ES2330225T3 - Dispositivo portatil de electroterapia para enfermedades en la articulacion de la rodilla. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para generar señales específicas y selectivas para aplicación a un dispositivo con acoplamiento capacitivo y/o acoplamiento inductivo para la generación de campos eléctricos o electromagnéticos selectivos para el tratamiento de tejido defectuoso o dañado en la articulación de una rodilla humana, que consiste en: - un generador de señal (18) que genera señales eléctricas compuestas que aumentan de manera selectiva al menos una expresión de gen Agrecán y la expresión de gen de Colágeno del Tipo II y que disminuyen de manera selectiva la expresión de gen de metaloproteasa donde dichas señales eléctricas compuestas que contienen una onda senoidal de 60 kHz con un voltaje pico-a-pico de aproximadamente 4.6 V a 7.6 V; y - medios (16) para comunicar dichas señales eléctricas compuestas con dicho dispositivo de acoplamiento capacitivo y/o inductivo (10, 12, 20), caracterizado porque: dichas señales eléctricas compuestas comprenden una señal de ciclo de trabajo al 100% que se genera durante aproximadamente 30 minutos y una señal de ciclo de trabajo al 50% que se genera durante aproximadamente una hora tras dicha señal de ciclo de trabajo al 100%.
Description
Dispositivo portátil de electroterapia para
enfermedades en la articulación de la rodilla.
La presente invención se dirige a un dispositivo
que enviará señales eléctricas y electromagnéticas específicas y
selectivas a cartílagos articulares dañados para el tratamiento de
osteoartritis, enfermedades en el cartílago, defectos y lesiones en
la articulación de la rodilla.
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El presente inventor ha desarrollado métodos y
dispositivos para aplicaciones relacionadas para el aumento
específico y selectivo de expresión de gen de agrecán (aumento en
mARN de agrecán) y colágeno de Tipo II (aumento de mARN de colágeno
del tipo II) y el descenso de expresión de gen de metaloproteasas
(descenso en MMP-I, MMP-3 y
MMP-13) aplicando señales eléctricas y
electromagnéticas específicas y selectivas a la articulación de la
rodilla en pacientes que sufren de osteoartritis, enfermedad en el
cartílago, defectos y lesiones. Tal y como se describe n estas
solicitudes de patente, los campos eléctricos de acoplamiento
capacitivo específico y selectivo de amplitud 10-20
m V/cm a una frecuencia de 60 kHz y una configuración de onda
senoidal mostrada consiguió un aumento máximo de mARN agrecán
cuando la señal eléctrica se aplicó durante una hora a un ciclo de
trabajo del 50%, máximo aumento de mARN de colágeno del tipo II
cuando la señal eléctrica se aplicó durante 30 minutos en un ciclo
de trabajo del 30%, y un descenso máximo de MMP-1
cuando la señal eléctrica se aplicó a un ciclo de trabajo del 100%
durante 30 minutos. Se desea desarrollar un dispositivo que esté
diseñado específicamente para generar de modo selectivo dichas
señales para aumentar la expresión de varios genes (por ejemplo
agrecán mARN, colágeno del Tipo II mARN) con señales específicas y
seleccionadas y también para disminuir la expresión de otros genes
(por ejemplo, MMP-1, MMP-3,
MMP-4) en el tratamiento de osteoartritis,
enfermedad del cartílago, defectos y lesiones en las rodillas.
Preferiblemente, el dispositivo es portátil y puede programarse
para enviar una amplia variedad de señales específicas para regular
la expresión de genes en una amplia variedad de enfermedades
seleccionadas del sistema músculo-esqueletal
(huesos, cartílagos, tendones y músculos), el sistema
cardiovascular (angiogénesis, reparación vascular,
revascularización), curación de piel y heridas, y en la prevención
de metástasis de tumores. WO 01/62336 describe métodos y
dispositivos para la regulación de expresión de genes a través de
células por medio de la aplicación de señales eléctricas y
electromagnéticas específicas y selectivas hacia un tejido objetivo
dañado o lesionado para el tratamiento. La presente invención se
diseña para cumplir estas necesidades en la
técnica.
técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención cumple las necesidades que
se acaban de mencionar proporcionando un dispositivo para generar
señales específicas y selectivas a un dispositivo de acoplamiento
capacitivo y/o acoplamiento inductivo para la generación de campos
eléctricos o electromagnéticos selectivos para el tratamiento de un
tejido defectuoso o dañado en una articulación de rodilla humana,
que consiste en un generador de señal que genera señales eléctricas
compuestas que incrementan de manera selectiva al menos una
expresión de gen Agrecán y una expresión de gen de colágeno del
Tipo II y de manera selectiva reduce la expresión de gen de
metaloproteasa, caracterizado en que dichas señales eléctricas
compuestas están compuestas por una señal de ciclo de trabajo del
100% que se genera durante aproximadamente 30 minutos y una señal
de ciclo de trabajo del 50% que se genera durante aproximadamente
una hora tras dicha señal de ciclo de trabajo del 100%, y medios
para comunicar dicho señal eléctrica compuesta con dicho
dispositivo de acoplamiento capacitivo y/o inductivo.
Pueden seleccionarse diferentes modos de ciclo
de trabajo para la generación durante un periodo de tiempo de 24
horas. En un primer modo, se generan la señal eléctrica compuesta y
tres señales adicionales de ciclo de trabajo del 50%; en un segundo
modo, se generan la señal eléctrica compuesta y dos señales
adicionales de ciclo de trabajo del 50%; y en un tercer modo, se
generan la señal eléctrica compuesta y una señal adicional de ciclo
de trabajo del 50%. Se seleccionan diferentes modos de voltaje de
acuerdo con la circunferencia de la rodilla del paciente.
Un dispositivo para generar señales específicas
y selectivas para aplicación en electrodos para generar campos
eléctricos y electromagnéticos selectivos para el tratamiento de
tejido dañado en una articulación de rodilla humana de acuerdo con
la invención incluye un generador de señal que genera señales
eléctricas compuestas que de modo selectivo aumentan la expresión
de gen Agrecán y/o expresión de colágeno del Tipo II y de modo
selectivo reduce la expresión de gen de metaloproteasa y otras
proteasas en el tratamiento de cáncer y en la prevención de
metástasis de cáncer, y un cable eléctrico o una conexión
inalámbricas que comunica las señales eléctricas compuestas con los
electrodos o bobinas para la generación del campo. El generador de
señal puede incluir un interruptor que puede apagarse y encenderse
manualmente o automáticas para cambiar el generador de la señal a
diferentes modos o diferentes días. Un microcontrolador en el
generador de señal es responsable de la información del tiempo del
día para generar selectivamente las señales eléctricas compuestas
en tiempos predeterminados de tratamiento.
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La presente invención se entenderá mejor con
referencia a las figuras acompañantes, de las cuales:
La Figura 1 es una representación gráfica de la
respuesta de la expresión de gen MMP-1 mARN cuando
los condrocitos del cartílago articular se exponen a un campo
acoplado de modo capacitivo de 20 m V/cm durante 30 minutos a un
ciclo de trabajo del 100% en la presencia de interleuquina
(IL-1B). Tal y como se indica, la expresión de
MMP-1 mARN descendió radicalmente tras 24
horas.
La Figura 2 es una representación gráfica de la
respuesta de la expresión de gen agrecán mARN cuando los
condrocitos del cartílago articular se exponen a un campo acoplado
de modo capacitivo de 20 m V/cm de tres tipos diferentes de señales
en la presencia de IL-1B. Tal y como se indica, la
expresión de agrecán mARN es óptima con una señal compuesta (30
minutos a un ciclo de trabajo del 100% seguido inmediatamente por
un ciclo de trabajo al 50% durante una hora) versus una
señal sencilla (30 minutos a un ciclo de trabajo del 100%) o la
misma señal simple repetida una vez.
La Figura 3 es una representación gráfica de la
respuesta de la expresión de gen de colágeno del Tipo II mARN
cuando los condrocitos del cartílago articular se exponen a un
campo acoplado de modo capacitivo de 20 m V/cm de tres tipos
diferentes de señales en la presencia de IL-1B. Tal
y como se indica, la expresión de colágeno del Tipo II mARN es
óptima con una señal compuesta (30 minutos a un ciclo de trabajo
del 100% seguido inmediatamente por un ciclo de trabajo al 50%
durante una hora) versus una señal sencilla (30 minutos a un
ciclo de trabajo del 100%) o la misma señal simple repetida una
vez.
La Figura 4 es una representación gráfica de
producción de hexosamina cuando los condrocitos del cartílago
articular se exponen a un campo acoplado de modo capacitivo de 20 m
V/cm de una señal compuesta (30 minutos a un ciclo de trabajo del
100% seguido inmediatamente por un ciclo de trabajo al 50% durante
una hora) seguido 4^{1/2} horas más tarde de una señal sencilla
con un ciclo de trabajo del 50% durante una hora, con o sin la
presencia de IL-1B en el medio. Tal y como se
indica, la estimulación eléctrica produjo un aumento de 1.6 veces
en hexosamina en la ausencia de IL-1B y un aumento
de 2.5 veces en hexosamina en la presencia de
IL-1B.
La Figura 5 es una representación gráfica de
producción de hidroxiprolina cuando los condrocitos del cartílago
articular se exponen a un campo acoplado de modo capacitivo de 20 m
V/cm de una señal compuesta (30 minutos a un ciclo de trabajo del
100% seguido inmediatamente por un ciclo de trabajo al 50% durante
una hora) seguido 4^{1/2} horas más tarde de una señal sencilla
con un ciclo de trabajo del 50% durante una hora, con o sin la
presencia de IL-1B en el medio. Tal y como se
indica, la estimulación eléctrica produjo un aumento de 1.7 veces en
hexosamina en la ausencia de IL-1B y un aumento de
3 veces en hexosamina en la presencia de IL-1B.
La Figura 6 es una representación gráfica de
producción de hexosamina cuando los condrocitos del cartílago
articular se exponen a un campo acoplado de modo capacitivo de
varios tipos de señales. Tal y como se indica, un tren de señales,
consistente en una señal compuesta (30 minutos a un ciclo de
trabajo del 100%/1 hora de un ciclo de trabajo al 50%) seguida de 1
a 3 repeticiones de una señal simple (cada una de 1 hora de un
ciclo de trabajo del 50%) da casi un aumento de 5 veces en la
producción de hexosamina pero menores incrementos en la producción
de hexosamina con los trenes de señales que contienen menos
repeticiones de la señal simple (1 horas de trabajo al 50%).
La Figura 7 es una representación gráfica de
producción de hidroxiprolina cuando los condrocitos del cartílago
articular se exponen a un campo acoplado de modo capacitivo de
varios tipos de señales. Tal y como se indica, un tren de señales,
consistente en una señal compuesta (30 minutos a un ciclo de
trabajo del 100%/1 hora de un ciclo de trabajo al 50%) seguida de 1
a 3 repeticiones de una señal simple (cada una de 1 hora de un
ciclo de trabajo del 50%) da aproximadamente un aumento de 2 veces
en la producción de hidroxiprolina con una, dos o tres repeticiones
de una señal simple.
La Figura 8 es una representación gráfica de
ejemplos de varios modos de señal del dispositivo. Tal y como se
ilustra, cada modo comienza con una señal compuesta (30 minutos a
un ciclo de trabajo del 100%/1 hora de un ciclo de trabajo al
50%).
La Figura 9A es una representación pictórica de
una rodilla humana con electrodos auto-adherentes y
flexibles aplicados al medio (interior) y lateral (exterior) de la
rodilla en la línea de articulación para el acoplamiento
capacitivo; la Figura 9B es una representación pictórica del torso
inferior con un envoltorio de tela o una abrazadera alrededor de
las rodillas cubriendo los electrodos o bobinas con un bolsillo en
el envoltorio o abrazadera (Derecha) para sujetar el generador
portátil de señal y un bolsillo en el cinturón (Izquierda) para
sujetar el paquete de potencia; y la Figura 9C es una
representación pictórica de la rodilla humana con un envoltorio de
tela o abrazadera alrededor de las rodillas cubriendo una bobina
para el acoplamiento inductivo.
La Figura 10 es un diagrama con recuadros del
circuito del dispositivo portátil de generador de señal de la
invención, donde se indican la señal básica y los flujos de
control. Cada recuadro resume circuitos específicos y sus
funciones. VCC = Circuito Controlado de Voltaje o fuente de voltaje
regulado; CS = Circuito en Sentido de Corriente, y
Op-Amp = Amplificador Operacional o Amplificador
conductor de salida.
La Figura 11 es un dibujo esquemático del
circuito de la Figura 10.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La invención se describirá con detalle a
continuación con referencia a las Figuras 1-11.
Aquellos expertos en la técnica apreciarán que la descripción aquí
dada con respecto a aquellas figuras tiene fines ejemplares y no
pretende de ningún modo limitar el alcance de la invención. Todas
aquellas preguntas que surjan con respecto al alcance de la
invención se podrán resolver con referencia a las reivindicaciones
adjuntas.
Tal y como aquí se emplea, el término
"señal" se emplea para hacer referencia a una variedad de
señales que incluyen señales mecánicas, señales de ultrasonido,
señales electromagnéticas y señales eléctricas producidas por un
dispositivo.
Tal y como aquí se emplea, el término
"campo" hace referencia a un campo eléctrico en el interior de
un tejido que sirve como objetivo, ya sea un campo combinado o un
campo electromagnético pulsado o generado por una corriente
directa, acoplamiento capacitivo o acoplamiento inductivo.
La invención es un dispositivo portátil que
permite la aplicación de campos eléctricos acoplados de modo
capacitivo o inductivo a la rodilla de un paciente con la finalidad
de proporcionar el efecto terapéutico deseado. El dispositivo
proporciona un coordinador de sistema con control de la señal de
estimulación hacia el sujeto que recibe el tratamiento. El
coordinador de sistema recibe el control total de la descarga del
control primario y actualizaciones posteriores para la programación
de la modificación del dispositivo y permite la habilidad de
control limitado para el instalador del dispositivo que establece
el accesorio y el modo. Pueden emplearse una variedad de fuentes de
energía o potencia o una fuente fija de potencia para hacer
funcionar el dispositivo. La información relativa al tiempo, día y
fecha se usa para establecer los parámetros de modo para diferentes
tratamientos en diferentes momentos del día o la semana. Tal
información también es útil en el almacenamiento y recuperación de
registros fechados para la evaluación
histórica.
histórica.
El dispositivo de la invención está diseñado
para emitir señales de varias duraciones, amplitudes, frecuencias,
ciclos de trabajo, y formas de onda en varios modos. Las
características de las señales se seleccionan para aumentar y
disminuir de modo selectivo la expresión de gen tal y como se
describen con detalle en las solicitudes relacionadas ya
mencionadas. Tales señales se configuran como simples o compuestas.
Una señal simple se define como una señal de una duración,
amplitud, frecuencia y ciclo de trabajo determinado. Una señal
compuesta se define como dos o más señales simples aplicadas de
manera consecutiva, con o sin un descanso entre cada una de las
señales simples. Los componentes de la señal simple de una señal
compuesta pueden ser idénticos entre sí o pueden variar de uno a
otro en duración, amplitud, frecuencia y/o ciclo de trabajo.
Se muestran varios ejemplos en las figuras para
ilustrar cómo se pueden diseñar varias construcciones de señal con
el fin de conseguir la máxima regulación de expresión de gen
seleccionado. Por ejemplo, cuando los condrocitos de cartílago
articular que crecen en micromasa se exponen a interleuquina 1B
(IL-1B), hay un incremento radical en
MMP-1 mARN (tal y como ocurre en osteoartritis). Sin
embargo, tal y como se muestra en la Figura 1, cuando el campo
eléctrico de acoplamiento capacitivo de 20 mV/cm (onda senoidal, 60
kHz) con un ciclo de trabajo del 100% se aplica durante 30 minutos,
el descenso de MMP-1 mARN es radical. Por lo tanto,
solamente un periodo de 30 minutos de esta señal específica cada 24
horas es óptimo para mantener el descenso de MMP-1
mARN y otras proteasas como las usadas en el tratamiento de cáncer
y en la prevención de metástasis en cáncer. Sin embargo, para el
incremento de agrecán mARN, una señal compuesta de 30 minutos de un
ciclo de trabajo al 100% seguido inmediatamente de un ciclo de
trabajo al 50% durante una hora en presencia de
IL-1B produce un incremento 10 veces mayor en
agrecán mARN tal y como se muestra en la Figura 2. Esta señal
compuesta es 5 veces más efectiva que lo que son dos señales
simples, cada una de 30 minutos de duración y con un ciclo de
trabajo al 100%, cuando las señales se aplican con 4 horas de
diferencia entre una y otra. Tal y como se muestra en la Figura 3,
el incremento de colágeno del Tipo II mARN sigue el mismo patrón ya
que las expresiones de gen de colágeno del Tipo II son
complementarias en lo que respecta a la función.
Los efectos de varias combinaciones de señales
simples y compuestas en el aumento de expresiones de gen, por
ejemplo el incremento en producción de hexosamina resultado del
aumento de agrecán mARN y el incremento en producción de
hidroxiprolina resultado del aumento de colágeno del Tipo II mARN,
tal y como lo muestran las Figuras 4 y 5. Aquellos expertos en la
técnica apreciarán que la señal compuesta inicial (consistente en
30 minutos de ciclo de trabajo al 100% seguidos de una hora de
ciclo de trabajo al 50%) disminuye MMP-1 mARN (30
minutos iniciales) y aumenta el agrecán mARN y el colágeno de Tipo
II mARN (siguiente hora). Se aplica otra señal de ciclo de trabajo
al 50% 4.5 horas más tarde para lanzar la expresión de gen para
mARN de agrecán y mARN de colágeno del Tipo II. No es necesario
repetir la señal de ciclo de trabajo al 100% de 30 minutos porque
la expresión de gen para MMP-1 disminuye
inicialmente durante un total de 24 horas (Figura 1). Tal y como se
muestra en las Figuras 4 y 5, la aplicación de las construcciones
de señal descritas anteriormente da como resultado un incremento de
1.6 y 1.7 veces en la producción de hexosamina e hidroxiprolina,
respectivamente, cuando IL-1B se encuentra ausente,
y incluso un incremento mayor cuando IL-1B se
encuentra presente (incremento de 2.5 y 3 veces,
respectivamente).
Para incrementos incluso mayores en la
producción de hexosamina una tercera señal de ciclo de trabajo al
50% estimula la producción 3.4 veces, y una cuarta señal de ciclo
de trabajo al 50% la estimula hasta 4.8 veces cada 24 horas (Figura
6). Por lo tanto, un tren se señales, la señal compuesta seguida de
tres señales simples, proporciona una máxima producción de
hexosamina cada 24 horas usando esta construcción. Tal y como se
muestra en la Figura 7, la misma construcción aumenta la producción
de hidroxiprolina hasta 1.9, 2.0 y 1.9 veces, respectivamente. Un
experto en la técnica puede crear fácilmente otras construcciones.
Por ejemplo, un ciclo de trabajo al 8.3% aplicado durante 6 horas
incrementa la hidroxiprolina 5.1 veces. Esto podría configurarse
con un ciclo de trabajo al 50% aplicado durante una hora para
estimulación de hexosamina junto con un ciclo de trabajo al 100%
durante 30 minutos para disminuir MMP-1. Estos
ejemplos se dan para mostrar los modos tan diferentes en los que
las expresiones de gen pueden aumentar y disminuir en la misma
construcción de señal de 24 horas.
El dispositivo de la invención está diseñado
para proporcionar uno o más modos, aplicando cada uno de ellos
varias construcciones de señal. Por ejemplo, tal y como se muestra
en la Figura 8, se diseña un modo para aplicar una señal compuesta
seguida de señales simples en un intervalo de 4.5 horas, 5 horas, y
de nuevo 5 horas durante un ciclo de 24 horas. El modo 2 se diseña
para aplicar una señal compuesta inicial seguida de dos señales
simples 4.5 y 9.5 horas más tarde durante un ciclo de 24 horas. El
modo 3 está diseñado para aplicar una señal compuesta y una señal
simple 4.5 horas más tarde durante un ciclo de 24 horas. Por lo
tanto, el paciente puede llevar el dispositivo encendido en el Modo
1 para usarlo 24 horas al día, o encendido en el Modo 2 para usarlo
solamente durante el día, o encendido en el Modo 3 para usarlo
solamente durante la noche. Es obvio que cualquier persona con
experiencia en el campo que el dispositivo puede configurarse para
aplicar un campo eléctrico de varias formas de onda, amplitudes,
duraciones, frecuencias, y ciclos de trabajo en varias
construcciones compuestas y simples en uno o varios modos en
diferentes días durante varios periodos de tiempo.
Tal y como se ilustra en la Figura 9A, el
dispositivo de la invención puede conectarse a dos electrodos
flexibles, auto-adherentes y conductores 10, 12
colocados en la piel de la parte media (interior) y partes lateral
(exterior) de la pierna en la línea de la articulación. Puede
colocarse un pequeño envoltorio de VELCRO^{TM} 14 u otro material
alrededor de los electrodos 10, 12 para mantenerlos en su sitio, o
los electrodos 10, 12 pueden adaptarse a una venda de tela para la
rodilla o una abrazadera 22 tal y como se muestra en la Figura 9B
de tal modo que los electrodos 10, 12 son una parte reemplazable de
la venda o abrazadera 22 y se sujetan en la venda o abrazadera 22
de tal modo que aseguran un buen contacto en la localización
deseada en el interior y exterior de la rodilla en el nivel de la
línea de articulación.
El generador de señal portátil 18 de la
invención es preferiblemente pequeño (aproximadamente 7.5 x 5 x
1.25 cm (3 x 2 x ½ pulgadas)), ligero de peso (170-230 g (6-80 Z)), y funciona con una batería estándar (por ejemplo, 9 voltios). El dispositivo es portátil y puede llevarse puesto bien unido a la venda o envoltura o abrazadera de la rodilla 22 con una tira de VELCRO^{TM} 14 o ajustados en una bolsa 24 en la venda o abrazadera 22 con o sin su paquete de batería, o el generador de señal 18 puede llevarse en la línea del cinturón (cintura) en una bolsa o funda 26 con o sin (Figura 9B) o por encima o por debajo de la rodilla ajustado en vendas el muslo o pantorrilla con tiras de VELCRO^{TM} o cierres automáticos (no mostrados). El generador portátil de señal se conecta a cada uno de los electrodos 10, 12 por uno o más cables flexibles 16, aunque también puede usarse una conexión inalámbrica (por ejemplo,
Bluetooth).
1.25 cm (3 x 2 x ½ pulgadas)), ligero de peso (170-230 g (6-80 Z)), y funciona con una batería estándar (por ejemplo, 9 voltios). El dispositivo es portátil y puede llevarse puesto bien unido a la venda o envoltura o abrazadera de la rodilla 22 con una tira de VELCRO^{TM} 14 o ajustados en una bolsa 24 en la venda o abrazadera 22 con o sin su paquete de batería, o el generador de señal 18 puede llevarse en la línea del cinturón (cintura) en una bolsa o funda 26 con o sin (Figura 9B) o por encima o por debajo de la rodilla ajustado en vendas el muslo o pantorrilla con tiras de VELCRO^{TM} o cierres automáticos (no mostrados). El generador portátil de señal se conecta a cada uno de los electrodos 10, 12 por uno o más cables flexibles 16, aunque también puede usarse una conexión inalámbrica (por ejemplo,
Bluetooth).
Los electrodos 10, 12 empleados de acuerdo con
una realización de acoplamiento capacitivo de la invención son
flexibles, no metálicos, aproximadamente miden 5 x 5 cm (2 x 2
pulgadas) y son auto-adherentes. Se lleva un
electrodo en la parte media de la rodilla y el otro se lleva en la
parte lateral de la rodilla tal y como lo muestra la Figura 9A. Tal
y como se ilustra, ambos electrodos se encuentran en el nivel
aproximado de la articulación de la rodilla. Los electrodos 10, 12
son preferiblemente desechables para su reemplazo aproximado cada
5-7 días. La venda para la rodilla o abrazadera 22
se ajusta sobre los electrodos 10, 12 o la venda o abrazadera 22
contiene un recortable en el que los electrodos 10, 12 pueden
colocarse con el espacio adecuado en cada lado (medio y lateral) de
la línea de articulación.
De acuerdo con otra implementación de la
invención, el campo eléctrico apropiado puede enviarse al cartílago
articular dañado o traumatizados usando un dispositivo de
acoplamiento inductivo del tipo mostrado en la Figura 9C. El campo
eléctrico se genera en la rodilla por medio de una bobina 20 que
contiene N giros que se inserta en la venda para la rodilla o
abrazadera 22 y se desliza sobre la rodilla y se centra en la
misma. Un suministro que genera batería de corriente se une a los
cables de la bovina desde el generador portátil de señal de tal
modo que una corriente que varía con el tiempo fluya a través de la
bovina. Esta corriente produce un flujo magnético que a su vez
produce un campo eléctrico que varía con el tiempo. Se entiende que
la amplitud, frecuencia, ciclo de trabajo y formas de onda de la
corriente pueden controlarse desde el suministro de energía para
producir un valor terapéutico para el
campo E.
campo E.
Tal y como se ha descrito en la solicitud
relacionada arriba mencionada presentada el 9 de junio del 2003, la
salida de voltaje por el generador de señal portátil 18 para
aplicación en los electrodos 10, 12 0 la bovina de acoplamiento
inductivo 20 depende de la circunferencia de la rodilla del paciente
del siguiente modo:
En otras palabras, las diferentes potencias de
voltaje se proporcionan en diferentes posiciones de funcionamiento
del dispositivo en base al tamaño de la articulación de la rodilla
del paciente. La corriente en la interfaz
piel-electrodo se establece de modo que no exceda
los 10 mAmps.
El Modo de la Señal se selecciona del siguiente
modo:
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, un funcionamiento de tiempo de
trabajo ciclo/ciclo puede establecerse de acuerdo con el modo de
señalización (8, 16 o 24 horas).
Preferiblemente, el paciente no tiene acceso a
los interruptores para establecer el voltaje (en base al tamaño de
la rodilla) y el tiempo del ciclo para que los cambios solamente se
puedan realizar por el médico o enfermera que lo esté tratando.
La Figura 10 ilustra un diagrama de circuito del
dispositivo portátil de electroterapia 18 de la invención. Tal y
como se muestra, el paciente (Usuario) y la interfaz del
Programador 105 se conecta a través de una conexión con cable o
inalámbrica a un microcontrolador 110 que descarga el sistema
operativo, el código de fuente, y la interfaz de aplicación para
mostrar o recuperar información a través de un PC, ordenador
portátil o PDA. La interfaz 105 también incluye un indicador de
potencia (no mostrado) y permite al paciente saber que el
dispositivo 18 está en funcionamiento. El microcontrolador 110
coordina la interfaz del usuario 105 con el resto del circuito
ejecutando procedimientos de programas almacenados. El dispositivo
18 opera como un controlador independiente que no está unido a
cables o paneles con pantalla proporcionando el control de la
potencia de la señal de acuerdo con la fecha, día, y tiempo del
programa operativo, tal y como se recibe de un chip con calendario
y reloj 120. El microcontrolador 110 también recupera datos del
circuito como sentido de corriente 190, potencia 140, 150 y día,
fecha y tiempo a partir del chip con calendario y reloj 120 y
almacena estos datos para una retirada más tarde por parte del
coordinador del programa (110, 105). El chip con calendario y reloj
120 funciona preferiblemente con una batería separada y mantiene la
fecha, día y tiempo de modo independiente, permitiendo de este modo
que el microcontrolador 110 tenga una referencia externa que no se
ve afectada por la interrupción de potencia o por parte del
usuario. El conversor de voltaje con activación regulada 130 acepta
la potencia de una variedad de voltajes con batería o desde una
fuente de potencia fija 140 y suministra una potencia regulada de 5
voltios (VCC) para poner en funcionamiento el dispositivo 18 y una
potencia de 5 voltios controlada por el microcontrolador 110 que se
suministra al conversor de voltaje en funcionamiento 160. El
conversor de voltaje en funcionamiento 160 toma un voltaje positivo
de 5 voltios y crea una potencia negativa de 5 voltios para
suministrar al amplificador de transmisión de potencia 170. El
amplificador de transmisión de potencia 170 bajo el control del
microcontrolador 110 suministra la señal de potencia (4.6 - 7.6
voltios pico-a-pico a menos de 10
mAmp tal y como lo determinó el instalador) a los electrodos 10,
12, o la bovina 20 a través del estimulador de carga 180.
La corriente es retroalimentada en un circuito
de retroalimentación (CS) 190, que detecta la fuga apropiada cuando
los electrodos 10, 12 o la bovina se encuentran posicionados en el
lugar adecuado para permitir que el coordinador del programa (o
instalador) sepa si el dispositivo 18 y los electrodos 10, 12 o la
bovina 20 se encuentran bien unidos al paciente durante el periodo
de la evaluación. La carga es la corriente de atracción que se da
cuando los electrodos 10, 12 o la bovina se encuentran bien
situados y la corriente fluye para generar un campo eléctrico.
El circuito esquemático de la Figura 10 se
muestra en la Figura 11. Los elementos iguales se muestran con los
numerales referenciales. La interfaz 105 del dispositivo 18 incluye
los interruptores anteriormente mencionados para selección manual o
automática de la señal de modo y la circunferencia de la rodilla.
Preferiblemente, estos interruptores, ya sean con funcionamiento
manual o con software, solamente pueden modificarse por la acción
del médico o enfermera, evitando de este modo que el paciente
modifique el régimen del tratamiento. La activación del modo real y
de la circunferencia de la rodilla se lleva a cabo en el interior
del microcontrolador 110. En una realización, el personal médico o
el paciente puede usar un PC, PDA u otro dispositivo para
configurar el dispositivo 18 a través de la interfaz 105 y el
microcontrolador 110 tal y como se desee para la operación
apropiado. El paciente será capaz e determinar si la potencia del
dispositivo 18 está ON si el indicador de potencia LED de la
interfaz 105 está encendido.
Aquellos expertos en la técnica apreciarán que
el dispositivo de la presente invención podría usarse para impulsar
señales a electrodos en una realización de acoplamiento capacitivo
y o a bovinas o un solenoide en una realización de acoplamiento
inductivo. El mismo interruptor de modo o uno adicional puede
usarse para seleccionar entre las realizaciones de acoplamiento
capacitivo e inductivo, proporcionando las respectivas señales de
impulso.
A pesar de que se han descrito con detalle
implementaciones de la invención anteriormente, aquellos expertos
en la técnica preciarán fácilmente que son posibles muchas
modificaciones adicionales siempre y cuando no se parta
materialmente de los conocimientos nuevos y ventajas de la
invención. Se pretende que cualquiera de tales modificaciones estén
incluidas en el alcance de la invención tal y como lo definen las
siguientes reivindicaciones.
Claims (12)
1. Un dispositivo para generar señales
específicas y selectivas para aplicación a un dispositivo con
acoplamiento capacitivo y/o acoplamiento inductivo para la
generación de campos eléctricos o electromagnéticos selectivos para
el tratamiento de tejido defectuoso o dañado en la articulación de
una rodilla humana, que consiste en:
- -
- un generador de señal (18) que genera señales eléctricas compuestas que aumentan de manera selectiva al menos una expresión de gen Agrecán y la expresión de gen de Colágeno del Tipo II y que disminuyen de manera selectiva la expresión de gen de metaloproteasa donde dichas señales eléctricas compuestas que contienen una onda senoidal de 60 kHz con un voltaje pico-a-pico de aproximadamente 4.6 V a 7.6 V; y
- -
- medios (16) para comunicar dichas señales eléctricas compuestas con dicho dispositivo de acoplamiento capacitivo y/o inductivo (10, 12, 20), caracterizado porque:
- dichas señales eléctricas compuestas comprenden una señal de ciclo de trabajo al 100% que se genera durante aproximadamente 30 minutos y una señal de ciclo de trabajo al 50% que se genera durante aproximadamente una hora tras dicha señal de ciclo de trabajo al 100%.
2. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, donde dicho generador de señal (18) contiene además durante un
periodo de 24 horas al menos una señal de ciclo adicional de trabajo
al 50% que tiene una duración de aproximadamente una hora.
3. Un dispositivo como el de la reivindicación
2, donde dicho generador de señal (18) es seleccionable en al menos
tres modos, un primer modo para generar durante un periodo de 24
horas dicha señal eléctrica compuesta y tres señales adicionales de
ciclo de trabajo del 50%, un segundo modo para generar durante un
periodo de 24 horas dicha la señal eléctrica compuesta y dos
señales adicionales de ciclo de trabajo del 50% y un tercer modo
para generar durante un periodo de 24 horas dicha señal eléctrica
compuesta y una señal adicional de ciclo de trabajo del 50%.
4. Un dispositivo como el de la reivindicación
3, donde dicho generador de señal (18) comprende un interruptor que
puede encenderse manualmente o automáticamente para activar dicho
generador de señal (18) en diferentes modos.
5. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, que comprende además medios para sujetar dicho generador de
señal en proximidad al paciente para comunicarse con dicho
dispositivo de acoplamiento capacitivo y/o inductivo.
6. Un dispositivo como el de la reivindicación
5, donde dichos medios de sujeción comprenden una tira de
Velcro^{TM} (14) que sujeta dicho generador de señal (18) a una
de las piernas del paciente y una venda para la rodilla (22).
7. Un dispositivo como el de la reivindicación
5, donde dichos medios de sujeción incluyen un bolsillo en una de
las vendas para la rodilla o para la pierna (22).
8. Un dispositivo como el de la reivindicación
5, donde dichos medios de sujeción incluyen un bolsillo (24) y una
funda (26) que se lleva en la cintura del paciente.
9. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, donde dichos medios de comunicación comprenden un cable
eléctrico y una conexión inalámbrica.
10. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, donde dicho generador de señal (18) comprende un
microcontrolador (11) responsable de calcular el tiempo de la fecha
y el día para generar de manera selectiva dichas señales compuestas
en tiempos predeterminados de tratamiento.
11. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, donde dicho generador de señal (18) genera señales eléctricas
compuestas que disminuyen la expresión de gen de metaloproteasa y
otras proteasas en el tratamiento de cáncer y en la prevención de
metástasis en cáncer.
12. Un dispositivo como el de la reivindicación
1, donde dicho generador de señal (18) es seleccionable para
generar dicha señal eléctrica compuesta en diferentes voltajes de
acuerdo con una circunferencia de la rodilla de un paciente.
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