4), incorporando dicho microcontrolador un
firmware o programa grabado en su memoria FLASH encargado de generar
diferentes tipos de onda mediante los parámetros enviados por un
ordenador (7) a través de un puerto de conexión (6) del mismo al
microcontrolador (5) y mediante un software apropiado, estando
asociada la salida de la señal generada por dicho microcontrolador
a un convertidor digital/analógico (8) el cual se conecta a un
convertidor de corriente/voltaje (9), y éste a una etapa (10) de
conversión a fuente de corriente independiente, a la cual se
conectan finalmente las citadas bobinas de estimulación (11).
2. Estimulador transcraneal de baja intensidad,
según reivindicación 1ª, caracterizado porque el
microcontrolador (5) empleado para la generación de señales
incorpora al menos tres puertos de entrada/salida, cinco conversores
de analógico a digital, una UART para comunicaciones asíncronas y
temporizadores/contadores, disponiendo asimismo de una memoria
FLASH de programa de al menos 8 KB de almacenamiento, y 256 KB de
memoria EEPROM de datos.
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| ES2322684A1 (es) | 2009-06-24 |
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