ES2918130T3

ES2918130T3 - Elemento auxiliar mejorado para entrenamiento de la movilidad con estimulador

Info

Publication number: ES2918130T3
Application number: ES17807829T
Authority: ES
Inventors: Christian Bergh; Christian Wallenberg; Philip Dahl
Original assignee: West and Bergh Holding AB
Current assignee: West and Bergh Holding AB
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: AU2017441355B2; EP3717081B1; EP3804823B1; KR20230025721A; KR102500801B1; JP2021503970A; EP3804823A1; DK3717081T3; ZA202000838B; JP2023067877A; JP7483962B2; US11033739B2; US20210113839A1; CN111386143B; KR20200094129A; EP3717081A1; AU2017441355A1; US10905880B2; PT3717081T; JP7220207B2

Abstract

Un estimulador de ayuda de entrenamiento (100) para proporcionar retroalimentación perceptiva rápida, el estimulador de ayuda de entrenamiento que comprende un primer electrodo de la piel (135) para hacer contacto eléctrico con el cuerpo de un usuario y un segundo electrodo de la piel (137) para hacer contacto eléctrico Para el cuerpo de un usuario, un módulo de carga (125), -A Módulo de descarga (160) conectado a uno o más de los electrodos de la piel (135, 137) para una descarga de retroalimentación, y -A procesador (110) con conectado El módulo de carga (125) para controlar la carga de un condensador equivalente (135, Cbody, 139), a un nivel de voltaje de primer voltaje predeterminado, en el que el procesador está conectado aún más al módulo de descarga (160, 61) para controlar una descarga de retroalimentación de la descarga de retroalimentación de El equivalente del condensador, donde en el estimulador comprende además un módulo de medición de voltaje (150) para medir el nivel de carga del equivalente del condensador, y en donde el procesador (110) está configurado para mantener el estimulador listo para descargar midiendo repetidamente el Nivel de carga y al proporcionar una carga de mantenimiento cuando el voltaje sobre dicho equivalente de capacitancia es en o por debajo de un segundo nivel de voltaje predeterminado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento auxiliar mejorado para entrenamiento de la movilidad con estimulador

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de las ayudas al entrenamiento, es decir, dispositivos que ayudan a una persona o animal a realizar mejor alguna actividad de esa persona o animal. Más particularmente, la presente invención se refiere a ayudas al entrenamiento de movimiento, es decir, sistemas o dispositivos que proporcionan algún tipo de retroalimentación relacionada con un movimiento realizado por el usuario. Incluso más particularmente se refiere a ayudas al entrenamiento de movimientos deportivos.

Técnica anterior

Un ejemplo de ayuda al entrenamiento de movimiento se conoce por el documento WO2003024544. Este divulga un sistema de retroalimentación de movimiento repetitivo provisto de diversos sensores y dispositivos para supervisar aspectos de una secuencia de movimiento repetitivo, tal como un swing de golf. Los aspectos supervisados pueden incluir propiedades de movimiento de un objeto movido por el usuario, propiedades de posición del usuario y propiedades de movimiento del usuario. Un sistema de procesamiento de datos para recibir datos de los aspectos supervisados proporciona datos de retroalimentación que se envían a un dispositivo de salida de retroalimentación, tal como un dispositivo de representación gráfica o un altavoz, de manera que el usuario reciba retroalimentación sobre la secuencia de movimiento repetitivo. En una realización particular, el rendimiento del usuario se compara con una plantilla de un rendimiento anterior, proporcionando retroalimentación con respecto a las diferencias.

Otro documento de la técnica anterior es el US6778866 que divulga un método y un aparato para enseñar a una persona cómo realizar un movimiento corporal específico de manera uniforme y se basa en la medición electrónica de uno o más parámetros de un movimiento corporal real, comparar el uno o más parámetros medidos con los parámetros correspondientes de un movimiento corporal objetivo, y proporcionar una retroalimentación sensible al usuario basada en un grado de correspondencia entre el uno o más parámetros medidos y los parámetros objetivo correspondientes. En una realización particular, la retroalimentación es audible. Más específicamente, la retroalimentación es una melodía musical que tiene una característica particular (tal como el ritmo) que se adapta particularmente a un movimiento corporal particular (tal como un swing de golf). La retroalimentación puede ser en forma de provocar electrónicamente que la melodía musical se desafine en proporción a una discrepancia entre el movimiento corporal real y el movimiento corporal objetivo.

Otro sistema y método de la técnica anterior para enseñar el movimiento ergonómico de un atleta, por ejemplo, un golfista se divulga en el documento WO200518759. El sistema que incluye la cámara de vídeo para capturar imágenes sucesivas del golfista ejecutando un swing de golf preferido y un sistema de definición de umbral que permite al golfista definir una región espacial de la imagen de vídeo. Si se inmiscuye en la región espacial, se activa una alarma, proporcionando así retroalimentación para que el golfista pueda alterar la técnica del próximo intento de movimiento. Por ejemplo, el golfista puede definir la región de manera que si el palo se sale del plano durante un swing, un sistema de retirada del tee hace que la bola desaparezca. De esta manera, el golfista solo puede golpear la bola cuando el palo permanece dentro del plano.

Además, el documento US 2004/064157 A1 divulga un método y un aparato para realizar el mantenimiento de una carga en un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica, tal como un condensador. Se usa una tensión de punto de ajuste para el dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica durante un proceso de carga inicial del dispositivo para cargar el dispositivo de almacenamiento a la tensión de punto de ajuste. También se realiza un proceso de mantenimiento de carga que compensa la pérdida de carga debida, p. ej., a corrientes de fuga. Puede usarse dentro de la administración de terapia de desfibrilación cardíaca.

Sumario de la invención

Los inventores tienen como objetivo proporcionar un dispositivo para proporcionar retroalimentación rápida para dispositivos de entrenamiento usados para entrenar y perfeccionar algún tipo de comportamiento o acción del usuario, en donde este comportamiento o acción está ocurriendo relativamente rápido. Los ejemplos de tales comportamientos o acciones incluyen, entre otros, p. ej., movimientos deportivos, tales como movimientos técnicamente complejos que ocurren en, p. ej., eventos de campo atlético (salto de altura, salto con pértiga, lanzamiento de martillo, lanzamiento de jabalina, etc.), o gimnasia (saltos, coreografía, movimientos de animadoras), o béisbol, o golf (swing de golf, golpe corto), por mencionar solo algunos.

Los inventores han ideado que es deseable que una señal de retroalimentación que señala un movimiento menos eficiente, o un movimiento "malo", o un movimiento que se desvía de un movimiento de referencia debería ser instantánea, o al menos percibida como instantánea por el usuario. La unidad de estímulo de una realización de la presente invención está configurada para administrar el estímulo con un retraso muy corto, preferentemente, menos de 50 ms, o más preferentemente menos de 20 ms, o más preferentemente menos de 10 ms. El estímulo también debe ser distinto. Los inventores pretenden proporcionar una retroalimentación perceptible y distinta para indicar y señalar un movimiento indeseable para desalentar dicho movimiento indeseable por parte del usuario.

En diversas realizaciones, la unidad de estímulo comprende un módulo de carga y un módulo de descarga y electrodos corporales. El módulo de carga está configurado para cargar un condensador equivalente que puede comprender una "capacitancia corporal" inherente al cuerpo de una persona, o un condensador de contención de carga. El módulo de carga está configurado para cargar el condensador equivalente a un nivel de carga que es suficiente para causar, en la descarga, una sensación sensorial, es decir, una sensación de descarga eléctrica o sensación similar a la persona o animal que realiza la actividad. Se supone que la descarga se activa cuando se detecta un desacuerdo entre los valores de posición de un movimiento actual y de un movimiento deseado predeterminado. Se mide el nivel de carga o la tensión del condensador equivalente y se suministra más carga cuando es necesario para mantener un nivel que sea suficiente para proporcionar la descarga eléctrica o una sensación similar.

Por tanto, en realizaciones alternativas pueden proporcionarse diferentes acoplamientos para utilizar acoplamientos de condensadores separados o utilizar la capacitancia corporal inherente de un usuario. También se divulgan acoplamientos eléctricos para proporcionar una señal de estímulo eficiente al usuario, así como la propia señal.

La unidad estimuladora puede estar provista además de un circuito particular para conectar y desconectar un módulo de medición para ahorrar energía al no dejar que la carga eléctrica se escape a través del módulo de medición.

Breve descripción de los dibujos

Para que se entienda fácilmente la manera en que se obtienen las ventajas y objetivos antes mencionados y otros de la invención, se presentará una descripción más particular de la invención, ya descrita brevemente, con referencia a realizaciones específicas de la misma que se ilustran en los dibujos adjuntos.

Entendiendo que estos dibujos representan solo realizaciones típicas de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como una limitación de su alcance, se describirá y explicará la invención con especificidad y detalle adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1a muestra un diagrama de bloques de un dispositivo estimulador de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 1b muestra un diagrama de bloques de un dispositivo estimulador de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 1c muestra un diagrama de bloques de un dispositivo estimulador de acuerdo con otra realización más de la presente invención.

La figura 2a muestra un diagrama de circuito principal de una primera realización básica de un dispositivo estimulador.

La figura 2b muestra un diagrama de circuito principal de una segunda realización básica de un dispositivo estimulador.

La figura 3a muestra un diagrama de circuito principal más detallado del dispositivo estimulador de la figura 2a. La figura 3b muestra un diagrama de circuito principal más detallado del dispositivo estimulador de la figura 2b. La figura 4 muestra un diagrama de flujo sobre las etapas del método para proporcionar retroalimentación de estimulación.

La figura 5 es un diagrama que muestra la tensión en función del tiempo durante un proceso de carga usado en un dispositivo estimulador de acuerdo con una realización de la presente invención.

Descripción detallada

Definiciones

A los efectos de la presente invención, y en el siguiente texto, los siguientes términos se usan con el significado que se explica a continuación.

"Representación de movimiento": Una "representación de movimiento" es una representación normalmente matemática de un movimiento. La representación de movimiento puede incluir representaciones de posición de movimiento lineal y rotacional, velocidad de movimiento y aceleración de movimiento. Por ejemplo, el movimiento puede estar representado por la posición actual de un punto predeterminado en el cuerpo de un usuario, o el movimiento puede estar representado por una pista (de movimiento), véase a continuación.

"Posición": Con el término "posición", tal como se usa en el presente documento, se entiende la posición local física de una unidad de sensor o un objeto pequeño en relación con un punto de referencia cercano, y se expresa usando un sistema de coordenadas adecuado. Normalmente, en el contexto de la presente invención, las posiciones están dentro de la magnitud de 0-5 metros desde el punto de referencia.

"Movimiento no deseado": El término "movimiento no deseado" se usa para indicar un movimiento que no es deseado o comprende una característica no deseada vista desde el punto de vista del usuario y/o su entrenador.

"Rastreador de movimiento corporal": Como se usa en el presente documento, el término "rastreador de movimiento corporal" indica un dispositivo o un sistema, o una pieza de código informático cuando se ejecuta capaz de rastrear uno o más puntos predefinidos del cuerpo de un usuario a lo largo del tiempo, basado en datos de sensores procesados.

"Rastreo": Con el término "rastreo" se entiende la actividad de recopilar y almacenar (grabar) posiciones consecutivas de uno o más puntos predefinidos en el cuerpo de un usuario durante un movimiento.

"Pista de movimiento": Con el término "pista de movimiento" se entiende el resultado de la actividad de rastreo, es decir, la cantidad colectiva de posiciones consecutivas almacenadas de un punto corporal predefinido a lo largo del tiempo, comenzando en un punto de inicio o en una hora de inicio, y terminando en un punto de finalización o en una hora de finalización.

"Pista de movimiento de referencia": Una "pista de movimiento de referencia" es una pista de movimiento deseada que puede usarse para crear un modelo con el que se pueden comparar las representaciones de movimiento de los movimientos.

"Ángulo de rotación": En el espacio bidimensional, el "ángulo de rotación" es una medición de la cantidad, el ángulo, mediante el cual un objeto gira alrededor de un punto fijo. En el espacio tridimensional, la rotación se mide e indica usando ángulos de rotación alrededor de tres ejes de coordenadas.

"Punto corporal predefinido": Con el término "punto corporal predefinido" se entiende un punto en el cuerpo de un usuario que ha sido provisto de medios para facilitar el rastreo de dicho punto, p. ej., una unidad de sensor.

"Inclinación": En el contexto de la presente invención, el término "inclinación" se usa para indicar la orientación de un objeto (inclinación, posición angular) en el espacio. La inclinación puede ser representada por ángulos de cabeceo, guiñada y alabeo o, de manera alternativa, por un vector o eje de inclinación, y un ángulo de rotación alrededor de ese vector o eje, es decir, representación eje-ángulo, véase el Teorema de rotación de Euler.

"Unidad de sensor de movimiento": Se entiende por "unidad de sensor de movimiento" una unidad, acoplable al cuerpo de un usuario, que son capaces de proporcionar información de movimiento, tal como aceleraciones, información que permite determinar la inclinación del sensor y la posición tridimensional o cambios en la misma posición durante un movimiento del usuario, en un sistema de referencia adecuado. La unidad de sensor está concebida para ser lo suficientemente pequeña y ligera como para no interferir con el movimiento del usuario.

"Unidad de control": En el contexto de la presente invención, una "unidad de control" es una unidad que comprende una interfaz hombre-máquina para operar un dispositivo, también suele comprender medios de comunicación inalámbrica para comunicarse con el procesador y/o la unidad de sensor de movimiento.

"Muestra": En el contexto de la presente invención, el término "muestra" se usa para indicar un estado calculado de la unidad de sensor de movimiento en un momento particular en el tiempo y puede incluir representaciones de lineal y/o rotacional: posición de movimiento, velocidad de movimiento y aceleración de movimiento calculadas por el procesador en función de los datos de sensor de movimiento de la unidad del sensor de movimiento y también en función de un marco de referencia, es decir, un sistema de coordenadas. Asociado con la muestra hay un número de muestra y/o un tiempo de muestra.

"Procesador": En el contexto de la presente invención, el término "procesador" se usa para indicar un sistema de procesador, independientemente de si comprende uno o más procesadores lógicos o físicos, si nada más se menciona explícitamente.

"Memoria": En el contexto de la presente invención, el término "memoria" se usa para indicar un sistema de memoria independientemente de si comprende una o más memorias lógicas o físicas, si nada más se menciona explícitamente.

"Estimulador": En el contexto de la presente invención, el término estimulador se usa para indicar un dispositivo, acoplable al cuerpo de una persona o animal, y al recibir una orden, capaz de provocar un estímulo perceptible por esa persona o animal.

"Movimiento": Con el término "movimiento" se entiende cualquier movimiento corporal realizado por una persona, compuesto o simple, puede ser un movimiento de una o más de sus extremidades, torso o centro de gravedad. Cualquier posible ambigüedad debe resolverse por el contexto en el que se usa el término. El término también se usa para indicar el movimiento detectado por un sensor. Los ejemplos de movimientos incluyen porciones o saltos de altura completos, salto con pértiga, lanzamiento de martillo, lanzamiento de jabalina, saltos de gimnasia, movimientos de coreografía, movimientos de animadoras, bateo de béisbol, lanzamiento de béisbol, swing de golf, golpe corto.

La unidad de estímulo está configurada para administrar el estímulo con un retraso muy corto, preferentemente, menos de 50 ms, o más preferentemente menos de 20 ms, o más preferentemente menos de 10 ms. El estímulo también debe ser distinto.

Para poder administrar el estímulo, es decir, una descarga eléctrica, con poca antelación, se proporciona un dispositivo estimulador de ayuda al entrenamiento como se describe en la figura 1a. El diagrama de bloques de la figura 1a muestra un dispositivo estimulador de acuerdo con una realización de la presente invención. Un procesador 110 está conectado a una memoria 120. Además, el procesador está conectado a un módulo de carga 125 para dar instrucciones al módulo de carga 125 para que cargue. El módulo de carga 125 está conectado a un primer electrodo corporal 135 para proporcionar carga para cargar una capacitancia corporal conectada a través del primer electrodo corporal 135. El módulo de carga 125 puede conectarse al primer electrodo corporal a través de un módulo de medición de impedancia 155, esto se discutirá más adelante.

Además, el procesador 110 está conectado a un interruptor de medición 130. El interruptor de medición se controla por el procesador para conectar y desconectar un módulo de medición de tensión 150 al primer electrodo corporal 135 en ciertos momentos. La temporización de la conexión y desconexión respectivamente del módulo de medición al primer electrodo corporal 135 se explicará más adelante. El procesador 110 está además conectado a un módulo de descarga 160 para controlar la administración de una descarga de la capacitancia corporal conectada a través del primer electrodo corporal 135 y un segundo electrodo corporal 137. El módulo de interruptor de descarga 160 está configurado para conectar el segundo electrodo corporal 137 a tierra cuando se lo ordene el procesador 110, para causar efectivamente una descarga a través de la piel de un sujeto usando el estimulador.

El diagrama de bloques de la figura 1b muestra un dispositivo estimulador de acuerdo con la segunda realización de la presente invención. Un procesador 110 está conectado a una memoria 120. Además, el procesador está conectado a un módulo de carga de condensador 125 para cargar un condensador de contención de carga 139, C1. Un primer electrodo del condensador de contención de carga está conectado al módulo de carga de condensador 125. Un segundo electrodo del condensador de contención de carga 139, C1 está conectado a tierra. Además, el procesador 110 está conectado a un interruptor de medición 130. El interruptor de medición se controla por el procesador para conectar y desconectar un módulo de medición de tensión 150 al primer electrodo del condensador de contención de carga 139, C1 en determinados momentos. C1 está dimensionado para poder contener una carga suficiente para poder causar una sensación de retroalimentación claramente perceptible con el usuario, cuando se descarga C1.

La temporización de la conexión y desconexión respectivamente del módulo de medición de tensión 150 al primer electrodo del condensador de contención de carga 139 se explicará más adelante.

El procesador 110 está además conectado a un módulo de descarga 161 para controlar la administración de una descarga del condensador de contención de carga 139 conectado a través de un segundo electrodo corporal 137, la piel 140 de un usuario y un primer electrodo corporal 135. El módulo de descarga 161 está dispuesto para conectar el segundo electrodo corporal al primer electrodo del condensador de contención de carga 139, posiblemente a través de un módulo de medición de impedancia 155, tras recibir esa orden desde el procesador 110. El primer electrodo corporal 135 en esta realización preferentemente conectado a tierra.

Una ventaja de este acoplamiento es que la carga depositada en el condensador de contención de carga 139 puede mantenerse aislada del cuerpo hasta la descarga y, por tanto, aislada del riesgo de una posible fuga eléctrica asociada con el tejido biológico.

La figura 1c se describirá más adelante en el contexto de las mediciones de impedancia.

Las figuras 2a y 3a muestran diagramas de cableado principales alternativos para un primer circuito y un segundo circuito capaces de proporcionar un estímulo eléctrico de biorretroalimentación distinto a la piel de un usuario. La figura 2a muestra un circuito estimulador que comprende un primer electrodo 135 y un segundo electrodo 137 diseñados para hacer contacto con la piel de un usuario. Dichos primer y segundo electrodos también pueden denominarse electrodos para la piel. La energía a un nivel de tensión bajo se suministra en V^suministro. La tensión baja normalmente es CC (corriente continua) suministrada por una batería que se eleva en un dispositivo transformador 138 a un nivel más alto, V^dentro. En diversas realizaciones, el dispositivo transformador 138 comprende un convertidor de CC a CC o un convertidor de energía eléctrica. Se proporciona un diodo 199 después del dispositivo transformador 138 y se conecta al punto de conexión V^dentro. Un interruptor de medición 130 se conecta entre V^dentroy un primer resistor R1 de un divisor de tensión. El divisor de tensión está formado por el primer resistor R1 y un segundo resistor R2. Un convertidor de analógico a digital ADC se conecta entre los resistores R1 y R2 y podría decirse que constituye un módulo de medición de tensión 150 junto con estos resistores. El interruptor de medición 130 se conecta y controla por una señal MEDIR del procesador 110. Se ha ideado un modelo eléctrico para el circuito estimulador unido a la piel humana. El modelo incluye una capacitancia del cuerpo, C^cuerpo, y una resistencia R^cuerpode la piel entre dicho primer electrodo 135 y dicho segundo electrodo 137.

El circuito estimulador comprende además un interruptor de descarga 161 para controlar una descarga de retroalimentación también denominada estímulo eléctrico de biorretroalimentación. El interruptor de descarga 161 se conecta entre el segundo electrodo para la piel 137 y la tierra para proporcionar un drenaje de descarga cuando se activa mediante una señal de activación desde la salida de activación, TRG, del procesador. Cuando se aplica una tensión en V^suministroy aumentó en el dispositivo transformador 138 la capacitancia del cuerpo, C^cuerpo, se cargará a un nivel predeterminado. El nivel real se mide aplicando la señal MEDIR y leyendo una señal de tensión en el divisor de tensión en ADC. Puede usarse un convertidor de analógico a digital para proporcionar al procesador 110 la lectura real del nivel de tensión. Cuando se alcanza el nivel predeterminado, el procesador 110 está listo para proporcionar una señal en TRG para abrir el interruptor de descarga 161. Como resultado, la capacitancia C^cuerpose descarga y la persona que lleva dicho primer electrodo 135 y dicho segundo electrodo 137 experimenta un pulso.

La señal TRG se retrasa hasta que se presente una condición específica. Una descarga continua a través del primer resistor R1 y segundo resistor R2 se evita en la realización que se muestra en la figura 2a al abrir el interruptor de medición 130. En la realización que se muestra en la figura 3a, una implementación del interruptor de medición 130 comprende un primer transistor 165 conectado en una entrada de control a un primer resistor de control 167 que recibe la señal MEDIR. En una manera similar, el interruptor de descarga 161 comprende un segundo transistor 168 conectado en una entrada de control a un segundo resistor de control 169 previsto para recibir la señal TRG desde el procesador. No obstante, habrá algunas descargas continuas menores desde C^cuerpo, pero mediante una carga de mantenimiento o soporte como se describe a continuación con referencia a la figura 4 y la figura 5, este problema puede evitarse.

El proceso de carga de mantenimiento (cargo de soporte o carga de recarga) se inicia en el bloque 205 y la carga se inicia en el bloque 210. El procesador 110 luego aplica la señal MEDIR al interruptor de medición y la tensión sobre el segundo resistor R2 se mide en el bloque 215. En el bloque 220 se comprueba si se alcanza un primer nivel de tensión predefinida. Si no se alcanza el primer nivel de tensión predefinida, continúa la carga en el bloque 210. Si se alcanza el primer nivel de tensión predefinida, el procesador espera continuamente una condición para una descarga de retroalimentación en el bloque 225. Cuando se presenta una condición para la descarga, el módulo de descarga 160 se activa en el bloque 230. A continuación, el dispositivo se detiene en el bloque 232. Si no hay condición para la descarga, el procesador entra en una condición de espera durante un período de tiempo predeterminado en el bloque 235.

Luego, el procesador verifica si el proceso completo ha terminado en el bloque 240. Si el proceso ha terminado, la carga de la capacitancia corporal se disipa lentamente y el dispositivo se detiene en el bloque 232. Si el proceso aún está en funcionamiento (el movimiento continúa), el módulo de medición de tensión 150 se activa en el bloque 242 y se verifica en el bloque 245 si la tensión del divisor de tensión R1, R2 ha caído a o por debajo de un segundo nivel predeterminado, véase la figura 5. Si la tensión no ha caído hasta o por debajo de dicho segundo nivel predeterminado, el módulo de medición se apaga en el bloque 246 y el proceso vuelve al bloque 235.

Si la tensión ha caído a o por debajo de dicho segundo nivel predeterminado, el módulo de medición se apaga en el bloque 248 para conservar la carga. Luego se activa la carga de mantenimiento en el bloque 250. La carga de mantenimiento se mantiene durante un período de tiempo predeterminado después del cual se activa el módulo de medición de tensión 150 en el bloque 252. En el bloque 254 se comprueba si se alcanza el primer nivel de tensión predefinida. Si no se alcanza el primer nivel de tensión predefinida, el módulo de medición se desconecta en el bloque 248 y continúa la carga de mantenimiento en el bloque 250. Si se alcanza el primer nivel de tensión predefinida, el módulo de medición se desconecta en el bloque 246 y el proceso vuelve al bloque 235.

Las figuras 2b y 3b muestran diagramas de cableado principales correspondientes para realizaciones en donde un módulo de interruptor de descarga 161 está dispuesto eléctricamente cerca del primer electrodo 135, aislando así efectivamente el cuerpo de la tensión de carga y un condensador de contención de carga 139, C1.

El diagrama de la figura 5 muestra un diagrama de tensión frente a tiempo durante los procesos de carga y carga de mantenimiento descritos anteriormente con referencia a la figura 4. Un proceso de carga principal correspondiente al bloque de carga 210 se inicia en el tiempo T1. Cuando se alcanza el primer nivel de tensión predeterminado, comienza un proceso de descarga.

La línea de puntos indica la descarga que se produciría, si se omite el interruptor de medición 130. El nivel de tensión en ese caso pronto alcanzaría un nivel donde el usuario no sentiría una descarga controlada de la manera prevista. Como resultado de que el módulo de medición de tensión 150 mide un nivel de tensión bajo, en su lugar, se iniciará una carga de soporte o mantenimiento cuando el nivel de tensión caiga a o por debajo del segundo nivel. Tan pronto como se alcanza de nuevo el primer nivel de tensión, se detiene la carga. La caída de tensión entre el primer nivel y el segundo nivel está en un nivel que no perjudicará la descarga de retroalimentación. La carga de soporte o mantenimiento se iniciará repetidamente cuando el nivel de tensión alcance el segundo nivel.

Módulo de carga

La estructura interna del módulo de carga 125 y el módulo de carga de condensador 125 pueden incluir preferentemente un circuito de transformación de tensión para aumentar la tensión de la batería de unos pocos voltios a una tensión de carga adecuada de quizás hasta un par de cientos de voltios.

Estructura de la señal estimulante

El estimulador está configurado para proporcionar la señal estimulante como un tren de pulsos de uno o más pulsos. El procesador y/o el módulo interruptor de descarga 160, 161 pueden configurarse para liberar la descarga en forma de un solo pulso. Sin embargo, los inventores han descubierto sorprendentemente que una señal de estímulo de dos a cuatro pulsos de 1 -10 milisegundos de duración y períodos de 5 - 20 milisegundos de tensión cero entre ellos puede generar una sensación adecuada para su propósito. Por tanto, el estimulador puede configurarse para proporcionar una tensión de descarga preferentemente en el intervalo de 2 V a 450 V, y más preferentemente en el intervalo de 200 a 450 V. El estimulador puede configurarse para proporcionar una señal de estímulo que no viole los requisitos legales para equipos médicos.

Mediciones de impedancia corporal

El estimulador puede además estar provisto de un módulo de medición de impedancia corporal para medir la impedancia corporal entre los dos electrodos para la piel 135, 137. El módulo de medición de impedancia corporal 155 está acoplado al procesador y también al primer y segundo electrodos corporales o a un electrodo y a tierra. Las disposiciones topológicas preferidas se muestran en la figura 1a, 1b y 1c.

La figura 1a muestra un diagrama de bloques de un estimulador donde un módulo de medición de impedancia 155 dispuesto eléctricamente entre el módulo de carga 125 y el primer electrodo corporal 135. El procesador está configurado para controlar el módulo de carga 125 para proporcionar una tensión pulsada que puede usarse para medir. El procesador se configura preferentemente para controlar el módulo de interruptor de descarga 160 conectado a tierra para permitir que la corriente fluya en este caso.

La figura 1b muestra un diagrama de bloques de un estimulador donde un módulo de medición de impedancia 155 está dispuesto eléctricamente entre el módulo de descarga 161 y un electrodo corporal 137. El dispositivo se configura de manera que el módulo de carga proporciona una tensión baja, normalmente aproximadamente 5 voltios, para permitir que el módulo de medición de impedancia mida la impedancia. El dispositivo se configura de manera que el módulo de descarga conecta el módulo de carga y el módulo de medición de impedancia para permitir que fluya la corriente.

La figura 1c muestra un diagrama de bloques de un estimulador donde un módulo de medición de impedancia 155 está dispuesto eléctricamente entre el módulo de carga 125 y el módulo de descarga 161. En este caso, el dispositivo estimulador se configura para permitir que el módulo de interruptor de descarga 161 conecte el módulo de medición de impedancia 155 al electrodo 137 y la corriente fluya desde el módulo de carga y el condensador de contención de carga 139 a través del interruptor y al electrodo corporal 137 a través de la porción de piel del cuerpo y al electrodo 135 y a tierra_

El procesador se configura preferentemente para adaptar la tensión de la señal de estímulo en función de las mediciones de la impedancia corporal del módulo de medición de impedancia corporal.

Por ejemplo, el procesador puede usar una medición de impedancia más alta para dirigir el módulo de carga de condensador 125 para proporcionar una tensión más alta para producir una corriente de estímulo equivalente a un caso de impedancia corporal más baja y de tensión más baja. El módulo de medición de impedancia corporal puede realizarse como un módulo separado o puede realizarse usando el módulo de medición de tensión 150 y proporcionando una señal de medición a través del módulo de carga de condensador. El módulo de carga de condensador 125 en tal caso está configurado para proporcionar tal señal de medición.

Si bien ciertas realizaciones ilustrativas de la invención se han descrito en particular, se entenderá que otras diversas modificaciones serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia sin apartarse del alcance de la invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas al presente.

Leyenda

100 Estimulador

110 Procesador

120 Memoria

125 Módulo de carga

130 Interruptor de medición

135 Primer electrodo para la piel

137 Segundo electrodo para la piel

138 Dispositivo transformador

139, C1 Condensador de contención de carga

140 Porción de piel del cuerpo

150 Módulo de medición de tensión

152 Convertidor de analógico a digital

155 Módulo de medición de impedancia

160 Módulo de descarga

161 Módulo de interruptor de descarga

165 Primer transistor (Interruptor de medición)

167 Primer resistor de control (Interruptor de medición)

168 Segundo transistor (Interruptor de descarga)

169 Segundo resistor de control (Interruptor de descarga)

199 Diodo

C0 Condensador

R1, R2, etc Resistencias

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un estimulador de ayuda al entrenamiento (100) que comprende

- un primer electrodo para la piel (135) para hacer contacto eléctrico con el cuerpo de un usuario, y

- un segundo electrodo para la piel (137) para hacer contacto eléctrico con el cuerpo de un usuario,

- un módulo de carga (125) conectado a un condensador equivalente (135, C^cuerpo, 139),

- un módulo de interruptor de descarga (160, 161) para controlar una descarga de retroalimentación de una carga eléctrica,

- un procesador (110) conectado al módulo de carga (125) para controlar la carga del condensador equivalente, a un primer nivel de tensión predeterminado,

en donde el procesador está además conectado al módulo de descarga (160, 161) para controlar una descarga de retroalimentación a través de la piel mediante el primer y el segundo electrodos (135, 137),

en donde el estimulador de ayuda al entrenamiento comprende además un módulo de medición de tensión (150) para medir el nivel de carga de dicho condensador equivalente y,

en donde el procesador (110) está configurado para mantener el estimulador de ayuda al entrenamiento listo para descargar, midiendo repetidamente el nivel de carga de dicha capacitancia equivalente y proporcionando una carga de mantenimiento activando el módulo de carga (125) cuando la tensión del condensador equivalente está en un segundo nivel de tensión predeterminado o por debajo del mismo,

caracterizado por que

el estimulador de ayuda al entrenamiento comprende además un módulo de medición de impedancia corporal (155) configurado para medir la resistencia del cuerpo del usuario usando el estimulador de ayuda al entrenamiento, en donde el procesador está configurado para adaptar la tensión de la descarga de retroalimentación en función de la resistencia corporal medida.

2. El estimulador de ayuda al entrenamiento (100) de la reivindicación 1, en donde el estimulador está configurado para manipular el condensador equivalente como si estuviera constituido por una porción principal de la capacitancia corporal inherente, C^cuerpo, de un usuario.

3. El estimulador de ayuda al entrenamiento (100) de la reivindicación 1, en donde el condensador equivalente es un condensador (139).

4. El estimulador de ayuda al entrenamiento (100) de la reivindicación 3, en donde el módulo de interruptor de descarga (160, 161) está dispuesto en el acoplamiento eléctrico entre el condensador (139) y cualquier electrodo para la piel (135, 137) aislando efectivamente el cuerpo del usuario del condensador, cuando no descarga.

5. El estimulador de ayuda al entrenamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un interruptor de medición (130) para conectar y desconectar el módulo de medición de tensión (150), en donde el procesador (110) está configurado además para encender y apagar repetidamente dicho interruptor de medición (130).

6. El estimulador de ayuda al entrenamiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el estimulador está configurado para proporcionar una señal de descarga que comprende un pulso cerrando y abriendo una vez el interruptor de descarga (160, 161).

7. El estimulador de ayuda al entrenamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el estimulador está configurado para proporcionar una señal de descarga que comprende dos o más pulsos al cerrar y abrir repetidamente el interruptor de descarga (160, 161).

8. El estimulador de ayuda al entrenamiento de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el estimulador está configurado para proporcionar una señal de descarga que comprende dos, tres o cuatro pulsos de 1 - 10 milisegundos de duración y entremedias períodos de 5 - 20 milisegundos de tensión cero.

9. El estimulador de ayuda al entrenamiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el módulo de medición de impedancia corporal 155 está dispuesto eléctricamente de tal manera que el módulo de carga puede usarse para proporcionar una tensión de prueba para la medición.

10. Un método para mantener un estimulador de ayuda al entrenamiento (100) preparado para administrar un estímulo eléctrico de biorretroalimentación al cuerpo de un usuario a través de electrodos corporales, comprendiendo el método las siguientes etapas:

- aplicar (210) una tensión de carga a un condensador equivalente;

- medir (215), usando un módulo de medición de tensión (150), una tensión sobre dicho condensador equivalente, correspondiendo dicha tensión a un nivel de carga;

- desconectar (220) el módulo de medición de tensión (150) cuando se alcanza un primer nivel de tensión;

- esperar (235) un periodo de tiempo predeterminado;

- reconectar el módulo de medición y proporcionar carga de mantenimiento si un nivel de tensión medido está en o por debajo de un segundo nivel de tensión,

caracterizado por:

- medir, por medio de un módulo de medición de impedancia corporal (155) del estimulador de ayuda al entrenamiento (100), la resistencia corporal del usuario, y

adaptar la tensión del estímulo eléctrico de biorretroalimentación en función de la resistencia corporal medida.