ES2309502T3 - Vendaje de compresion elastico electroactivo. - Google Patents

Abstract

Un vendaje elástico que comprende una capa elástica destinada a rodear una extremidad corporal y ejercer una fuerza de compresión en dicha extremidad, de tal modo que dicho vendaje está formado, al menos parcialmente, por unos elementos de actuación y en él la fuerza de compresión en dicha extremidad formada por dichos elementos de actuación es controlable, y de manera que los elementos de actuación comprenden un elastómero con electrodos en las caras superior e inferior, y en el cual las superficies superior e inferior de los elementos de actuación son corrugadas, de tal manera que dicha fuerza de compresión entre los dos electrodos dispuestos en el elemento de elastómero es sensible, a fin de que dichos elementos de actuación puedan funcionar según una comunicación bidireccional o en ambos sentidos, funcionando también como sensores de su propio estado real.

Description

Vendaje de compresión elástico electroactivo.

Esta invención se refiere a un vendaje elástico para el soporte de una extremidad corporal tal como una pierna. Dichos vendajes se utilizan para resolver problemas de retención de fluidos e inflamación en las piernas, que se presentan como consecuencia de las venas varicosas, la insuficiencia vascular, el embarazo, etc.

Se conocen medias de soporte, en un gran número de variaciones, que se utilizan para superar los problemas anteriormente descritos y que se encuentran en el mercado en numerosos modelos y tamaños. Sin embargo, éstas son completamente pasivas, lo que significa que se fabrican con una elasticidad dada que se reducirá con el tiempo. Típicamente, las medias de soporte pueden ser utilizadas durante aproximadamente 6 meses, tras los cuales habrán perdido la mayor parte de su elasticidad.

Se conocen también las medias de soporte que son inflables, las cuales son capaces de añadir una fuerza de compresión bien ajustada a una extremidad corporal tal como una pierna. Un dispositivo neumático infla cada compartimiento de la medida hasta un grado de presión dado, y esta presión se mantiene durante un periodo de tiempo dado. Este tipo de medias es utilizable, sin embargo, únicamente en un entorno controlado, como un hospital o el domicilio de una persona permanentemente enferma, y está destinado a utilizarse solamente durante periodos en los que la persona se encuentra en una posición de reposo.

Todos estos tipos de medias pueden denominarse pasivos, puesto que proporcionan una fuerza de compresión predeterminada que es constante, a excepción de la pérdida de elasticidad debida al desgaste. Podría obtenerse una ventaja si las fuerzas de compresión fueran controlables de alguna manera. Éste es el caso del documento US 6.123.681, en el que la media contiene un polímero del tipo que se encoge o constriñe si se expone a algún estímulo, preferiblemente eléctrico. Al dividir el polímero en una pluralidad de tiras, cada una de las cuales se controla individualmente, pueden generarse secuencialmente fuerzas de compresión a lo largo de la longitud de la media con el fin de estimular el flujo de fluido, tal como la sangre. Es entonces posible que la fuente de potencia que realiza las estimulaciones se programe de alguna manera, tal como para hacer que las tiras de polímero individuales se encojan según un orden cíclico.

Es un propósito de esta invención suministrar un soporte activo para una extremidad corporal tal como una pierna, que pueda ser utilizado por una persona bajo la ropa de manera que reduzca la movilidad del paciente, de tal modo que los elementos de actuación construidos en el interior de la media puedan funcionar con una comunicación bidireccional o en ambos sentidos en la que se den estimulaciones en respuesta al estado real de la propia media, de forma que los elementos de accionamiento trabajen también como sensores. Una posibilidad alternativa es estimular en respuesta a las señales procedentes de algún sensor externo, que registre quizá el ritmo cardiaco, el flujo sanguíneo, la temperatura corporal o la humedad bajo la media como consecuencia de la sudoración u otros parámetros. Es posible, como ejemplo, sincronizar la actuación de la media con el ritmo cardiaco de una manera tal, que la media se relaje con el periodo sistólico para permitir el libre flujo en las arterias, en tanto que la contracción tiene lugar durante el periodo diastólico con el fin de estimular el flujo peristáltico en las venas. Este cometido se resuelve por cuanto que un vendaje elástico comprende una capa elástica destinada a rodear una extremidad corporal para ejercer una fuerza de compresión en la extremidad, de tal modo que el vendaje está formado, al menos parcialmente, por elementos de actuación de elastómero, siendo posible el control eléctrico de la fuerza de compresión.

Se han dado a conocer recientemente los elementos de accionamiento de elastómero, que se encuentran en diferentes tipos y están basados en principios diferentes. Uno de tales tipos de elementos de accionamiento de elastómero se conoce por el documento DE 100 54 247, en el que un núcleo de elastómero corrugado se dota de un electrodo en cada lado o cara, formado por vaporización básicamente sobre la totalidad del material de núcleo en una capa delgada. El electrodo seguirá la corrugación del núcleo y, con ello, procurará una susceptibilidad de deformación, en una dirección transversal a la corrugación, superior a la de una dirección a lo largo de la corrugación, a lo cual se hace referencia como electrodos adaptativos o propiedades mecánicas anisótropas. La colocación de dichos elementos de elastómero dentro de un vendaje o formando parte de éste proporcionará un vendaje elástico que es eléctricamente controlable, si la dirección de su capacidad de deformación elevada es la que se discurre rodeando la extremidad. Los elementos de actuación de elastómero tienen la facultad de expandirse en su longitud cuando se les aplica una tensión eléctrica, a diferencia del documento US 6.123.68, en el que los polímeros se encogen o constriñen cuando son afectados por una estimulación.

Los siguientes elementos de actuación deben entenderse como cualesquiera elementos elásticos capaces de reaccionar como consecuencia de alguna estimulación, preferiblemente eléctrica, y los elementos de actuación de elastómero han de entenderse como cualesquiera sistemas tales como los anteriormente mencionados, que consisten en un elastómero con electrodos en las caras superior e inferior.

En una realización de la invención, el vendaje puede haberse formado como una media que se ha de poner en la extremidad. Con ello se consigue que el vendaje pueda confeccionarse con una forma correspondiente a la extremidad, de tal modo que la fuerza de compresión se distribuya igualmente sobre toda la extremidad rodeada por el vendaje en una situación no controlada eléctricamente.

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En otra realización de la invención, el vendaje puede haberse formado con una lámina destinada a enrollarse en torno a la extremidad. Con ello se consigue que el vendaje puede utilizarse como un vendaje ordinario o convencional, en cualquier persona y en cualquier extremidad, con tan sólo el control de la fuerza de compresión como característica añadida. Adicionalmente, es posible conseguir que medias abiertas, como las utilizadas por atletas como soporte de la rodilla, puedan ponerse fácilmente por medio de una banda de Velcro TM [cierre de lazos y ganchos] o un cierre de cremallera que se colocará de forma adecuada en las medias con el fin de permitir ponerse la media con facilidad. Esta media de fácil colocación se describe en el documento US 5.520.630, sólo que sin el control eléctrico de la fuerza de compresión.

En una realización concreta de la invención, el vendaje, como en el documento US 6.123.681, comprende elementos de actuación de elastómero controlables e independientes, formados a lo largo de la extremidad cuando dicho vendaje se encuentra rodeándola, con lo que se proporciona la posibilidad de realizar un movimiento peristáltico a lo largo de la extremidad. Los elementos de actuación de elastómero controlables e independientes tendrán el efecto de que cada pequeña área que comprende un elemento independiente será controlable sin que tenga una influencia en todas las otras áreas. El control de todos los elementos uno por uno proporcionará, en consecuencia, un movimiento peristáltico a lo largo del vendaje y, por tanto, a lo largo de la extremidad.

El propósito de esta invención podrá, de manera adicional, alcanzarse por cuanto que un sistema para añadir fuerza de compresión a una extremidad corporal consiste en un vendaje elástico tal como el que se ha descrito anteriormente, y una unidad de control, de tal manera que la unidad de control está conectada eléctricamente a unos electrodos situados en cada elemento de actuación de elastómero controlable e independiente.

En una realización de la invención, el sistema puede comprender adicionalmente un sensor capaz de producir una señal representativa de la circulación sanguínea a través de la extremidad corporal, o algún otro parámetro como la temperatura corporal o la sudoración bajo la media. Con ello se consigue que la fuerza de compresión sobre la extremidad por parte del vendaje pueda ser medida por la unidad de control, de manera que pueda obtenerse un control de la fuerza de compresión.

Preferiblemente, la unidad de control es capaz de suministrar una tensión eléctrica ajustable a los electrodos en cada elemento de actuación de elastómero controlable e independiente. Puede conseguirse con ello un control de la fuerza de compresión de cada elemento.

Puede ser preferible que la unidad de control ajuste la tensión eléctrica en relación con la capacidad de cada elemento de actuación de elastómero controlable e independiente. Con ello se logra que la fuerza de compresión entre los dos electrodos de cada elemento de elastómero sea sensible y, por tanto, controlable, lo que significa que la fuerza de compresión sobre la extremidad es sensible de una forma aproximada, dependiendo de las variaciones de volumen de la extremidad en el curso del día.

En una realización específica de la invención, la unidad de control puede ajustar la tensión eléctrica con el fin de obtener una capacidad dada de cada elemento de actuación de elastómero controlable e independiente. En una realización específica adicional, la capacidad dada puede ajustarse en relación con el sensor, con lo que se ajusta la fuerza de compresión del vendaje elástico en relación con la circulación sanguínea a través de la extremidad corporal. Esto proporcionará un sistema de vendaje que puede ser optimizado por lo que respecta a la circulación sanguínea, de tal manera que se aplique una presión máxima en la extremidad sin impedir la circulación de la sangre a los órganos o partes del cuerpo situadas después de la extremidad en el sentido desde el corazón.

A continuación, habiéndose descrito la invención en términos generales, se va a describir una realización concreta de la invención con referencia a los dibujos, los cuales muestran:

Figura 1: Una vista de principios o elemental de un vendaje con una unidad de control y un sensor, de tal modo que el vendaje rodea una extremidad del cuerpo indicada con líneas discontinuas.

Figura 2: Otra vista elemental de un vendaje, confeccionado con elementos de elastómero controlables e independientes.

Figura 3: Una vista elemental de un elemento de elastómero corrugado.

Figura 4: Otra vista de principios o elemental de un elemento de elastómero corrugado.

La Figura 3 representa un elemento de accionamiento de elastómero corrugado 1 en el que la corrugación 2 tiene una forma cuadrada. La corrugación discurre en la dirección Y de acuerdo con el sistema de coordenadas indicado, y la dirección X discurre transversalmente a la corrugación. Se han formado por vaporización unos electrodos independientes sobre la superficie superior 3 y la superficie de fondo o inferior 4, por lo que puede aplicarse un campo eléctrico entre los dos electrodos. Cuando los dos electrodos son forzados uno hacia el otro debido al campo eléctrico, el material de núcleo de elastómero se aplastará en la dirección Z y, debido a la conservación de su volumen, aumentará según la dirección Z, lo que llevará a un aumento en la dirección X, en la dirección Y o en ambas. La corrugación, combinada con el electrodo, hará, sin embargo, que la dirección X sea mucho más deformable que la dirección Y, y el incremento se producirá, en consecuencia, únicamente en la dirección X. Se ha hecho referencia a esto anteriormente como electrodos adaptativos o propiedades mecánicas anisótropas.

La corrugación de forma cuadrada es sólo un ejemplo, y en la Figura 4 se ha representado una corrugación en forma de onda. El principio es, sin embargo, el mismo; la estructura tiene electrodos adaptables o propiedades mecánicas anisótropas.

La fuerza y el desplazamiento que es capaz de aportar un elemento de la Figura 3 ó 4 dependen, por supuesto, del material y del grado de intensidad del campo eléctrico. Se conoce por el documento US 5.977.685 la práctica de estratificar más de un elemento entre sí, de manera que la pila de elementos estratificados sea capaz de suministrar una fuerza y un desplazamiento que también sean dependientes del número de elementos de la pila, lo que significa que pueden obtenerse fuerza y desplazamiento dentro de una gran área.

En la Figura 1 se representa una realización de la invención en la que una medida 8 rodea una extremidad corporal 7, por ejemplo, la parte inferior de una pierna. La media está hecha de elementos de accionamiento de elastómero como el de las Figuras 3 y 4, y los electrodos de todos los elementos de accionamiento están conectados en paralelo dentro de la media, de tal modo que únicamente los electrodos 10 se han llevado de la media a una unidad de control 9. La unidad de control comprende una batería por medio de la cual se aplica un campo eléctrico a los electrodos de todos los elementos de accionamiento. La intensidad del campo eléctrico se controla mediante el control de la magnitud de la tensión eléctrica suministrada desde la unidad de control 9 a los electrodos, y la magnitud de la tensión eléctrica se controla de acuerdo con una señal procedente de un sensor 11, que comunica una señal correspondiente a la circulación sanguínea a través de la extremidad 7, a la unidad de control a través de la conexión 12.

La Figura 2 representa una realización concreta de la invención. La media 18 se encuentra rodeando a la extremidad 7, y los elementos de accionamiento de elastómero se han colocado en bandas 13, 14, 15 y así sucesivamente. Cada banda 13, 14, 15 es controlable individualmente desde una unidad de control, no mostrada en la Figura 2. Esto significa que puede realizarse un movimiento peristáltico en el sentido indicado por la flecha 16 al añadir sencillamente una fuerza de compresión a las bandas una por una. Como ejemplo, deberá añadirse una fuerza de compresión a la banda 15, a continuación a la banda 14, después a la banda 13 y así sucesivamente.

Claims (7)

1. Un vendaje elástico que comprende una capa elástica destinada a rodear una extremidad corporal y ejercer una fuerza de compresión en dicha extremidad, de tal modo que dicho vendaje está formado, al menos parcialmente, por unos elementos de actuación y en él la fuerza de compresión en dicha extremidad formada por dichos elementos de actuación es controlable, y de manera que los elementos de actuación comprenden un elastómero con electrodos en las caras superior e inferior, y en el cual las superficies superior e inferior de los elementos de actuación son corrugadas, de tal manera que dicha fuerza de compresión entre los dos electrodos dispuestos en el elemento de elastómero es sensible, a fin de que dichos elementos de actuación puedan funcionar según una comunicación bidireccional o en ambos sentidos, funcionando también como sensores de su propio estado real.

2. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dichos elementos de actuación reducirán la fuerza de compresión sobre dicha extremidad corporal cuando sean activados por estimulación.

3. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye una unidad de control que regula dicha fuerza de compresión de los elementos de actuación sobre dicha extremidad, de tal modo que la unidad de control ajusta la fuerza de compresión en relación con el estado real de cada elemento de actuación controlable.

4. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho vendaje elástico contiene elementos de actuación colocados en bandas, y en el cual dicha unidad de control es capaz de suministrar una estimulación individual y ajustable a cada banda de elemento de actuación independiente.

5. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la variación de una capacidad realiza dicho ajuste de la fuerza de compresión sobre dicha extremidad.

6. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual dicha señal procedente de dicha unidad de control es una tensión eléctrica.

7. Un vendaje elástico de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual dicha unidad de control ajusta dicha señal con el fin de obtener una capacidad dada de cada elemento de actuación controlable independiente.