ES2906777T3

ES2906777T3 - Manguito neural para estimulación, detección y registro neuromuscular

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Publication number: ES2906777T3
Application number: ES16728563T
Authority: ES
Inventors: Chad Bouton; Gaurav Sharma; Andrew Sweeney; Amy M Heintz; Stephanie Kute; Nicholas Annetta; Thomas D Haubert; Steven M Risser; Jeffrey Friend; John Bartholomew; Rachel Thurston; C Alexander Morrow; George Brand; Jeffrey Ellis; Matthew Mowrer; Raymond Zaborski
Original assignee: Battelle Memorial Institute Inc
Current assignee: Battelle Memorial Institute Inc
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2022-04-20
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: US10765859B2; EP4406482A2; MX2017015590A; US11534605B2; EP3970787B1; EP3302686A1; US20200276438A1; WO2016196801A1; EP3302686B1; EP4134125A1; ES2933725T3; US20230020138A1; US20180154140A1; EP3970787A1

Abstract

Un dispositivo para estimulación neuromuscular, que comprende: un manguito reutilizable (2110); y uno o más electrodos (2140) alojados dentro del manguito reutilizable; en el que el manguito reutilizable comprende al menos dos dedos flexibles (2124) a lo largo de los cuales se ubican uno o más electrodos, extendiéndose los dedos flexibles en la misma dirección desde un primer conector (2130), y uno o más medios conductores dispuestos en cada dedo flexible; caracterizado porque el dispositivo comprende además un segundo conector (2131), en el que al menos dos dedos flexibles adicionales también se extienden desde el segundo conector en la misma dirección que los dedos flexibles que se extienden desde el primer conector; y al menos una correa (2135) conecta un dedo flexible que se extiende desde el primer conector a un dedo flexible que se extiende desde el segundo conector.

Description

DESCRIPCIÓN

Manguito neural para estimulación, detección y registro neuromuscular

ANTECEDENTES

[0001] Lo siguiente se refiere en general a sistemas, métodos y dispositivos para estimulación, detección y registro neuromuscular. En general, el sistema puede usarse para recibir señales de pensamiento indicativas de una acción intencionada y proporcionar estimulación eléctrica a los nervios y/o músculos para efectuar la acción intencionada, desviando o ayudando así a una región/vía dañada o degenerada del sistema nervioso. Los dispositivos de la presente divulgación son manguitos de estimulación neuromuscular, también denominados en el presente documento "manguitos neurales", que proporcionan estimulación para restaurar el movimiento en partes del cuerpo que no están bajo control voluntario debido a regiones/vías neurales dañadas o degeneradas después de una lesión del cerebro o de la médula espinal, accidente cerebrovascular, daño a los nervios, enfermedad de los nervios motores y otras afecciones o lesiones. El sistema también se puede usar en un paciente que tiene alguna degeneración neural o muscular local con fines terapéuticos o de rehabilitación.

[0002] Los manguitos de neuroestimulación implantables por vía subcutánea se han utilizado comúnmente para bloquear el dolor y restaurar la función de vías neurales dañadas o degenerativas. Estos manguitos implantables se envuelven alrededor de un nervio objetivo y generalmente incluyen uno o más electrodos dispuestos para estimular el nervio. Al incluir más de un electrodo y/o una geometría diferente de electrodos, los manguitos implantables, como el electrodo de nervio de interfaz plana (FINE), han podido lograr una selectividad de estimulación a nivel de vesículas nerviosas individuales.

[0003] Los manguitos de neuroestimulación transcutánea se comportan de manera similar a los manguitos implantables, sin embargo, existen diferencias importantes. Debido a que los electrodos se colocan en la superficie de la piel, en lugar de debajo de ella, la estimulación a menudo puede dirigirse mejor al tejido del músculo esquelético o a los grupos de músculos, en lugar de los nervios periféricos ubicados más profundamente debajo de la piel. La estimulación muscular puede ser preferible a la estimulación de los nervios periféricos principales, por ejemplo, los nervios cubital, mediano y radial, ya que la estimulación de estos nervios puede hacer que el paciente sienta una sensación de hormigueo y es más difícil realizar el movimiento deseado. Al aumentar el número y la disposición de los electrodos en un manguito neuromuscular, de manera similar a la dirección tomada con los diseños de manguito de nervio implantado, los manguitos de estimulación neuromuscular de generación actual han podido estimular selectivamente músculos individuales o grupos de músculos y lograr movimientos más finos, como la flexión de los dedos individuales y extensión.

[0004] Se han desarrollado manguitos transcutáneos de tipo flexible que se ajustan alrededor de un apéndice humano tal como un antebrazo para controlar la muñeca o los dedos. Estos manguitos flexibles pueden incluir sensores que registran la actividad muscular o señales de electromiografía (EMG) y estimulan en respuesta a las señales de EMG. Las tecnologías de película delgada también se han vuelto importantes en el desarrollo de dispositivos de electroestimulación funcional (FES). Los dispositivos que incorporan tecnología de película delgada a menudo se basan en un sustrato de poliimida cubierto por una película de cromo, oro o platino.

[0005] Los electrodos (o parches) de estimulación neuromuscular transcutánea actuales presentan muchas limitaciones. Dichos parches neuromusculares suelen ser grandes (varios cm de ancho o más) y tienen un solo electrodo (superficie conductora). Esto no permite la estimulación selectiva de pequeños segmentos musculares para el control fino de la muñeca y los dedos.

[0006] Sería deseable proporcionar dispositivos mejorados para la estimulación neuromuscular. Los manguitos flexibles con múltiples electrodos pequeños permitirían patrones de estimulación espacial programables, lo cual es muy deseable cuando se intenta restaurar movimientos musculares complejos a través de la estimulación neuromuscular. Un dispositivo de este tipo se conoce por el documento WO 2014/089266 A2.

BREVE DESCRIPCIÓN

[0007] La invención se define en la reivindicación 1. Las formas de realización preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. La presente divulgación proporciona también otros ejemplos y generalmente se refiere a dispositivos para la estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento. Se incluye un manguito de estimulación neuromuscular (es decir, "manguito neural") que recibe una señal de pensamiento indicativa de una acción prevista y, en respuesta, estimula una región/vía dañada del sistema nervioso para efectuar la acción prevista. El manguito neuromuscular puede incluir un diseño flexible, por ejemplo, que incluya una pluralidad de electrodos dispuestos en dedos flexibles. Los dedos flexibles permiten que regiones neuromusculares de tamaño variable, por ejemplo, extremidades paralizadas, encajen dentro del manguito neuromuscular. Los dedos también pueden permitir mayores opciones de colocación de electrodos para la reanimación de movimientos musculares complejos. El manguito neuromuscular puede incluir además una serie de discos de electrogel que proporcionan un contacto eléctrico mejorado y mantienen el manguito adherido a la piel durante el movimiento inducido por la estimulación.

[0008] En otras formas de realización descritas en el presente documento, los dispositivos para la estimulación neuromuscular incluyen: un manguito reutilizable; y uno o más electrodos alojados dentro del manguito reutilizable.

[0009] En formas de realización particulares, el manguito reutilizable comprende al menos dos dedos flexibles a lo largo de los cuales se ubican uno o más electrodos, extendiéndose cada dedo flexible en la misma dirección desde un conector. Cada dedo contiene una o más vías conductoras flexibles que conducen a los electrodos descritos anteriormente. Se dispone una pluralidad de medios conductores sobre los dedos flexibles para conducir los impulsos eléctricos desde los electrodos. Como resultado, cada dedo flexible puede adaptarse a diferentes perfiles de brazo y adaptarse a la torsión del brazo.

[0010] El medio conductor puede comprender un hidrogel, una loción o un polímero conductor. Los dedos flexibles pueden orientarse con respecto al conector de modo que puedan envolverse helicoidalmente (por ejemplo, alrededor de la extremidad de un paciente). El dispositivo puede comprender además una capa de tela dispuesta en el exterior del manguito reutilizable.

[0011] Cada dedo flexible puede incluir una capa de circuito conductor, que puede disponerse en forma de una o más vías conductoras. Esa capa de circuito conductor puede colocarse sobre una capa de base aislante, por ejemplo hecha de una poliimida. El dedo flexible puede incluir una capa de recubrimiento aislante sobre la capa de circuito conductor. El dedo flexible puede incluir una pluralidad de discos de hidrogel dispuestos sobre cada electrodo, en el que cada disco de hidrogel está conectado independientemente a un rigidizador. El rigidizador puede interactuar con un dispositivo de procesamiento, como una computadora u otro dispositivo electrónico.

[0012] En otro aspecto, un dispositivo para estimulación neuromuscular puede incluir: un manguito reutilizable; y múltiples electrodos alojados dentro del manguito reutilizable; en el que el manguito reutilizable comprende al menos dos dedos flexibles para alojar los múltiples electrodos, extendiéndose los dedos flexibles en la misma dirección, y una pluralidad de medios conductores dispuestos sobre ellos.

[0013] Estos y otros aspectos no limitantes de la presente descripción se analizan con más detalle a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0014] La siguiente es una breve descripción de los dibujos, que se presentan con el propósito de ilustrar las formas de realización ejemplares descritas en este documento y no con el propósito de limitar las mismas.

FIG. 1 es un diagrama general de una forma de realización de un sistema para la estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento.

FIG. 2 es un diagrama de bloques para la arquitectura de decodificación y recodificación que opera dentro del sistema de la FIG. 1.

FIG. 3 es un diagrama de flujo para una forma de realización de un método para proporcionar estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento.

FIG. 4 es un dibujo en perspectiva de un manguito neural de acuerdo con una forma de realización ejemplar, que se muestra en su lugar en un brazo humano.

FIG. 5 es un diagrama de un concepto de diseño para fabricar una forma de realización del manguito neural. FIG. 6 es un diagrama de una capa de circuito grabada para fabricar una forma de realización del manguito neural.

FIG. 7 es un diagrama de vista en primer plano de la capa de circuito grabada de la FIG. 6.

FIG. 8 es un diagrama de vista en primer plano alternativo de la capa de circuito grabada de la FIG. 6.

FIG. 9 es un diagrama de una capa de revestimiento utilizada en la fabricación de una forma de realización del manguito neural.

FIG. 10 es un diagrama de una capa de serigrafía utilizada en la fabricación de una forma de realización del manguito neural.

FIG. 11 es un diagrama de apilamiento utilizado en la fabricación de una forma de realización del manguito neural.

FIG. 12 es un diagrama de flujo para una forma de realización de un método para producir un manguito neural.

FIG. 13 es una fotografía ejemplar que muestra el movimiento de un dedo individual dentro de un sistema para la estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento.

FIG. 14 es una fotografía de ejemplo que muestra dos dispositivos de manguito neural según una forma de realización dispuestos en un banco de preparación.

FIG. 15 es una fotografía de ejemplo que muestra dos dispositivos de manguito neural de acuerdo con la forma de realización de la FIG. 14.

FIG. 16 es una fotografía ejemplar que muestra dos dispositivos de manguito neural según una forma de realización diferente.

FIG. 17 es una fotografía de ejemplo que muestra un rigidizador y el lado principal de un dispositivo de manguito neural de acuerdo con otra forma de realización más.

FIG. 18 es una fotografía de ejemplo que muestra el posicionamiento de la región del brazo de un paciente sobre dos dispositivos de manguito neural de acuerdo con la forma de realización de la FIG. 14.

FIG. 19 es una fotografía de ejemplo que muestra dos dispositivos de manguito neural de acuerdo con la forma de realización de la FIG. 14 que se envuelven alrededor de la región del brazo de un paciente en preparación para la estimulación neuromuscular.

FIG. 20 es una fotografía de ejemplo que muestra dos dispositivos de manguito neural de acuerdo con la forma de realización de la FIG. 14 que se envuelven alternativamente alrededor de la región del brazo de un paciente en preparación para la estimulación neuromuscular.

FIG. 21 es un diagrama de otra forma de realización ejemplar de un manguito neural. En esta forma de realización, las vías conductoras se extienden desde dos conectores diferentes. Los dedos se extienden en la misma dirección y se estrechan hacia un eje central.

FIG. 22 es una ilustración ejemplar de un manguito neural sin dedos en forma de guante que puede llegar hasta el codo.

FIG. 23 es una ilustración ejemplar de una variación del manguito neural de la FIG. 22, en el que el manguito neural incluye una interfaz de usuario en el exterior en forma de botones.

FIG. 24 es una ilustración ejemplar de un manguito neural hecho de un material flexible con electrodos en el interior e implantes para proporcionar direccionalidad al manguito neural.

FIG. 25 es una ilustración ejemplar de un manguito neural en forma de una cubierta rígida que tiene dos mitades semicilíndricas unidas por una bisagra a lo largo de la pared lateral.

FIG. 26 es una ilustración en sección transversal de un manguito neural reutilizable, que tiene la forma de una lámina flexible plana que se puede envolver alrededor del brazo.

FIG. 27 es una ilustración a modo de ejemplo de un manguito neural con bolsas expandibles para empujar los electrodos contra la piel. Se puede incluir un asa con el manguito para un registro/orientación correctos del manguito neural.

FIG. 28 es una ilustración ampliada ejemplar de la construcción de las vías conductoras flexibles del manguito neural. Estas vías pueden incluir electrodos y otros componentes, por ejemplo, medidores de tensión.

FIG.29 es un diagrama ilustrativo que muestra un manguito neural aplicado al brazo de un usuario. Este manguito neural particular tiene la forma de un guante sin dedos que cubre la palma de la mano, se extiende más allá de la muñeca y del codo hasta el hombro del usuario. Las ubicaciones de varios sensores se destacan en este diagrama.

FIGS. 30A-41B son imágenes de varios movimientos diferentes de manos y brazos obtenidos de un experimento en el que se pidió a un usuario sin discapacidad que moviera su mano/brazo a una posición determinada. En cada conjunto, una imagen muestra una imagen del movimiento de la mano/brazo que el usuario realizó con su extremidad, y la otra imagen muestra una representación gráfica de la mano de la posición de la extremidad del usuario según los datos del sensor de posición recopilados de la manga. En cada conjunto de imágenes, la extremidad real movida se muestra como la mano izquierda y la extremidad gráfica movida se muestra como la mano derecha.

FIG. 30A muestra la extremidad movida para la pronación de la mano, con la palma hacia abajo, y la FIG. 30B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 31A muestra la extremidad movida para levantar el brazo perpendicularmente, y la FIG. 31B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 32A muestra la extremidad movida para la posición neutral de la mano, y la FIG. 32B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 33A muestra la extremidad movida para la pronación de la mano, con el pulgar hacia abajo, y la FIG. 33B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 34A muestra la extremidad movida para supinación, con la palma hacia arriba, y la FIG. 34B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG.35A muestra la extremidad movida para la extensión de la muñeca, y la FIG.35B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 36A muestra la extremidad movida para la flexión de la muñeca, y la FIG. 36B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 37A muestra la extremidad movida para desviación radial, y la FIG. 37B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 38A muestra la extremidad movida por desviación cubital, y la FIG. 38B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 39A muestra la extremidad movida para la extensión del dedo, y la FIG. 39B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 40A muestra la extremidad movida para la curvatura justa del dedo, y la FIG. 40B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIG. 41A muestra la extremidad movida para cerrar los dedos en un puño, y la FIG. 41B muestra la posición medida en un miembro gráfico.

FIGS. 42A-42C son gráficos de barras que muestran los diferentes porcentajes de curvatura para cada dedo durante la extensión del dedo, la curvatura normal del dedo y al cerrar el puño. Para cada gráfico, 0 corresponde al pulgar, 1 corresponde al dedo índice, 2 corresponde al dedo medio, 3 corresponde al dedo anular y 4 corresponde al dedo meñique. El eje Y es el porcentaje de curvatura del dedo y va del 0 % al 100 % en intervalos del 20 %. FIG. 42A muestra los porcentajes de extensión de los dedos. FIG. 42B muestra los porcentajes de la curvatura justa de los dedos. FIG. 42C muestra los porcentajes cuando se cierra el puño.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0015] Se puede obtener una comprensión más completa de los procesos y aparatos descritos en este documento con referencia a los dibujos adjuntos. Estas figuras son meras representaciones esquemáticas y no pretenden indicar el tamaño y las dimensiones relativas de los conjuntos o componentes de los mismos.

[0016] Aunque en la siguiente descripción se usan términos específicos en aras de la claridad, estos términos pretenden referirse solo a la estructura particular de las formas de realización seleccionadas para ilustración en los dibujos, y no pretenden limitar el alcance de la descripción.. En los dibujos y en la descripción que sigue a continuación, debe entenderse que las designaciones numéricas similares se refieren a componentes de funciones similares.

[0017] Con referencia a la FIG. 1 y la FIG.2, un sistema para la estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento puede incluir un implante cortical 102 implantado en la región de la corteza cerebral del cerebro. El implante cortical 102 en una forma de realización incluye una matriz de detección de microelectrodos, como se muestra en la FIG. 1. La matriz de detección de microelectrodos incluye varios canales (p. ej., 96 canales) y se puede conectar a un amplificador que amplifica aún más las señales recibidas por la matriz de microelectrodos. El implante cortical 102 registra "ondas cerebrales", más particularmente señales neurales que son representativas de un conjunto variado de actividades mentales. Las señales neurales incluyen señales eléctricas producidas por la actividad neuronal en el sistema nervioso, incluidos los potenciales de acción, la actividad de unidades múltiples, el potencial de campo local, el ECoG y el EEG. Estas señales neurales se envían de forma inalámbrica o, alternativamente, a través de una conexión por cable, desde el implante cortical 102 a un receptor en un dispositivo procesador de señales neurales 104 para el procesamiento de las señales neurales. En otra forma de realización, una interfaz basada en el cuero cabelludo, un auricular u otro sensor 102 capta señales de electroencefalograma (EEG) y las envía al receptor en el dispositivo procesador de señales neurales 104.

[0018] El procesador de señales neurales 104 puede incluir un procesador que incluye algoritmos de decodificación neurales 106 y/o algoritmos de control 108. Estos algoritmos 106, 108 permiten que una entrada de señal neural recibida sea decodificada y posteriormente recodificada para uso en estimulación neuromuscular. Por ejemplo, una señal neuronal recibida puede aislarse para predecir los movimientos del brazo y/o la mano en los que está pensando un paciente. El procesador de señales neurales 104 también puede incluir un osciloscopio u otro dispositivo de visualización y/o manipulación de formas de onda de señales. El procesador de señales neurales también incluye preferiblemente un generador de impulsos aislado 111 que recibe una señal procesada y genera una señal de pulso para su uso en la estimulación neuromuscular mediante un manguito de estimulación neuromuscular 110 adjunto.

[0019] Con referencia a la FIG. 2, el sistema para el control del pensamiento a un nivel arquitectónico más complejo incluye el implante cortical o sensor 102 y el procesador de señales neurales 104 que permiten el registro de señales neurales y el procesamiento inicial de las señales, respectivamente. El procesamiento de la señal inicial puede incluir la conversión de analógico a digital, la normalización y/u otros métodos de filtrado y procesamiento conocidos por los expertos en la materia. Las señales inicialmente procesadas son luego decodificadas por los algoritmos de decodificación neuronal 106. En formas de realización ejemplares, los algoritmos de decodificación neuronal 106 incluyen algoritmos basados en fuerza con estimadores de tasa de disparo.

[0020] La salida de señal decodificada de los algoritmos de decodificación neuronal 106 es procesada adicionalmente por los algoritmos de control de estimulación 108. En formas de realización ejemplares, los algoritmos de control de estimulación 108 producen una salida de trenes de pulso modulados por amplitud de corriente máxima, modulados por ancho de pulso o trenes de impulsos modulados por frecuencia que se dirigen a los electrodos del manguito. El tren de impulsos también puede ser un tren de tipo Poisson no estacionario en el que se modula la tasa (frecuencia) de impulsos promedio. Esto puede ayudar a reducir la fatiga muscular, ya que se adapta más al sistema nervioso natural del cuerpo. Pienkowski et al., Wiener-Volterra Characterization of Neurons in Primary Auditory Cortex Using Poisson-Distributed Impulse Train Inputs, J. Neurophysiology (marzo de 2009), describe un ejemplo del uso de trenes de impulsos con distribución de Poisson para caracterizar las neuronas en una región del cerebro.). Los algoritmos de control de estimulación 108 pueden modificarse a través de la entrada recibida de un perfil de entrenamiento 107. El perfil de entrenamiento 107 puede incluir datos de perfil de entrenamiento representativos de sesiones de entrenamiento de usuarios anteriores, por ejemplo, demostraciones de movimiento o períodos de entrenamiento. Los datos de entrenamiento pueden usarse para alterar y/o definir algoritmos de control de simulación 108 durante el procesamiento de la señal. La incorporación de datos de entrenamiento en algoritmos de control de estimulación 108 a través de un enfoque basado en modelos produce una decodificación más precisa, por ejemplo, pensamientos del paciente traducidos con precisión en un movimiento complejo, que los esfuerzos anteriores de decodificación basados en la posición que han mostrado. Adicional o alternativamente, la retroalimentación de la posición de la mano de la muñeca 109 puede usarse para alterar y/o definir los algoritmos de control de estimulación 108 durante el procesamiento de la señal.

[0021] La salida del algoritmo de control de señal 108 puede enviarse al generador de impulsos aislado 111, donde la señal se convierte en una forma de onda que es adecuada para la neuroestimulación. Las formas de onda adecuadas pueden incluir pulsos monofásicos y bifásicos con un voltaje entre 80 y 300 voltios. Sin embargo, incluso se pueden usar voltajes más altos siempre que se mantengan niveles de corriente seguros y se use un aislamiento adecuado. En formas de realización ejemplares, la forma de onda es un pulso monofásico con una corriente máxima de 0-20 mA que se modula para variar la fuerza de la contracción muscular, la frecuencia de 50 Hz y una duración de ancho de pulso de 500 ms. La salida del generador de impulsos aislado 111 se envía al manguito de estimulación neuromuscular 110 para administrar electroestimulación funcional al paciente.

[0022] Con referencia al diagrama de flujo expuesto en la FIG. 3, un método para proporcionar estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento S100 comienza en S101. En S102 se reciben señales neurológicas de un paciente indicativas de una acción prevista. Por ejemplo, se pueden recibir señales neurológicas a través del implante cortical 102. En S104 se procesan las señales neurológicas, que pueden incluir conversión o filtrado de analógico a digital. En S106, las señales digitalizadas son decodificadas por al menos un algoritmo 106 de decodificación neuronal. En S108, las señales descodificadas son procesadas por al menos un algoritmo 108 de control de estimulación. En S110, el método incluye alternativamente alterar los algoritmos de control de estimulación 108 mediante datos de entrenamiento que se almacenan en el perfil de entrenamiento 107. En S112, el método incluye alternativamente alterar los algoritmos de control de estimulación 108 en función de los datos de movimiento, por ejemplo, retroalimentación de posición de muñeca-mano 109. En S114, la salida del al menos un algoritmo de control de señal 108 se convierte en una señal recodificada que consiste en múltiples trenes de impulsos, cada tren de impulsos va a un electrodo correspondiente 114. En S114, la estimulación neuromuscular se administra al paciente mediante el envío de la señal recodificada al manguito de estimulación neuromuscular 110.

[0023] En otra forma de realización, el método para proporcionar estimulación neuromuscular controlada por el pensamiento S100 incluye además en S117 proporcionar estimulación neuromuscular al paciente mediante la estimulación selectiva de al menos un par de electrodos 114 dentro de un manguito neuromuscular 110 para efectuar la acción deseada. En otra forma de realización más, el método S100 incluye además el registro S103 de señales neurológicas de un paciente. Estas señales neurológicas pueden detectarse desde, por ejemplo, una región del antebrazo o la muñeca con daño en la vía neural. El registro también puede ocurrir en una región neurológicamente intacta, como una pierna funcional, para la cual se pueden proporcionar pulsos de estimulación para estimular movimientos comúnmente atados en extremidades dañadas, por ejemplo, brazos y piernas. Los movimientos comúnmente atados incluyen movimientos de cadera y brazo o movimientos de pivote. En la misma forma de realización, el método S100 en S118 puede incluir además la administración de estimulación neuromuscular al paciente mediante la estimulación selectiva de al menos un par de electrodos dentro del manguito neuromuscular 110 en función de la señal recodificada.

[0025] Con referencia a la FIG. 4, una forma de realización ejemplar del manguito de estimulación neuromuscular 110 incluye una placa de circuito impreso flexible (PCB) 112 sobre la que se disponen los electrodos 114 y los discos de hidrogel 116 en una matriz de discos de electrogel 118. El manguito de estimulación neuromuscular 110 se ajusta sobre una región dañada o degenerada 120 del sistema nervioso, por ejemplo, el brazo de un paciente, como se ilustra. La PCB flexible 112 actúa como sustrato sobre el que se colocan los electrodos y otros materiales conductores. Esta capa de base flexible puede estar compuesta por una sola capa de un material aislante flexible, por ejemplo, un material de poliimida. Se pueden grabar individualmente hasta aproximadamente veinte electrodos 114 en cada dedo 124 de la PCB flexible 112 como una capa de cobre. En formas de realización ejemplares, la PCB flexible 112 tiene un total de ochenta electrodos 114 dispuestos sobre cuatro dedos 124. Los electrodos 114 pueden recubrirse posteriormente con un metal conductor como oro, paladio o plata para una mayor conductividad.

[0026] En algunas formas de realización, los electrodos 114 estimulan una región neuromuscular 120 al estimular los músculos individuales y/o grupos de músculos, así como monitorear o registrar la actividad del músculo esquelético, específicamente señales de electromiografía (EMG). Los datos de EMG detectados pertenecientes a un objetivo muscular detectado pueden usarse en métodos para la estimulación de bucle cerrado o abierto del objetivo muscular. Los datos de EMG detectados también se pueden analizar para decidir si se reposiciona el manguito de estimulación neuromuscular 110 dentro de la región neuromuscular 120 o se apagan los electrodos individuales 114 dentro de la matriz de discos de electrogel 118.

[0027] Los discos de hidrogel 116 se pueden hacer rodar sobre los electrodos 114 para proporcionar un mejor acoplamiento eléctrico y mecánico. Cuando están debidamente alineados, los discos de hidrogel 116 cubren completamente los electrodos 114 y forman efectivamente discos de electrogel conductores 117. Dicho de otra manera, los electrodos se encuentran entre la capa base y los discos de hidrogel. El acoplamiento eléctrico se mejora en el sentido de que el hidrogel proporciona un mayor contacto conductivo con la piel que el que se puede lograr con una superficie de electrodo chapada en metal desnudo. Además, una señal portadora proporcionada a cualquiera de los discos 117 de electrogel en la matriz de electrogel 118 puede conducir a través de los tejidos de un paciente y liberarse en cualquier otro disco de electrogel 117 provisto en la matriz 118. Se proporciona un acoplamiento mecánico mejorado a través de las características ejemplares de adherencia del hidrogel a la piel. Los discos de hidrogel 116 pueden permanecer acoplados a la piel incluso durante movimientos complejos del paciente. Los discos de hidrogel están disponibles comercialmente como una cinta que se puede enrollar sobre la superficie de un electrodo. Un ejemplo de este tipo incluye AmGel 2550 de AmGel Technologies. En el ejemplo de realización del manguito neuromuscular mostrado en la FIG. 4, los discos de hidrogel se proporcionan a través de discos de hidrogel espaciados personalizados ubicados en la cinta de hidrogel enrollada AmGel 2550. Como alternativa, en lugar de discos de hidrogel, podría usarse una loción o discos de un polímero conductor.

[0028] La matriz de discos de electrogel 118 se extiende sobre una pluralidad de dedos 124, donde los dedos 124 se cortan de la PCB flexible 112 para proporcionar flexibilidad adicional en la colocación de discos de electrogel 117. La reanimación del movimiento complejo puede requerir la estimulación de músculos que son no está ubicado directamente a lo largo de las dimensiones de un manguito neuromuscular 110 de forma convencional. Al envolver los dedos 124 alrededor de diferentes regiones musculares, por ejemplo, la parte inferior de la muñeca y el pulgar, los movimientos complejos como el movimiento del pulgar pueden reanimarse más eficazmente que con opciones de ubicación limitadas.

[0029] Las FIG. 5-11 son vistas de varias capas del manguito de estimulación neuromuscular y están separadas por conveniencia y comprensión. Con referencia a la FIG. 5, se puede fabricar una forma de realización del dispositivo de manguito de estimulación neuromuscular 110 (o manguito neural) de acuerdo con un diseño 500 de concepto. Las dimensiones de y entre los diversos componentes del concepto de diseño 500 se indican en milímetros (mm). El concepto de diseño 500 incluye, como se muestra aquí, una capa base aislante, por ejemplo hecha de una sola capa de material base de poliimida 522. En algunas formas de realización, el material base de poliimida es una poliimida DuPont AP8523E que tiene un espesor de 50 mm (micrómetros) y un revestimiento de cobre recocido laminado de 18 mm de espesor. Este material base sirve como sustrato para las otras capas del manguito de estimulación neuromuscular. Este material base se forma, por ejemplo mediante corte, en al menos dos dedos flexibles. Como se ilustra aquí, el material base 522 se corta en cuatro dedos 524, donde se ubicarán o alojarán los electrodos. Los dedos se pueden unir entre sí, por ejemplo, mediante cinco correas 525 que discurren entre dedos adyacentes.

[0030] Los dedos 524 se extienden en la misma dirección desde el rigidizador 530, que actúa como conector para un extremo de los dedos. En otras palabras, los extremos de los dedos distales del rigidizador están todos ubicados en la misma dirección con respecto al rigidizador, o dicho de otro modo, el rigidizador 530 está en un extremo del dispositivo. Se observa que los dedos 524 se muestran aquí extendiéndose en un ángulo de 90 grados con respecto al conector / rigidizador 530. Se contempla que los dedos flexibles puedan extenderse en cualquier ángulo desde el conector 530.

Volviendo a la FIG. 4, colocar los dedos flexibles en un ángulo con respecto al rigidizador permitiría que los dedos flexibles se enrollaran helicoidalmente alrededor del brazo y hacia abajo a lo largo de toda la longitud del brazo.

[0031] El rigidizador 530 se usa para interactuar con el procesador de señales neurales 104. Los orificios perforados 531 están ubicados adicionalmente en el rigidizador 530 que representan los puntos de inserción de los pines del conector. En formas de realización ejemplares, ochenta orificios perforados 531 tienen un diámetro de aproximadamente 1,016 mm con una tolerancia de /- 0,05 mm. Como se ilustra aquí, los dedos 524 son paralelos entre sí en toda su longitud. Como se verá más adelante, esto no es un requisito.

[0032] Si se desea, se puede ubicar una horquilla opcional 526 en el extremo de los dedos opuesto al conector/rigidizador 530. La horquilla conecta todos los dedos y se puede proporcionar como soporte estructural para el diseño y el montaje. Se proporcionan orificios perforados 527 en la horquilla 526 para fines de soporte y/o montaje. En algunas formas de realización, los cuatro orificios perforados 527 tienen un diámetro de aproximadamente 2,387 mm con una tolerancia de / 0,076 mm. Los cabezales 528 se extienden entre el rigidizador y los dedos. Estos cabezales son más delgados que los dedos y conectan los dedos 524 al rigidizador 530. Los cabezales también forman parte del dedo flexible general, aunque no siempre son necesarios. Aunque no se ilustra, también se pueden proporcionar correas entre cabezales adyacentes si se desea. Nuevamente, como se verá más adelante, la horquilla 526 es opcional, aunque se requiere el conector 530.

[0033] Con referencia a la FIG. 6 , se muestra una capa de circuito conductor 600 para fabricar el dispositivo de manguito de estimulación neuromuscular 110. La capa de circuito conductor 600 está ubicada en la superficie del sustrato de poliimida aislante 622, sobre la cual se forman los electrodos de cobre 640 y las pistas de cobre conectivo 642 para hacer una vía conductora, por ejemplo, mediante grabado, deposición, ablación, etc. Los electrodos 640 y las pistas 642 corren a lo largo de los cuatro dedos 624 del sustrato 622. Las pistas 642 discurren longitudinalmente por los cuatro cabezales 628 para conectar eléctricamente los electrodos 642 al conector / rigidizador 630. Nuevamente, el conector/endurecedor 630 se usa para interactuar con el procesador 104 de señales neurales. Las pistas 642 continúan sobre el rigidizador 630 y terminan, en este ejemplo de realización, en ochenta puntos de unión 632, lo que representa veinte puntos de unión 632 por dedo 624. Cada uno de los ochenta puntos de conexión 632 corresponde a un electrodo individual 640, conectado eléctricamente a través de una pista individual 642.

[0034] La FIG. 7 es una vista más cercana de la capa de circuito conductor 600 de la FIG. 6. Aquí se ven más particularmente el sustrato 622, los electrodos 640 y las pistas 642. Cada electrodo 640 está conectado individualmente a una única pista 642, y la pista 642 baja por el cabezal 628 hasta el conector/rigidizador 630 (no mostrado). En algunas formas de realización, las pistas 642 tienen una anchura de aproximadamente 0,127 mm. Como se ilustra aquí, cada electrodo 640 incluye al menos una orejeta 641 que se usa para soportar el electrodo 640 sobre el sustrato aislante 622.

Como se ve aquí, cada electrodo incluye un área central 643 y tres orejas 641. La zona central tiene forma circular, y se utiliza como contacto eléctrico. Cada oreja se extiende más allá del perímetro del área central. Como se ilustra aquí, dos orejas están separadas por 60 grados y están separadas de la tercera oreja por 150 grados.

[0035] Haciendo referencia a la FIG. 8, la capa de circuito conductor ilustrada en la FIG. 6 puede incluir electrodos 640 que tienen aproximadamente 12 mm de diámetro (sin contar la oreja) y separados 15 mm. Este espacio de 15 mm entre electrodos dictaría el espacio personalizado requerido para la aplicación posterior de discos de hidrogel 114. FIG. 9 ilustra una cubierta aislante o capa de "recubrimiento" 700 que se colocaría sobre los electrodos y las pistas. La capa de recubrimiento puede estar hecha de una sola capa de un material aislante como la poliimida 722, que es preferiblemente más delgada que el sustrato sobre el que se graban con cobre los electrodos y las pistas o se forman de otro modo. En una forma de realización, la capa de recubrimiento es un material de poliimida DuPont LF0110 que es una película de recubrimiento de 25 mm de espesor. Se puede utilizar un espesor adicional de 25 mm de adhesivo acrílico para adherir la capa de recubrimiento 700 a la capa de circuito conductor 600. La capa de recubrimiento también incluye una horquilla 726, dedos 724, cabezales 728 y sección rigidizadora 730 que corresponde a estas áreas en el sustrato base 522 y la capa de circuito conductor 600. Se dejan cortes 740 en los dedos para exponer el área central de los electrodos, y en la sección rigidizadora 730 para los conectores eléctricos.

[0037] La capa de recubrimiento aislante 700, cuando se aplica sobre la capa de circuito conductor 600, cubre las pistas de cobre 642 formadas en los dedos 724 y los cabezales 728. La capa de recubrimiento 700 no cubre el área central 643 de los electrodos, pero cubre las orejas 641, fijando así los electrodos en su lugar entre el sustrato y la capa de cobertura. Además, los conectores eléctricos en la sección rigidizadora 730 permanecerán descubiertos. Las áreas centrales expuestas de los electrodos 640 están chapadas preferiblemente con un metal conductor tal como estaño, platino u oro. En una forma de realización, los electrodos de cobre expuestos se revisten con níquel-niquel-oro sin corriente eléctrica (ENIG) al nivel de 3-8 mm de oro sobre 100-150 mm de níquel.

[0038] La FIG. 10 es un diagrama para una capa de serigrafía 800 que puede usarse en la fabricación del dispositivo de manguito de estimulación neuromuscular 110. La capa de serigrafía 800 se aplica a la combinación de la capa de circuito conductor 600 y la capa de recubrimiento 700 para identificar elementos electrónicos individuales. Se proporciona un primer número de identificación de serigrafía 850 a cada electrodo 840 para que se pueda encontrar más fácilmente después de una inspección visual. En una forma de realización, los primeros números de identificación de serigrafía 850 abarcan desde A1-A20 y D1-D20 para representar ochenta electrodos 840 individuales. Un segundo número de identificación de serigrafía 852 identifica los puertos de conexión para un rigidizador 830. En una forma de realización, los números de identificación de la segunda serigrafía 852 abarcan desde J1-J4. Tanto el primer como el segundo número de identificación serigrafiado 850, 852 se proporcionan en un lado secundario del manguito de estimulación neuromuscular 110, o en el lado opuesto a los electrodos expuestos 740. En una forma de realización ejemplar, los números de identificación de serigrafía 850, 852 se proporcionan con tinta epoxi blanca no conductora.

[0039] Con referencia ahora a la FIG. 11, se pueden fabricar varias formas de realización del dispositivo de manguito de estimulación neuromuscular de acuerdo con el diagrama de apilamiento 900. Un material de base aislante (por ejemplo, poliimida) proporciona un sustrato 950 sobre el que se fijan varios componentes. Un refuerzo lateral secundario 830 se lamina a una superficie secundaria del sustrato 950. La capa de circuito conductivo 600 se fabrica sobre una superficie primaria del sustrato (opuesta a la superficie secundaria) e incluye electrodos y pistas que forman caminos conductivos sobre el sustrato base flexible. La capa de recubrimiento 700 se adhiere posteriormente a la capa de circuito conductor 600 que cubre las pistas y deja partes expuestas de los electrodos. La combinación del sustrato 950, la capa de circuito conductor 600 y la capa de recubrimiento 700 se define como el dedo flexible 912. El rigidizador primario 730 se apila sobre la capa de recubrimiento para completar la conexión eléctrica requerida para interconectar el dedo flexible con el procesador de señales neurales 104.

[0040] Con referencia al diagrama de flujo expuesto en la FIG. 12, una forma de realización de un método para producir un manguito neuromuscular S200 comienza en S201. En S202 se proporciona una sola capa de material base de poliimida 950. En S204, se fabrica una capa de circuito conductor sobre el material base de poliimida 950 grabando un circuito de cobre conductor en la poliimida. En S206 una capa de recubrimiento de poliimida 700 se adhiere a la capa de circuito conductor 600. Al adherir la capa de recubrimiento 700 a la capa de circuito conductor 600 se completa la formación de una PCB flexible a partir de la cual se formarán las vías conductoras flexibles 912. En S208, se forma una pluralidad de dedos flexibles a partir de la PCB flexible para proporcionar puntos de contacto adicionales para la estimulación de los músculos o la detección de señales EMG. En S210, las correas de los dedos 725 pueden cortarse opcionalmente de la PCB flexible para separar los dedos flexibles y proporcionar flexibilidad adicional, como para adaptarse a la torsión de las extremidades (como el antebrazo) mientras se mantiene el contacto. En S212, el hidrogel se puede enrollar opcionalmente sobre los electrodos para crear discos 117 de electrogel. En S214, se une un rigidizador 630,730,830 a los dedos flexibles 912 para interactuar con el procesador de señales neurales 104. En S216, los dedos flexibles 912 están en interfaz con el procesador de señales neurales 104.

[0041] Con referencia a la FIG. 13, se demuestra el movimiento individual de los dedos dentro de un sistema para la estimulación neuromuscular 1000 controlado por el pensamiento. Un manguito neuromuscular 1010 según una forma de realización se envuelve sobre una región dañada o degenerada 1020 del sistema nervioso. El manguito neuromuscular 1010 está interconectado con un procesador de señales neurológicas 1004 a través de un rigidizador adjunto 1030. El rigidizador está unido a un puerto de conexión 1005 en el procesador de señales neurales 1004. Las señales neurológicas recibidas indicativas de que el paciente está pensando en mover sus dos primeros dígitos han sido decodificadas y recodificadas en señales de tren de impulsos transmitidas a varios electrodos en el manguito de estimulación neuromuscular 1010. El uso de un número y espaciado específicos de electrodos/discos de electrogel 1017 en el manguito de estimulación neuromuscular 1010 ha permitido una estimulación neuromuscular no invasiva y de alta resolución que efectúa la intención del paciente.

[0042] Los discos de electrogel 1017 funcionan en pares cuando reaniman el movimiento. El movimiento de dígitos individuales puede efectuarse mediante la operación de dos o tres pares (4 a 6 unidades) de discos de electrogel 1017 que estimulan en tándem. La selección de pares particulares de discos de electrogel 1017 para reanimar el movimiento como lo indica una señal cerebral decodificada se realiza ventajosamente mediante el manguito de estimulación neuromuscular 1010, ya que cada disco de electrogel 1017 está conectado al procesador de señal neurológica 1004 individualmente a lo largo de un solo trazo grabado en una capa conductora de material de poliimida flexible.

[0043] Con referencia a la FIG. 14, dos dispositivos de manguito neuromuscular 1010 según una forma de realización están dispuestos en un banco de preparación 1070. El banco de preparación 1070 se puede usar para mantener los dispositivos de manguito 1010 planos y enrollar cinta de hidrogel a través de los electrodos 1016. Los discos de hidrogel 116 debidamente adheridos (no mostrados) deben cubrir completamente la superficie de los electrodos 1014.

[0044] Con referencia a la FIG. 15, se muestran dos dispositivos de manguito neuromuscular 1010 de acuerdo con la forma de realización de la FIG. 14. Cada uno de los dispositivos de manguito 1010 incluye una horquilla 1026 para soporte adicional al diseñar y/o colocar los dispositivos de manguito 1010 sobre una región/vía dañada o degenerativa del sistema nervioso (no mostrada). Una vez más, la horquilla es opcional.

[0045] Con referencia a la FIG. 16, se muestran dos dispositivos de manguito neuromuscular 1110 de acuerdo con una forma de realización diferente. Se proporciona una horquilla 1126 en un extremo de cada manguito para diseño adicional y/o soporte estructural, similar a la horquilla 626 en la FIG. 6. Aquí también se proporciona una segunda horquilla 1127 ubicada a lo largo de los cabezales 1128. Dicho de otro modo, los dedos flexibles 1124 están sujetos por una horquilla en cada extremo. La horquilla adicional 1127 proporciona soporte adicional en combinación con la horquilla 1126 para situaciones en las que el manguito neuromuscular 1110 debe estirarse plano sobre una superficie. La horquilla adicional 1127 también puede mantener los dedos flexibles 1124 dentro de la misma región/vía dañada o degenerativa 1120 (no mostrada), lo que concentra eficazmente la estimulación y evita la flexibilidad.

[0046] Con referencia a la FIG. 17, se muestra el lado principal de otra forma de realización del manguito neuromuscular 1200. Los discos de hidrogel 1216 se han aplicado a los electrodos 1214 (no mostrados, cubiertos), formando una matriz de discos de electrogel 1218. Dos de los cuatro dedos flexibles 1224 aún incluyen la cinta de hidrogel antes de separarse de los discos de hidrogel 1216. Los discos de electrogel 1217 no están conectados entre sí dentro de la matriz 1218 para que los discos de electrogel 1217 puedan estimularse de forma independiente.

[0047] Aunque no están expuestas al aire, las pistas de cobre 1242 son visibles a través de la capa de recubrimiento de poliimida 700. Se muestra un refuerzo lateral secundario 1230 doblando el lado primario sobre los cabezales 1228. Los conectores 1234 en el refuerzo lateral secundario 1230 permiten que el manguito de estimulación neuromuscular 1200 se conecte con el procesador de señales neurales 104 (no mostrado). Cada patilla 1236 dentro del conector 1234 está conectada eléctricamente con un único disco de electrogel 1217.

[0048] Con referencia a la FIG. 18, el brazo de un paciente que incluye regiones/vías dañadas o degenerativas 1020 se coloca sobre dos dispositivos de manguito neuromuscular 1010 según la forma de realización de la FIG. 14. Los cabezales flexibles 1028 pueden usarse como soporte mientras se coloca el dispositivo 1010 debajo de un brazo.

[0049] Con referencia a la FIG. 19, dos dispositivos de manguito neuromuscular 1010 en una forma de realización ejemplar se envuelven alrededor de la región del brazo de un paciente 1020 en preparación para la estimulación neuromuscular. Los dos dispositivos de manguito 1010 juntos proporcionan 160 electrodos separados para estimular los movimientos de los dedos o la muñeca. Los dedos flexibles 1024 permiten que el manguito neuromuscular se ajuste alrededor de la región del brazo 1020 en puntos de circunferencia variable. Los discos de hidrogel 1016 (no mostrados) mantienen ambos manguitos 1010 adheridos al brazo.

[0050] Con referencia a la FIG. 20, dos dispositivos de manguito neuromuscular 1010 según la forma de realización de la FIG. 14 se envuelven alternativamente alrededor de la región del brazo de un paciente en preparación para la estimulación neuromuscular. Solo se han aplicado dos dedos flexibles 1024 de uno de los dispositivos de manguito neuromuscular 1010, mientras que todos los dedos flexibles 1024 del otro dispositivo de manguito 1010 ya están envueltos alrededor del brazo del paciente. Se pueden utilizar más o menos electrodos, como se muestra en la FIG. 20, dependiendo de la naturaleza del daño a la región/vía 1020 del sistema nervioso de un paciente y el tipo de movimiento que se desea reanimar a través de la estimulación neuromuscular.

[0051] En otra forma de realización ejemplar, los dedos flexibles de un manguito neural 2110 no necesitan ser rectos en toda su longitud. Con referencia ahora a la FIG. 21, los dedos flexibles 2124 se extienden desde el primer conector 2130, que tiene una forma rectangular en esta ilustración. Las vías conductoras flexibles 2124 en esta forma de realización "cambian" de dirección a medida que se extienden desde el conector 2130. Por ejemplo, un dedo flexible superior 2124a primero se extiende hacia arriba desde el conector 2130, luego cambia de dirección para que sus electrodos 2140 estén a la derecha del conector 2130. Un dedo central flexible 2124b se extiende desde el lado derecho del conector 2130 hacia la derecha del conector. Un dedo flexible inferior 2124c se extiende primero hacia abajo desde el conector 2130, luego cambia de dirección para que sus electrodos 2140 también estén a la derecha del conector 2130. En particular, ninguno de los electrodos 2140 está presente a la izquierda del conector 2130.

[0052] Esta forma de realización de un manguito neural 2110 también contiene más de un conector/rigidizador. Como se ilustra aquí, el manguito neural 2110 tiene un primer conector 2130 y un segundo conector 2131. Los dedos flexibles se extienden en la misma dirección (aquí, a la derecha) de ambos conectores. Las correas 2135 conectan los dedos flexibles que se extienden desde cada conector 2130, 2131. Puede haber cualquier número de correas 2135, y las correas 2135 pueden conectar los dedos flexibles en cualquier parte de su longitud. Aquí, las correas 2135 están presentes a lo largo de una parte que no contiene electrodos 2150 de los dedos flexibles (es decir, la parte del cabezal). Aunque no se representa, se contempla específicamente que los dedos flexibles de un conector 2130 puedan tener una longitud diferente de los dedos flexibles del otro conector 2131.

[0053] Los electrodos 2140 pueden estar separados uniformemente a lo largo de los dedos flexibles 2124, o su separación puede variar, por ejemplo haciéndose más corta o más larga, a medida que aumenta la distancia desde el conector 2130.

Por ejemplo, los segmentos musculares se vuelven más pequeños cerca de la muñeca, por lo que los electrodos también deben estar más juntos. Sin embargo, no es necesario que los electrodos estén presentes a lo largo de toda la longitud de los dedos flexibles. Como se ve aquí, los dedos flexibles 2124 pueden incluir una porción 2150 que no contiene electrodos que se extiende desde el conector, que es similar al cabezal 528 de la forma de realización de la FIG. 5. El dedo flexible también puede incluir una parte 2160 que contiene el electrodo no festoneado y una parte 2170 que contiene el electrodo festoneado en el extremo distal del dedo flexible (es decir, distal del conector). Cabe señalar que ninguno de los dedos flexibles se superpone entre sí.

[0054] Las partes que contienen electrodos 2160, 2170 de los dedos flexibles tienen una forma diferente entre sí. Una de las razones de esta diferencia de forma es que, como se ve aquí, los extremos distales de los dedos flexibles 2124 se extienden hacia el interior hacia un eje central 2105 del manguito neural 2110. Dicho de otra manera, los dedos flexibles 2124 se estrechan hacia el interior hacia el eje central 2105. Las porciones festoneadas 2170 de los dedos flexibles adyacentes les permiten encajar en un área más pequeña al mismo tiempo que proporcionan una cantidad adecuada de electrodos (tenga en cuenta que los electrodos no cambian de tamaño). Sin embargo, todos los dedos flexibles 2124 todavía se extienden en la misma dirección alejándose del conector 2130, es decir, hacia la derecha en esta figura. Dicho de otro modo, los dedos flexibles comprenden una primera parte transversal al eje central 2105 y una segunda parte paralela al eje central. Estas partes se ven particularmente en el dedo flexible 2124a, que primero se extiende hacia arriba (es decir, transversalmente al eje central), luego se extiende paralelo al eje central.

[0055] Esta forma de realización particular está destinada a ser utilizada en el brazo de un paciente con los dos conectores 2130, 2131 ubicados cerca del hombro, y las partes festoneadas 2170 cerca de la muñeca y la mano.

[0056] En otras formas de realización ejemplares, se contempla que el manguito neural incluirá tanto un componente exterior reutilizable como un componente interior desechable. Ventajosamente, esto permite un coste por uso reducido para el componente exterior, al mismo tiempo que permite que varias personas diferentes utilicen el componente exterior sin preocupaciones higiénicas. El manguito exterior reutilizable contiene los electrodos.

[0057] Se contempla que el manguito exterior/componente reutilizable, en varias formas de realización, podría estar hecho de un material de tela flexible, extensible y/o comprimible que encajaría cómodamente contra el brazo del usuario. El material también podría ser un material de ajuste en seco, es decir, un material que pueda alejar el sudor del brazo del usuario y permitir que el sudor se evapore. El conector y los dedos flexibles alinearían el interior del manguito exterior. Por ejemplo, se podrían tejer hilos o fibras conductoras en el material de tela. Alternativamente, las pistas conductoras y los electrodos podrían imprimirse en el material del manguito exterior utilizando tecnología de serigrafía, por ejemplo, utilizando policelulosa conductora, tinta a base de plata o tinta a base de carbono.

[0058] La FIG. 22 y la FIG. 23 muestran una forma de realización ejemplar de este manguito neural. La FIG. 22 es una ilustración de un manguito neural 2210 que tiene la forma de un guante sin dedos. El manguito 2210 incluye una porción de pulgar 2212 que se extiende más allá de la base del pulgar. Los electrodos 2240 están espaciados por todo el manguito. No visible en la FIG. 22 es un manguito interior que contiene un medio conductor. La FIG. 23 es una ilustración de una variación del componente exterior del manguito neural. Como se ilustra aquí, el manguito neural 2310 tiene una interfaz de usuario en el componente reutilizable exterior, que se puede usar para el control (incluido el registro, la activación, la configuración, etc.) de electrodos individuales o grupos de electrodos, lo que permite al usuario configurar los electrodos. o ajustar un nivel o patrón de estimulación. Por ejemplo, el componente exterior puede incluir botones 2311 (por ejemplo, en forma de pantallas táctiles basadas en LED). Si bien aquí solo se ilustran cuatro botones, la interfaz de usuario puede incluir cualquier número de botones y esos botones pueden tener cualquier forma.

[0059] Otro aspecto de la presente descripción se ilustra en la FIG. 24. El propio manguito neural puede fabricarse de manera bidireccional, es decir, ambos extremos del manguito son de la misma construcción. Se contempla que los implantes direccionales 2402, 2404 podrían usarse para proporcionar información direccional al manguito neural 2410, por ejemplo, qué extremo del manguito neural está más cerca del codo o la muñeca. Estos implantes pueden ubicarse en la extremidad del paciente o ubicarse en extremos opuestos del propio manguito neural. Solo se necesita uno de estos implantes para identificar la orientación/dirección del manguito neural. Se observa que tales implantes también pueden proporcionar información tridimensional. También se representan los electrodos 2420.

[0060] La FIG. 25 es otra forma de realización del componente exterior reutilizable. Aquí, el componente exterior tiene la forma de una cubierta rígida 2510. La carcasa está separada en dos mitades semicilíndricas 2512, 2514 que están unidas entre sí por una bisagra 2511. La bisagra discurre paralela al eje longitudinal 2505 de la carcasa. Un mecanismo de cierre 2516 está ubicado en los extremos abiertos opuestos de las mitades para mantener cerrada la carcasa una vez que se cierra alrededor de la extremidad del usuario. Dentro de la carcasa hay un acolchado para adaptar el caparazón a la extremidad del usuario, o una cámara de aire que puede inflarse con aire. La carcasa alberga los electrodos 2520 (que se utilizan tanto para detectar como para administrar estimulación neuromuscular), así como otros componentes electrónicos que lo acompañan. Se contempla que el componente interior desechable (no mostrado) se aplique primero al interior de la carcasa, o que se adhieran electrodos secos reutilizables al interior de la carcasa. A continuación, la extremidad se coloca en la carcasa, la carcasa se cierra alrededor de la extremidad y el acolchado suave se ajusta alrededor de la extremidad y aplica presión sobre los electrodos contra la extremidad, o se infla la cámara de aire para aplicar presión a los electrodos contra la extremidad.

[0061] Alternativamente, como se ve en la vista en sección transversal de la FIG. 26, el manguito neural puede tener la forma de una hoja flexible 2610 que se envuelve alrededor de la extremidad del usuario 2601. Los electrodos (no visibles) están espaciados a lo largo de la hoja flexible, y un mecanismo de cierre 2605 está presente en los extremos opuestos de la hoja. Dicho mecanismo puede ser, por ejemplo, un cierre de velcro.

[0062] La FIG.27 ilustra otra forma de realización potencial del manguito neural. Deseablemente, los electrodos se ajustan cómodamente contra la extremidad del paciente. En esta forma de realización, el manguito neural 2710 contiene bolsas 2720 que pueden llenarse con aire o algún fluido, lo que hace que el manguito neural se expanda y empuje los electrodos 2730 contra la extremidad. Se puede utilizar una bomba neumática para llenar las bolsas. Un implante direccional 2702 también está presente aquí en un extremo distal 2704 del manguito. Además, también está presente un manguito 2740 en el extremo distal del manguito. Este manguito está diseñado para ayudar con el registro de los electrodos en posiciones conocidas y también proporciona direccionalidad al manguito neural.

[0063] En algunas formas de realización, el manguito neural tiene una forma que permite colocar electrodos en la palma de la mano en la base del pulgar, donde se encuentra el grupo tenar de músculos ("la eminencia tenar"). Estos músculos controlan el movimiento del pulgar y se cree que esto puede ayudar a provocar la oposición del pulgar (movimiento del pulgar en la dirección del dedo meñique). Esto podría lograrse, por ejemplo, extendiendo uno o más de los dedos flexibles 2124 de la FIG. 21 para extenderse por una corta distancia más allá de los otros dedos flexibles para llegar a la base del pulgar, mientras que los restantes dedos flexibles se extienden solo hasta la muñeca; o colocando los electrodos 2240 del guante de la f Ig .22 en la base del pulgar; o colocando un electrodo en el extremo del manguito 2740 en el dispositivo de la FIG. 27.

[0064] El manguito neural puede incorporar varios tipos diferentes de sensores para proporcionar información sobre datos y retroalimentación sobre la posición y los movimientos de la extremidad y otras partes del cuerpo. Por ejemplo, la información de posición deseada de los sensores puede incluir una ubicación tridimensional (coordenadas X, Y, Z) de varios puntos en la mano y el brazo en relación con el cuerpo y entre sí, e información de rotación de la muñeca, el codo, y el hombro en relación con el cuerpo. La orientación de varias partes del cuerpo con respecto a la gravedad también se puede medir con un acelerómetro (o inclinómetro). Los movimientos de la mano y el brazo pueden derivarse de sensores de posición o de sensores independientes. Otra información deseada incluye los ángulos de las articulaciones en el codo, la muñeca, el pulgar y los dedos (u otras articulaciones del cuerpo). Se puede usar una variedad de conceptos de sensores para medir uno o más de estos elementos de datos. Las categorías amplias de sensores incluyen acelerómetros, microelectromecánicos (MEMS), electrónicos (basados en resistencia, capacitancia o resonancia), bolsas fluidas, sensores de curvatura de fibra óptica y sistemas de seguimiento de video. De nuevo, estos conceptos pueden aplicarse en general a un manguito neural en cualquier parte del cuerpo o extremidad (por ejemplo, brazo, mano, pierna, pie, etc.).

[0065] La FIG. 28 ilustra algunos aspectos que se pueden utilizar para la detección. Esta es una imagen ampliada de una vía conductora flexible 2810. Los electrodos 2820 están presentes en la vía conductora flexible. Aquí, se ilustran cuatro electrodos 2820, 2822, 2824, 2826. Pistas de electrodos 2830 están presentes entre los electrodos. Como se ve aquí, la pista tiene un patrón en zig-zag, que se puede usar como medidor de tensión.

[0066] En un primer aspecto de sensor, los sensores integrados MEMS de 6 ejes (acelerómetro de 3 ejes y magnetómetro de 3 ejes) se pueden usar para medir la posición y orientación del codo y la muñeca en relación con la ubicación del hombro (por ejemplo, la parte superior del húmero). Cuando se combinan, estos sensores pueden proporcionar un marco de referencia utilizando los campos gravitacionales (centro de la Tierra) y magnéticos (norte magnético) locales de la Tierra. Usando este marco de referencia junto con un sistema de coordenadas cartesianas de 3 ejes definido, se pueden ubicar diferentes articulaciones tanto en posición (X, Y, Z) como en orientación (^ (guiñada), 0 (cabeceo), $ (balanceo)) relativa al origen del sistema de coordenadas cartesianas en el hombro utilizando estos mismos sensores MEMS. Los sensores MEMS adyacentes se pueden colocar en ubicaciones estratégicas donde la longitud entre los sensores no cambia (o el cambio es una cantidad suficientemente pequeña) cuando las articulaciones están dobladas o giradas. Por ejemplo, los sensores se pueden colocar en ubicaciones en el hombro, el codo y la muñeca donde la distancia entre los sensores adyacentes permanece fija debido a las longitudes fijas de los huesos.

[0067] El cálculo de posición y orientación de cada articulación puede usar el sistema de coordenadas cartesianas de 3 ejes y el marco de referencia, la distancia fija entre sensores adyacentes y las señales de salida de 3 ejes de los acelerómetros o magnetómetros. Los cálculos pueden incluir matrices de coseno director, transformaciones de Euler o multiplicación de matrices. Para los sensores que no son adyacentes al origen, sus coordenadas pueden volver a transformarse en el origen del sistema de coordenadas a través de transformaciones intermedias entre sensores adyacentes. Por ejemplo, si hay sensores en el hombro, el codo y la muñeca, las coordenadas del codo se pueden calcular directamente en relación con el origen (hombro), pero las coordenadas de la muñeca deben calcularse primero en relación con las coordenadas del codo y luego volver a calcularse en relación con el origen. Esto se debe a que se deben conocer las longitudes de las rutas para cada ubicación del sensor y la única forma de hacerlo es mediante transformaciones de coordenadas a lo largo de rutas de longitud fija (p. ej., de la muñeca al codo y del codo al hombro).

[0068] Se puede utilizar una amplia gama de sensores MEMS con acelerómetros y magnetómetros de 3 ejes integrados. Entre los ejemplos de fabricantes de estos dispositivos se incluyen Analog Devices, Bosch, Freescale, Honeywell y ST Microelectronics. Además, se pueden usar sensores de 9 ejes disponibles con 3 ejes integrados, acelerómetros, magnetómeros y giroscopios. Pueden existir soluciones adicionales para las ubicaciones de las articulaciones en las que no se puede contar con una longitud de hueso fija, como la mano y los dedos.

[0069] En un segundo aspecto de sensor, un sensor capacitivo puede comprender una capa dieléctrica aislante flexible con electrodos flexibles delgados en cada lado. Se aplica un diferencial de voltaje entre los electrodos, creando un capacitor. Cuando el dieléctrico cambia de forma (por ejemplo, debido a la presión o la flexión), la capacitancia del sensor cambia y puede detectarse mediante técnicas de medición electrónica. Los sensores de presión capacitivos se pueden usar en una variedad de sistemas mecánicos para medir la presión barométrica o las presiones dentro del equipo. Dichos sensores pueden incorporarse en el manguito en las articulaciones (por ejemplo, muñeca, codo) de modo que la flexión de la articulación estire o doble la capa dieléctrica. Los sensores también se pueden aplicar lejos de las articulaciones (por ejemplo, en la mitad del antebrazo) para medir la presión del manguito contra el brazo.

[0070] En un tercer aspecto de sensor, se pueden usar sensores resistivos de flexión o estiramiento (p. ej., galgas extensométricas). Estos sensores pueden estar hechos de cualquier material que cambie la resistencia eléctrica cuando se estira o deforma. Este cambio en la resistencia se mide con un circuito eléctrico estándar. Los medidores de tensión pueden usar metal, ya sea solo o aplicado a un sustrato de película delgada flexible. Los sensores de curvatura resistivos o los medidores de tensión también se pueden fabricar con las siguientes tres clases generales de materiales. En primer lugar, se pueden utilizar elastómeros (como el caucho de silicona) o polímeros que contengan rellenos eléctricamente conductores. Los rellenos pueden incluir negro de humo, grafito, grafeno, nanotubos de carbono, nanopartículas de plata, nanocables de plata. En segundo lugar, se pueden usar polímeros inherentemente conductores. En tercer lugar, pueden usarse polímeros piezoeléctricos.

[0071] Los sensores resistivos también se pueden aplicar en las articulaciones. La flexión de la articulación estirará el sensor, provocando un cambio medible en la resistencia. La pronación y la supinación de la muñeca se pueden medir mediante el uso de sensores en forma de largas bandas elásticas que se estiran en ángulo desde la muñeca hasta el codo. Cada movimiento (por ejemplo, pronación y supinación) creará efectos opuestos en las bandas, haciendo que una se alargue y la otra se acorte.

[0072] En un cuarto aspecto de sensor, se pueden usar sensores de curvatura resonantes. Los sensores de curvatura resonantes comprenden circuitos RLC que cambian la frecuencia de resonancia cuando uno de los tres componentes cambia su valor. En lugar de tener un circuito separado para medir la resistencia de cada elemento sensor resistivo, los sensores resistivos pueden estar cableados en paralelo en ubicaciones apropiadas en el manguito neural. Cada sensor puede tener una resistencia diferente para producir una frecuencia de resonancia diferente en el circuito. Se puede usar un barrido de voltaje o corriente para probar cada sensor en rápida sucesión; esto mide los cambios en la frecuencia de resonancia para determinar los cambios en la resistencia y, por lo tanto, en la tensión de ese sensor específico.

[0073] En un quinto aspecto de sensor, un sensor puede comprender numerosos volúmenes atrapados (por ejemplo, bolsas de fluido) que contienen aire o líquido que responde a cambios en el movimiento. Para que se detecte cada movimiento, se colocaría una bolsa de fluido con una forma diseñada específicamente en un lugar apropiado de manera que la presión en la bolsa cambiaría solo en respuesta a ese movimiento. Por ejemplo, puede haber una bolsa en la muñeca en una posición y forma para detectar la flexión de la muñeca, mientras que una bolsa diferente en la muñeca detecta la pronación. Los elementos de detección, como los transductores de presión o los medidores de tensión, responderían a los cambios de presión.

[0074] En un sexto aspecto de sensor, los sensores de curvatura también se pueden fabricar a partir de fibra óptica en lugar de componentes eléctricos. El principio es similar a los sensores electrónicos de curvatura en que cuando la fibra se dobla, una propiedad medible como la frecuencia o la atenuación cambia y este cambio se puede medir. El uso sería similar a los sensores de flexión descritos anteriormente, con sensores de flexión de fibra óptica integrados en el manguito en articulaciones como la muñeca, de modo que el sensor se doble con la flexión de la articulación.

[0075] En un séptimo aspecto de sensor, se puede usar una variedad de sistemas de seguimiento de movimiento de video para medir y rastrear la posición de la extremidad mientras se usa el manguito neural. Estos sistemas son similares a los que se utilizan para la captura de movimiento en películas y videojuegos. Una o más cámaras pueden enfocar el manguito durante el uso. Para brindar la mejor precisión, estos sistemas incluirían marcadores en ubicaciones clave en el manguito para rastrear. Según el tipo de marcador seleccionado, la cámara puede funcionar con luz visible o infrarrojos. Hay varias opciones disponibles para marcadores, incluidos: (i) puntos en un color contrastante o múltiples colores distintos que pueden ser rastreados por la(s) cámara(s) externa(s) (similares a la captura de movimiento típica de una película); (ii) diodos emisores de luz (LED) de colores; (iii) LED infrarrojos (IR) a varias frecuencias en el rango cercano al IR; y (iv) elementos térmicos como calentadores eléctricamente resistivos que crean puntos calientes localizados para ser rastreados por una cámara sensible al infrarrojo de longitud de onda larga (LWIR).

[0076] La FIG. 29 es una ilustración en perspectiva de un manguito neural 2910 que muestra cómo se pueden colocar e implementar varios sensores en él. El manguito neural se extiende desde el hombro hasta la muñeca. Primero, un trío de sensores MEMS 2920, 2922, 2924 están ubicados en el hombro, el codo y la muñeca, respectivamente. Estos se pueden utilizar para medir la posición y la orientación entre sí. A continuación, se ubica un sensor capacitivo 2930 en el codo. Los sensores de curvatura resistivos 2940, 2942 se estiran en ángulo desde la muñeca hasta el codo. El movimiento creará efectos opuestos en estos sensores, haciendo que uno se alargue y el otro se acorte.

[0077] Como se discutió anteriormente, se contempla que el manguito neural estará hecho de un componente externo reutilizable y un componente interno que se puede desechar fácilmente. El componente interior comprende un medio conductor que contacta con los electrodos presentes en el componente exterior y proporciona una interfaz/medio conductor entre el electrodo y la piel del usuario. En formas de realización particulares, el medio conductor puede ser un hidrogel, una loción o un polímero conductor.

[0078] En algunas formas de realización, el medio conductor es más conductor en la dirección z y menos conductor en la dirección x o en la dirección y. Dicho de otro modo, el medio conductor puede volverse más conductor con la aplicación de presión externa, en la dirección de la presión externa. Esta propiedad se puede obtener a partir de un polímero compresible y un relleno conductor disperso en el polímero compresible. El relleno conductor puede estar en forma de fibras de carbono, nanotubos de carbono o partículas metálicas como plata, oro, platino o paladio. El relleno conductor se distribuye escasamente en el polímero de modo que cuando se aplica presión, los rellenos conductores toman contacto entre sí y proporcionan un camino conductor desde el electrodo hasta la piel. Otros hidrogeles conductores incluyen un polímero de alginato reticulado o un hidrogel polimérico reticulado.

[0079] En formas de realización alternativas, para facilitar la unión a un paciente, el medio conductor puede seleccionarse de tal manera que se vuelva más pegajoso tras la aplicación de una corriente eléctrica, un cambio de temperatura, un cambio de pH o un cambio de humedad. El medio conductor puede ser un polímero sensible a estímulos. Para facilitar aún más la unión y/o el suministro de simulación eléctrica, los electrodos pueden incluir filas concéntricas de dientes de aproximadamente 200 pm a aproximadamente 300 pm de altura.

[0080] Si se desea, el manguito neural puede configurarse para el control por gestos de varios dispositivos. Ejemplos de dispositivos que pueden controlarse son: un cursor de computadora; un control remoto automático; y una interfaz háptica. Los aspectos de control de gestos también se utilizan en aplicaciones de realidad virtual. El control de gestos se ve facilitado por la adición de sensores en el dispositivo de estimulación neuromuscular/manguito neural. Se observa que los electrodos presentes en el manguito neural para estimulación también pueden usarse para detección.

[0081] En otro aspecto, se usa un dispositivo de manguito neural para apoyar el entrenamiento de la marcha. Para facilitar esto, el manguito neural estaría adaptado para cubrir tanto una parte de la pierna como una parte del pie del paciente. Esto permite que el manguito neural cubra tanto los músculos como la articulación de un paciente, y ventajosamente permite detectar la flexión de un pie. También se puede cubrir una parte de la cadera; esto permite la estimulación de áreas adicionales para promover la recuperación después de la cirugía.

[0082] En otro aspecto más, la estimulación neuromuscular puede administrarse en la parte trasera del paciente. Para facilitar esto, el dispositivo de estimulación neuromuscular puede tener la forma de una camisa, chaleco, prenda, cinturón, etc., con los electrodos colocados apropiadamente para contactar con la parte trasera.

[0083] El manguito neuromuscular/manguito neural podría funcionar en un modo inalámbrico alimentado por batería. En este caso, el paquete de baterías y el módulo electrónico se pueden sujetar con correas en la parte superior del brazo del sujeto en forma de brazalete. El dispositivo se puede conectar al dispositivo móvil y/o PC del usuario para la transferencia de datos y seguimiento/supervisión en tiempo real.

[0084] Se apreciará además que las técnicas descritas pueden incorporarse como un medio de almacenamiento no transitorio que almacena instrucciones legibles y ejecutables por un ordenador, (microprocesador o microcontrolador de un) sistema integrado, o varias combinaciones de las mismas. El medio de almacenamiento no transitorio puede comprender, por ejemplo, una unidad de disco duro, RAID o similar de un ordenador; una memoria electrónica, magnética, óptica o de otro tipo de un sistema integrado, etc.

[0085] Los procesos y sistemas de la presente descripción se ilustran en los siguientes ejemplos no limitantes.

EJEMPLOS

[0086] Las FIGS. 30A-41B son imágenes tomadas de un conjunto de experimentos en los que la mano izquierda de un usuario sin discapacidad se envolvió con una manga de estimulación eléctrica neuromuscular. Se le pidió al usuario que moviera su mano en diferentes posiciones. En cada conjunto, una imagen muestra una imagen del movimiento de la mano/brazo que el usuario realizó con su extremidad, y la otra imagen muestra una representación gráfica de la mano de la posición de la extremidad del usuario según los datos del sensor de posición recopilados del manguito. En cada conjunto de imágenes, la extremidad real que se movió se muestra como la mano izquierda y la extremidad gráfica que se movió fue la mano derecha. Esto se debió a la configuración del sistema. Como se ve aquí, la correspondencia entre la posición medida mostrada por la extremidad gráfica y el movimiento real de la extremidad correspondía muy bien.

[0087] Las FIG. 42A-42C son gráficos de barras que muestran los diferentes porcentajes de curvatura para cada dedo durante la extensión de los dedos, la curvatura justa de los dedos y al cerrar el puño. Como se ve en la FIG. 42A, los dígitos eran generalmente rectos para la extensión de los dedos, con solo tres dígitos que tenían alguna curvatura, y todos ellos con menos del 20% de curvatura. En la FIG. 42B, todos los dedos estaban curvados aproximadamente a la mitad durante la curvatura justa de los dedos. En la FIG. 42C, todos los dígitos se curvaron cerca de su máximo, como se deseaba. Estos ilustran la precisión de los sensores de posición y el software que procesa su salida.

[0088] La presente descripción se ha descrito con referencia a formas de realización ejemplares. Obviamente, a otros se les ocurrirán modificaciones y alteraciones al leer y comprender la descripción detallada anterior. Se pretende que la presente descripción incluya todas las modificaciones y alteraciones en la medida en que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para estimulación neuromuscular, que comprende:

un manguito reutilizable (2110); y

uno o más electrodos (2140) alojados dentro del manguito reutilizable;

en el que el manguito reutilizable comprende al menos dos dedos flexibles (2124) a lo largo de los cuales se ubican uno o más electrodos, extendiéndose los dedos flexibles en la misma dirección desde un primer conector (2130),

y uno o más medios conductores dispuestos en cada dedo flexible; caracterizado porque el dispositivo comprende además

un segundo conector (2131),

en el que al menos dos dedos flexibles adicionales también se extienden desde el segundo conector en la misma dirección que los dedos flexibles que se extienden desde el primer conector; y al menos una correa (2135) conecta un dedo flexible que se extiende desde el primer conector a un dedo flexible que se extiende desde el segundo conector.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el medio conductor comprende un hidrogel, una loción o un polímero conductor; o

en el que las al menos dos vías conductoras flexibles pueden enrollarse helicoidalmente; o

en el que el dispositivo comprende además una capa de tela dispuesta en el exterior del manguito reutilizable.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que cada dedo flexible incluye una capa de circuito conductor.

4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el que (a) cada dedo flexible incluye una capa de base aislante sobre la que se coloca la capa del circuito conductor; o (b) en el que cada dedo flexible incluye una capa de recubrimiento aislante sobre la capa del circuito conductor.

5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que cada dedo flexible incluye una pluralidad de discos de hidrogel dispuestos sobre cada electrodo, en el que cada disco de hidrogel está conectado independientemente a un rigidizador y, opcionalmente, en el que el rigidizador interactúa con un dispositivo de procesamiento.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los dedos flexibles se estrechan hacia un eje central del manguito reutilizable; o

en el que cada dedo flexible incluye: (a) una parte que no contiene electrodos; y (b) una porción festoneada que contiene el electrodo distal del conector; y (c) opcionalmente una parte que contiene electrodos, no festoneada; o

en el que al menos un dedo flexible comprende: (a) una primera parte que es transversal al eje central del manguito reutilizable; y (b) una segunda parte que es paralela al eje central del manguito reutilizable.