ES2968385T3

ES2968385T3 - Parche electrónico externo para acelerar la curación o regeneración ósea después de un traumatismo

Info

Publication number: ES2968385T3
Application number: ES19703201T
Authority: ES
Inventors: Elad Yakobson; Shlomo Barak
Original assignee: Pulsar Medtech Ltd
Current assignee: Pulsar Medtech Ltd
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2039-01-18
Also published as: EP4257180A3; JP7443246B2; CA3088298A1; EP3740275B1; EP3740275C0; US20210361965A1; JP2021511187A; CN111836664B; WO2019142196A1; EP4257180A2; EP3740275A1; CN111836664A; IL276130A

Abstract

Un parche electrónico para estimular la curación de tejido en un sitio objetivo, lo suficientemente flexible como para adaptarse generalmente a una superficie corporal adyacente al sitio objetivo, que comprende: a) una batería o una disposición de múltiples baterías de menos de 5 mm de espesor; b) un condensador en serie con una bobina; c) circuito generador de pulsos, alimentado por la batería o baterías, que cambia repetidamente el voltaje a través del capacitor y la bobina, para producir pulsos de corriente en la bobina, produciendo la corriente un campo electromagnético en el sitio objetivo para estimular la curación del tejido durante el pulso período, la mayor parte de la energía del campo electromagnético proviene del capacitor al comienzo del período del pulso y regresa al capacitor al final del período del pulso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Parche electrónico externo para acelerar la curación o regeneración ósea después de un traumatismo

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención, en algunas realizaciones de la misma, está relacionada con el campo de los dispositivos para mejorar la curación de tejidos. Más particularmente, la invención está relacionada con un parche electrónico aplicado externamente a una extremidad lesionada para promover la curación y regeneración ósea.

Las fracturas son tipos muy comunes de traumatismo corporal. En los Estados Unidos se producen aproximadamente 5.6 millones de fracturas cada año. En Inglaterra, la incidencia de fracturas para todos los grupos de edad es del 3.6% cada año. Además, se sugiere que >33% de las personas experimentarán una fractura a lo largo de su vida. Las fracturas óseas pueden tratarse de forma conservadora o de forma quirúrgica. El tratamiento quirúrgico comprende diferentes métodos de fijación de los huesos rotos, como clavos colocados internamente o alfileres incorporados en un bastidor externo (fijación externa). El tratamiento no quirúrgico o conservador suele implicar diferentes tipos de yesos o escayolas. Una proporción notable de las fracturas se trata de forma conservadora con inmovilización con yeso.

Mientras tanto, entre el 5% y el 10% de estas fracturas muestran retraso en la curación o no consolidación o pseudoartrosis. Los retrasos en las uniones o las malas uniones/no consolidaciones a menudo requieren intervención adicional y pueden provocar complicaciones graves, como dolor y limitaciones funcionales. Suele ser necesaria una nueva operación invasiva y costosa para promover la curación del hueso. Para reducir el riesgo sustancial de discapacidad y los costes socioeconómicos, el desarrollo de un método para acelerar la curación de las fracturas es cada vez más importante. En algunos casos también es necesaria una intervención quirúrgica. Un procedimiento quirúrgico para fijar internamente huesos fracturados con implantes biocompatibles y duraderos tiene una amplia aceptación, reduciendo al mismo tiempo la incidencia de no consolidación o pseudoartrosis y de mala consolidación de los huesos rotos. Sin embargo, los huesos fijados internamente con dichos implantes son susceptibles de daños en músculos y nervios debido a la presencia de los implantes y tienen un tiempo de recuperación prolongado.

La Patente de EE.UU. No. 6,261,221 a Tepper et al describe un sistema de terapia PEMF (de campo electromagnético pulsado, del inglés pulsed electromagnetic field) que utiliza un transductor PEMF de bobina única para generar señales de estimulación PEMF. La bobina tiene un funcionamiento "bifásico", de modo que la corriente fluye a través de ella en dos direcciones. Un circuito de excitación recupera la energía de retorno de la bobina del transductor y descarga tensión a un circuito de capacitancia de recuperación de energía. De este modo, el transductor se energiza y desenergiza para proporcionar el campo electromagnético. El transductor de bobina única puede fabricarse sobre un sustrato flexible y el cableado puede conformarse con técnicas de circuitos impresos. Los mismos conceptos se pueden aplicar a bobinas conectadas en serie. Un sistema similar se describe en la patente europea relacionada No. EP 1059965 B1, y en la patente de EE.UU. relacionada No. 6,132,362.

Dos patentes de EE.UU. relacionadas, la patente de EE.UU. No. 5,951,459 y la patente de EE.UU. No. 6,179,772, ambas a Blackwell, describen un aparato PEMF (de campo electromagnético pulsado) electrónico portátil que comprende una bobina PEMF, una fuente de alimentación y medios de conmutación electrónicos contenidos en el mismo. La fuente de alimentación junto con los medios de conmutación proporcionan energía eléctrica periódica a la bobina PEMF. La fuente de alimentación comprende una batería, una fuente de tensión regulada y una fuente de tensión no regulada procedente de la batería y un circuito de conmutación electrónico, alimentado por la tensión regulada, para conectar eléctricamente la fuente de tensión no regulada a la bobina. La Figura 4A, de ambas patentes, ilustra una realización del conjunto de bobina PEMF en la cual la bobina está conectada en paralelo con un condensador.

La solicitud de patente de EE.UU. 2014/0371802, a Mashiach et al, describe una unidad de control de dispositivos médicos, la cual puede incluir al menos un dispositivo de procesamiento, un circuito acoplado eléctricamente al al menos un dispositivo de procesamiento y una carcasa flexible configurada para contener el al menos un dispositivo de procesamiento y el circuito. La solicitud de patente publicada de EE.UU. 2017/0021172 A1, a Perez et al, describe un dispositivo portátil para suprimir el apetito o el hambre en un paciente, que incluye un microprocesador, un estimulador eléctrico y al menos un electrodo configurado para administrar estimulación eléctrica a la epidermis. El dispositivo incluye una almohadilla, en la cual está dispuesto el electrodo, para la colocación segura del dispositivo sobre una superficie de la piel de un paciente.

La patente de EE.UU. No. 10,376,708, "Bone Enhancement Device and Method," (“Dispositivo y método de mejora ósea”) a Moshe Neumann, Roni Daffan, and Joseph Shechter, describe un circuito de ahorro de energía configurado para terapia ortopédica electromagnética, comprendiendo el circuito:

una bobina diseñada para producir un campo electromagnético terapéutico ortopédico;

un condensador en serie con la bobina;

uno o más interruptores en serie con el condensador; y

un controlador para:

controlar los interruptores para mantener el condensador en un primer valor de tensión durante una fase sin pulsos, en la que no se produce ningún campo electromagnético;

controlar los interruptores para cargar el condensador a un segundo valor de tensión, siendo el segundo valor de tensión igual al primer valor de tensión, teniendo el segundo valor de tensión una carga opuesta al primer valor de tensión; y

controlar los interruptores para seguir cargando el condensador desde el segundo valor de tensión de vuelta al primer valor de tensión, produciéndose la carga adicional durante un período de tiempo de una fase de pulsos, donde la carga y la carga adicional del condensador comprenden hacer pasar una corriente a través de la bobina para producir el campo electromagnético, estando la corriente relacionada con una caída de tensión a través de la bobina de aproximadamente dos veces la primera tensión.

La publicación de solicitud de patente No. 2006/212077 a Pilla et al describe, en la Figura 2, "Formas de onda configuradas por el circuito de control en miniatura 201... dirigidas a un dispositivo generador 203 como por ejemplo bobinas eléctricas a través del conector 202. El dispositivo generador 203 suministra un campo magnético pulsante que se puede usar para proporcionar tratamiento a una estructura de vía objetivo como por ejemplo tejido."

La patente de EE.UU. 4,574,809 a Talish et al, “Portable Non-Invasive Electromagnetic Therapy Equipment” (“Equipo portátil de terapia electromagnética no invasiva") describe "una estructura de bobina embebible en el yeso que incluye un único conector, diseñado para la exposición externa de un yeso completo y para montaje no permanente y conexión eléctrica a una unidad generadora de señales portátil recargable, ligera y autónoma. La unidad generadora de señales se monta en el yeso sólo durante los períodos de tratamiento terapéutico, y se monta de forma no permanente en una unidad de carga menos portátil en intervalos entre períodos de tratamiento terapéutico".

La patente de EE.UU. No. 4,998,532 a Griffith describe "Un aparato no invasivo portátil para la estimulación electroterapéutica de curación de tejidos y huesos que un paciente puede llevar puesto y transportar fácilmente". Griffith afirma que "un transductor de tipo bobina es el más preferido para tratar fracturas óseas profundas" y compara la potencia necesaria usando "bobinas emparejadas de Helmholtz, bobina simple, bobina simple oblicua a la fractura o solenoide".

Los siguientes artículos describen estudios controlados sobre la eficacia del PEMF para el tratamiento de fracturas óseas: Hong-fei Shi et al, "Early application of pulsed electromagnetic field in the treatment of postoperative delayed union of long-bone fractures: a prospective randomized controlled study,” (“Aplicación temprana de campo electromagnético pulsado en el tratamiento del retraso en la unión posoperatoria de fracturas de huesos largos: un estudio controlado aleatorizado y prospectivo,") BMC Musculoskeletal Disorders 2013, 14:35; Milica Lazovic et al, “Pulsed Electromagnetic Field During Cast Immobilization in Postmenopausal Women with Colles’ Fracture,” ("Campo electromagnético pulsado durante inmovilización con yeso en mujeres posmenopáusicas con fractura de Colles,") Srp Arh Celok Lek. 2012 Sep-Oct:140(9-10):619-624; y Aggelos Assiotis et al, “Pulsed electromagnetic fields for the treatment of tibial delayed unions and nonunions. A prospective clinical study and review of the literature,” ("Campos electromagnéticos pulsados para el tratamiento del retraso en las uniones tibiales y las no consolidaciones o pseudoartrosis. Un estudio clínico prospectivo y revisión de la literatura,") Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2012, 7:24.

Los siguientes artículos proporcionan revisiones de la literatura sobre el tratamiento con PEMF de fracturas óseas: Jeremy J. Cook et al, “Healing in the New Millenium: Bone Stimulators,” ("La curación en el nuevo milenio: estimuladores óseos,") Clin Podiatr Med Surg 32 (2015) 45-59; B. Chalidis et al, “Stimulation of Bone Formation and Fracture Healing with Pulsed Electromagnetic Fields: Biologic Responses and Clinical Implications,” ("Estimulación de la formación de hueso y curación de fracturas con campos electromagnéticos pulsados: respuestas biológicas e implicaciones clínicas,") International Journal of Immunopathology and Pharmacology 24, no. 1 (S2), 17-20 (2011); y Carlo Galli et al,”The Use of Pulsed Electromagnetic Fields to Promote Bone Responses to Biomaterialsin Vitroandin Vivo’’("El uso de campos electromagnéticos pulsados para promover respuestas óseas a biomaterialesin vitroein vivo,")International Journal of Biomaterials 2018, ID del artículo 8935750, 15 páginas.

Antecedentes de la técnica adicionales incluyen la patente de EE.UU. No. 5,413,596 a Kronberg, la patente de EE.UU. No. 6,792,313 a Nachum, la patente de EE.UU. No. 7,043,308 a Cohen, la solicitud de patente publicada en China CN203898943 a Sun Zechuan (Resumen en inglés), la solicitud de patente publicada en Corea del Sur No. KR2016/0131716 a Ku Jeong Hun et al (Resumen en inglés).

Compendio de la invención

La invención se define en la reivindicación 1. Aspectos y realizaciones preferidas adicionales se definen en las reivindicaciones adjuntas. Los aspectos, realizaciones y ejemplos de la presente divulgación que no entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas no forman parte de la invención y se proporcionan simplemente con fines ilustrativos. Además, los métodos presentados en la presente descripción se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no forman parte de la presente invención.

Breve descripción de las varias vistas del/de los dibujo(s)

En el presente documento se describen algunas realizaciones de la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos. Con referencia específica ahora a los dibujos en detalle, se destaca que los detalles mostrados son a modo de ejemplo y con fines de exposición ilustrativa de realizaciones de la invención. A este respecto, la descripción tomada junto con los dibujos hace evidente para los expertos en la técnica cómo se pueden poner en práctica las realizaciones de la invención.

En los dibujos:

La Figura 1 es una vista superior esquemática de un parche electrónico con una única bobina, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 2 es una vista lateral esquemática del parche electrónico mostrado en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista lateral esquemática del parche electrónico mostrado en la Figura 1, colocado en su sitio en la superficie de un paciente adyacente a una zona de hueso fracturado, que muestra líneas de campo magnético del campo electromagnético generado por la bobina;

La Figura 4A es una vista superior esquemática de un parche electrónico con dos bobinas, en una configuración plana no enrollada antes de ser colocado en un paciente, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 4B es una vista superior esquemática de otro diseño para un parche electrónico con dos bobinas, en una configuración plana no enrollada, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 4C es una vista superior esquemática de varias variantes del diseño de la Figura 4B, con la batería y el paquete de electrónica colocados en diferentes posiciones, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 5 es una vista lateral esquemática del parche electrónico mostrado en la Figura 4A, en la Figura 4B, o en la Figura 4C, enrollado alrededor de la extremidad de un paciente con una zona de hueso fracturado, que muestra líneas de campo magnético del campo electromagnético generado por las bobinas;

La Figura 6 es un diagrama de circuito esquemático que ilustra el principio de funcionamiento de un circuito resonante de ahorro de energía que puede usarse para el parche electrónico de la Figura 1, de la Figura 4A, de la Figura 4B, o de la Figura 4C, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra el funcionamiento del circuito resonante de ahorro de energía de la Figura 6;

La Figura 8 es un gráfico esquemático de la corriente a través de la bobina y la tensión a través del condensador, en función del tiempo, durante el funcionamiento del circuito resonante de ahorro de energía de la Figura 6, durante unos pocos pulsos;

La Figura 9 es una vista lateral esquemática de un parche electrónico de dos bobinas enrollado alrededor de una parte cilíndrica del cuerpo, por ejemplo una extremidad, en el que los cambios en la distancia entre las bobinas se pueden detectar usando corriente en una bobina para inducir una tensión fem en la otra bobina, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 10 es un diagrama de flujo que muestra cómo se puede utilizar el parche electrónico de la Figura 9 para ajustar la intensidad del campo electromagnético en una zona objetivo a un valor especificado, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 11 es una vista lateral esquemática de un parche electrónico, similar al parche de la Figura 1 o de las Figuras 4A-4C, colocado en su sitio en una parte del cuerpo con una zona de hueso fracturado, debajo de un yeso, que muestra un enlace de comunicaciones inalámbricas y diferentes sensores y un dispositivo para activar y desactivar el parche electrónico, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

La Figura 12 es un diagrama de flujo para eventos que ocurren en el uso de un parche electrónico, como los que se muestran en la Figura 1 y en las Figuras 4A-4C, para tratamiento de tejido;

La Figura 13 es un diagrama de circuito para un circuito resonante de ahorro de energía que podría ser utilizado por los parches electrónicos de la Figura 1, de la Figura 4A, de la Figura 4B, o de la Figura 4C para generar campos electromagnéticos pulsados, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención;

Las Figuras 14 y 15 son diagramas de bloques que muestran cómo un parche electrónico puede utilizar su bobina como receptor de radio para recibir comunicaciones, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención; y La Figura 16 es un gráfico de señales de onda cuadrada que se utilizan para impulsar la generación de campos electromagnéticos pulsados mediante un parche electrónico, así como un gráfico de la corriente que genera los campos pulsados, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención.

Descripción de realizaciones específicas de la invención

Un aspecto de algunas realizaciones de la invención se refiere a un parche electrónico que produce campos electromagnéticos pulsados para promover la curación de tejido, y que opcionalmente utiliza un circuito resonante de ahorro de energía para reciclar energía del campo de un pulso al siguiente, permitiendo potencialmente que se pueda utilizar una batería más pequeña y más delgada, permitiendo que el parche sea delgado y flexible.

Un aspecto de algunas realizaciones de la invención se refiere a un parche electrónico que se coloca en el exterior del cuerpo, con una bobina, o dos bobinas, colocadas por ejemplo en lados diferentes de una extremidad, o más de dos bobinas, que producen repetidamente campos magnéticos pulsados en una zona objetivo adyacente al parche dentro del cuerpo. Los campos magnéticos pulsados inducen un campo eléctrico cambiante en la zona objetivo, que se cree que mejora la curación del tejido. El circuito resonante transfiere de manera muy eficiente la energía del campo electromagnético de cada pulso convirtiéndola en energía electrostática de un condensador, la cual puede almacenarse casi sin pérdidas y ser convertida nuevamente en energía de campo electromagnético en el siguiente pulso. Por ejemplo, en cada pulso se recicla más del 50% de la energía del campo, o más del 90%, o más del 95%, o más del 99%, o más del 99,9%. Opcionalmente, la energía del campo se convierte y se almacena de manera tan eficiente que las pérdidas de energía dominantes son las pérdidas óhmicas de la bobina.

El circuito resonante también funciona de tal manera que no hay corriente, o hay corriente muy baja, en la bobina entre pulsos, por lo que las pérdidas óhmicas son casi las mínimas posibles. Por ejemplo, la corriente entre pulsos está en el rango de 30 nA a 3 pA, mientras que la corriente máxima durante un pulso está en el rango de 0.1 mA a 25 mA, o de 25 mA a 3 A. Puede aparecer una corriente baja entre pulsos porque cada pulso dura sólo aproximadamente la mitad de un ciclo de onda o un ciclo de onda a la frecuencia de resonancia LC de la bobina y del condensador.

En una realización ejemplar de la invención, al comienzo de un pulso, la corriente en la bobina es cero y el condensador se carga hasta una tensión de funcionamiento que mantiene entre pulsos. La tensión entre el condensador y la bobina, en serie, se invierte repentinamente. La corriente comienza a acumularse en la bobina y el condensador comienza a descargarse y a cargarse con la polaridad opuesta. El pulso termina cuando el condensador está cargado hasta su valor de funcionamiento con la polaridad opuesta y la corriente de la bobina ha vuelto a cero. La corriente de la bobina permanece en o muy cerca de cero, sin pérdida o con casi ninguna pérdida de energía, hasta que se inicia otro pulso al invertir de nuevo la tensión.

Opcionalmente, las pérdidas por radiación son potencialmente insignificantes, porque la frecuencia de resonancia, que es la frecuencia dominante de los pulsos, no es demasiado alta, por ejemplo entre 10 kHz y 100 kHz, siendo la bobina de no mucho más de 100 mm de ancho, muy pequeña en comparación con una longitud de onda de 10 o 100 kHz. Opcionalmente, los pulsos son muy cortos en comparación con el tiempo entre pulsos, por ejemplo el ciclo de trabajo, la relación entre los tiempos de pulso y el tiempo total, puede ser menor del 10%, o menor del 1 %, o menor del 0.2%. Por ejemplo, puede haber entre 2 y 100 pulsos por segundo. Además, el dispositivo puede funcionar sólo durante unas pocas horas cada día, por ejemplo, entre 2 y 10 horas al día.

Un uso muy eficiente de la energía hace que sea posible utilizar una batería de capacidad de almacenamiento de energía relativamente baja para alimentar el parche durante toda la duración del tratamiento, que puede ser de 3 a 20 semanas, por ejemplo. Opcionalmente, no es necesario recargar la batería durante este tiempo, y se usa opcionalmente una batería no recargable. No necesitar recargar la batería tiene la ventaja potencial de que el paciente no tiene que pedir cita para ello, ahorrando tiempo al paciente y al personal médico. Además, las baterías no recargables son más baratas, y pueden ser más pequeñas para la misma capacidad, que las baterías recargables.

La batería puede almacenar menos de 2000 miliamperios hora de carga, o entre 30 y 2000 miliamperios hora, o menos de 250 miliamperios hora, a una tensión de entre 1.5 y 20 voltios, o de entre 1.5 y 6 voltios, por ejemplo, 1.55 voltios, 2 voltios, 3 voltios, 3.6 voltios o 5 voltios. Se pueden utilizar baterías de tensión relativamente baja si los requisitos de almacenamiento de energía son bajos. Opcionalmente, la batería tiene un espesor inferior a 5 mm, o inferior a 3 mm, o inferior a 2 mm, y cabe dentro de la bobina. Con una batería así de delgada, el propio parche puede ser muy delgado, por ejemplo de entre 2 y 10 mm de espesor, opcionalmente de menos de 5 mm de espesor, o de menos de 3 mm de espesor, o de menos de 2.5 mm de espesor.

Opcionalmente, el parche está hecho de un material flexible, tal como silicona, poliimida o polímero de cristal líquido, y es lo suficientemente flexible y elástico para adaptarse a la superficie del cuerpo de un paciente adyacente a la zona de hueso fracturado. Por ejemplo, el radio de curvatura del parche, cuando se adapta a la superficie del cuerpo, es de 2 cm, o de 3 cm, o de 5 cm, o de 10 cm, o de 20 cm, y tiene curvatura cilíndrica, o curvatura positiva como la superficie de una esfera, o curvatura negativa como la forma de una silla de montar. Incluso si la batería es rígida y la electrónica están comprendidos en una placa rígida, el parche aún puede ser relativamente flexible porque el pequeño tamaño de la batería hace que sea posible proporcionar suficiente espacio entre la batería y la electrónica donde el parche puede doblarse. Opcionalmente, la electrónica comprende componentes electrónicos impresos que también son flexibles. Opcionalmente, se utiliza una batería flexible.

La flexibilidad del parche puede hacer que sea posible que el parche esté directamente en contacto con la piel del paciente, bajo un yeso, si lo hubiera, lo que puede permitir reducir aún más la corriente, y las pérdidas óhmicas, necesarias para producir campos de una amplitud determinada en la fractura ósea u otro tejido tratado. Además, tener todos los componentes en un único parche delgado puede hacer que el tratamiento sea más agradable para el paciente, que ni siquiera tiene por qué notar el parche ni pensar en él, especialmente cuando está debajo de un yeso, a diferencia de la técnica anterior que utiliza componentes voluminosos y muy perceptibles, al menos algunos de ellos fuera del yeso. Opcionalmente, el parche está debajo del yeso y tiene sensores para medir la presión del yeso. Por ejemplo, se puede usar un sensor de presión para medir la presión, o un sensor de oxígeno en sangre en el parche, colocado directamente contra la piel del paciente, puede indicar si la presión es demasiado alta, interfiriendo con la circulación sanguínea. Opcionalmente, un enlace de comunicaciones, por ejemplo un enlace inalámbrico, puede proporcionar datos desde estos sensores, situados debajo del yeso, al personal médico. Alternativamente, el bajo nivel de oxígeno en sangre se comunica al personal médico encendiendo una luz de advertencia.

La curación de fracturas óseas es una aplicación importante del parche, pero también es potencialmente útil para curar otros tipos de tejido, incluidos músculos, tendones, cartílago y piel (tejido cicatricial), y puede mejorar la calidad de la curación, así como su velocidad. Por ejemplo, puede mejorar la elasticidad de los tendones curados.

Un aspecto de una realización ejemplar de la invención se refiere a un parche electrónico con dos bobinas, enrollado al menos parcialmente alrededor de una parte cilíndrica del cuerpo, por ejemplo un brazo, una pierna, una mano, un pie, el cuello, la pelvis o la caja torácica, con las dos bobinas en diferentes lados de la parte del cuerpo, opcionalmente bajo un yeso. Las bobinas funcionan opcionalmente en dos modos. En un modo, la corriente pasa a través de ambas bobinas y juntas producen un campo electromagnético en la zona de la fractura ósea, o en la zona objetivo de tejido blando, dentro de la parte del cuerpo. En el otro modo, que opcionalmente funciona sólo ocasionalmente, la corriente fluye sólo a través de una de las bobinas. El pulso de flujo magnético producido por esa bobina conecta la segunda bobina e induce una tensión fem (fuerza electromotriz) en esa bobina, según la ley de Faraday, que es detectada por la segunda bobina. La tensión medida en la segunda bobina, para una corriente determinada en la primera bobina, proporciona información sobre la inductancia mutua de las dos bobinas, que a su vez proporciona información sobre la distancia entre ellas, o al menos sobre los cambios en la distancia entre ellas.

En algunas realizaciones de la invención, la información sobre la tensión fem se utiliza para producir campos electromagnéticos de una amplitud especificada en la zona de la fractura ósea ajustando la corriente en las bobinas, incluso si no se sabe de antemano exactamente cómo de ancha es la parte del cuerpo cilíndrica y cómo de lejos de las bobinas está la zona objetivo. Una vez que se ha medido la tensión inducida en la segunda bobina, el parche electrónico puede volver a funcionar en el modo con corriente fluyendo en ambas bobinas, y la corriente en ambas bobinas ajustada a un nivel calculado para producir el nivel especificado de campos electromagnéticos en la zona objetivo, cuya distancia a las bobinas se puede estimar la tensión fem. En algunas realizaciones de la invención, la segunda bobina solo se usa para medir la tensión fem inducida por la primera bobina, y solo la primera bobina tiene corriente en ella alguna vez, para producir campos electromagnéticos.

Opcionalmente, la tensión fem inducida en la segunda bobina se mide repetidamente a lo largo del tiempo y el tratamiento continúa. Si las bobinas se están separando más, esto puede indicar un aumento de la inflamación de la parte del cuerpo, que podría no ser visible debajo del yeso, y puede indicar que el hueso no está curándose correctamente y que se necesita alguna intervención médica. Si las bobinas se acercan, esto puede indicar que el brazo se está contrayendo más rápido de lo esperado y que el yeso está flojo y ya no inmoviliza eficazmente la parte del cuerpo. En este caso, puede ser necesario retirar el yeso y reemplazarlo. Si el brazo se está contrayendo más rápido de lo esperado, eso también puede indicar una pérdida de músculo mayor de lo esperado, lo que puede requerir alguna respuesta médica.

Un aspecto de algunas realizaciones de la invención se refiere a un parche electrónico, lo suficientemente flexible y de tamaño adecuado para ser enrollado al menos parcialmente alrededor de una parte del cuerpo y que al mismo tiempo se adapta generalmente a la superficie de la parte del cuerpo, que comprende dos bobinas flexibles, ubicadas en lados diferentes de la parte del cuerpo cuando el parche se enrolla alrededor de la parte del cuerpo, que producen campos electromagnéticos pulsados en una zona objetivo dentro de la parte del cuerpo, para promover la curación del tejido.

Un aspecto de algunas realizaciones de la invención se refiere a un parche electrónico, que comprende un sustrato sobre el cual está montada al menos una bobina con una región abierta en el centro de al menos 20 mm de diámetro en todas direcciones, produciendo la bobina campos electromagnéticos pulsados en una zona objetivo dentro del cuerpo, para promover la curación del tejido, y uno o más elementos electrónicos que son sustancialmente opacos a los rayos X médicos, donde los elementos electrónicos opacos están montados lejos del centro de la región abierta.

Antes de explicar en detalle al menos una realización de la invención, se debe entender que la invención no está limitada necesariamente en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes y/o métodos expuestos en la siguiente descripción y/o o ilustrados en los dibujos y/o en los ejemplos. La invención es susceptible de otras realizaciones o de ser llevada a la práctica o ser realizada de diferentes maneras.

Parche electrónico flexible

Haciendo referencia ahora a los dibujos, la Figura 1 ilustra esquemáticamente una vista superior de un parche electrónico 10 para tratar tejido corporal con campos electromagnéticos, de acuerdo con una realización ejemplar de la invención. Los componentes del parche están opcionalmente embebidos en un sustrato 3, hecho de un material biocompatible flexible, por ejemplo silicona, conformado por ejemplo en un molde. Los componentes incluyen una bobina 5, que en el caso del parche 10 es circular, y rodea el exterior del parche, que tiene 80 mm de diámetro. En otras realizaciones de la invención, por ejemplo diseñadas para ser utilizadas en diferentes partes del cuerpo, el parche y la bobina pueden tener un tamaño o una forma diferentes.

Un paquete de electrónica 7 y una batería 9 están ubicados opcionalmente dentro de la bobina. La batería suministra energía eléctrica a la bobina, a través del paquete de electrónica, y el paquete de electrónica incluye circuitos que controlan los pulsos de corriente que pasan a través de la bobina, incluyendo circuitos de ahorro de energía que reciclan la mayor parte de la energía del campo en cada pulso, de modo que es posible que la batería mayoritariamente sólo tenga que suministrar energía para compensar las pérdidas óhmicas. No es necesario que la batería y el paquete de electrónica estén ubicados dentro de la bobina, pero esta disposición tiene la ventaja potencial de permitir que el parche sea más compacto, porque el tamaño de la bobina puede basarse en el área y la profundidad del tejido corporal que está siendo expuesto a los campos electromagnéticos, y espiras de bobina que tienen un radio mucho más pequeño generalmente producirán campos electromagnéticos que no se extienden tan profundamente ni tan ampliamente.

Opcionalmente, la batería, si es lo suficientemente pequeña, se ubica a un lado del centro de la bobina, o la batería no está dentro de la bobina en absoluto, para evitar que la batería bloquee una vista de rayos X de la zona de la fractura u otra zona objetivo.

Debería entenderse que las bobinas mostradas en la Figura 1, y en los demás dibujos, están dibujadas de forma esquemática, con unos pocos círculos concéntricos representando múltiples espiras. Además, no se muestran necesariamente las conexiones entre diferentes espiras y las conexiones entre diferentes bobinas o entre las bobinas y otros componentes.

La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista en sección transversal lateral del parche 10. El parche tiene, por ejemplo, 6 mm de espesor, y este espesor depende en gran medida de cómo de delgada es la batería. La batería del parche 10 tiene aproximadamente 3.5 mm de espesor. Cuanto más eficientemente utiliza el parche la energía para crear los campos electromagnéticos, menos capacidad de almacenamiento necesita la batería y más delgada puede ser la batería, y más delgado y flexible puede ser potencialmente el parche. Por ejemplo, el parche tiene opcionalmente sólo 5 mm de espesor, o 4 mm, o 3 mm, o 2.5 mm, o 2 mm, o menos, y la batería tiene opcionalmente menos de 3 mm o menos de 2.5 mm o menos de 2 mm de espesor. Opcionalmente, la batería no se recarga durante el tratamiento mediante los campos electromagnéticos y, opcionalmente, la batería ni siquiera es recargable, y en este caso la batería necesita suficiente capacidad de almacenamiento para alimentar el parche durante todo el período de tratamiento. Por ejemplo, la batería tiene entre 30 mA-hora y 2000 mA-hora de capacidad de almacenamiento, con una tensión de entre 1.5 voltios y 20 voltios.

Si la batería es rígida, entonces es potencialmente ventajoso que la batería no sea demasiado ancha, por ejemplo no más ancha de 25 mm, especialmente en una dirección en la que el parche pueda tener que doblarse para adaptarse a una superficie del cuerpo del paciente. También es potencialmente ventajoso que el paquete de electrónica no sea demasiado ancho, si es rígido, por ejemplo no más ancho de 25 mm, y que haya al menos 1.5 mm entre la batería y el paquete de electrónica, si están dispuestos a lo largo de una dirección en la que tiene que doblarse el parche. Esto puede ayudar a garantizar que el parche es lo suficientemente flexible para adaptarse al menos generalmente a una superficie del cuerpo del paciente, adyacente al tejido corporal que está siendo expuesto a los campos electromagnéticos, así como para garantizar que el parche es cómodo de usar para el paciente.

En algunas realizaciones de la invención, el paquete de electrónica no es rígido, sino que, por ejemplo, comprende piezas electrónicas impresas flexibles, fabricadas, por ejemplo, mediante termocompresión de matriz adelgazada laminadas sobre películas de polímero de cristal líquido (LCP). En algunas realizaciones de la invención, la batería puede ser flexible, por ejemplo, se puede usar una batería de polímero flexible. Sin embargo, es posible que una batería de polímero no tenga suficiente capacidad de almacenamiento para durar todo el tratamiento sin ser recargada, y es posible que una batería de polímero no sea recargable. En general, se puede utilizar cualquier tipo de batería que sea lo suficientemente pequeña y delgada, y que tenga una capacidad de almacenamiento suficientemente alta, incluidas baterías alcalinas, de plata, de litio, de oxihidróxido de níquel y de zinc-aire.

Hay una tabla que enumera los tipos de baterías, con dimensiones en mm y capacidad en mA-h, disponible en www(dot)en(dot)m(dot)wikipedia(dot)org/wiki/List_of_battery_sizes>. Las baterías prometedoras son aquellas con altura relativamente baja, por ejemplo menos de 3 mm o no mucho más de 3 mm, y capacidad relativamente alta, por ejemplo más de 100 mA-h, o no mucho menor que eso. Por ejemplo, la CR2032 tiene 3.2 mm de altura y una capacidad de 225 mA-h, la CR2016 tiene 1.6 mm de altura y tiene una capacidad de 90 mA-h, la CR2025 tiene un espesor de 2.5 mm y tiene una capacidad de 160 mA-h, la CR2320 tiene un espesor de 2.0 mm y una capacidad de 110 mA-h, la CR2325 tiene un espesor de 2.5 mm y una capacidad de 165 mA-h, y la CR2330 tiene un espesor de 3.0 mm y una capacidad de 265 mA-h.

La empresa Renata SA de Itingen, Suiza, vende una batería flexible de Li/MnO<2>llamada CP042350, que podría ser adecuada. Tiene sólo 0.42 mm de espesor, pero tiene un área de 50 mm por 23 mm, y una capacidad de almacenamiento de sólo 28 mA-h. Unas pocas de ellas podrían tener suficiente capacidad de almacenamiento, pero podrían ocupar demasiada superficie. Y si estuvieran apiladas, podrían no ser lo suficientemente flexibles.

En algunas realizaciones de la invención, se puede utilizar más de una batería. Debería entenderse que siempre que en el presente documento se hace referencia a una batería, se puede utilizar más de una batería. Se pueden conectar múltiples baterías en serie, para incrementar la tensión, y/o en paralelo, para incrementar la corriente. En cualquier caso, el uso de múltiples baterías puede incrementar la capacidad total de almacenamiento de la batería. Una ventaja potencial de usar múltiples baterías es que se puede incrementar la capacidad de almacenamiento de la batería, sin tener un volumen rígido grande, ya que las baterías individuales pueden estar algo separadas entre sí en el sustrato flexible, para adaptarse a la superficie del cuerpo del paciente.

Opcionalmente, el parche electrónico es resistente al agua. Por ejemplo, puede soportar una exposición al agua durante 24 horas sin sufrir daños, o 100 exposiciones al agua de 30 minutos cada una, lo que permitiría al paciente ducharse dos veces al día durante un tratamiento de 50 días. Opcionalmente, el parche es completamente resistente al agua y puede resistir la exposición al agua durante 10 días, 20 días, 40 días, 50 días o 120 días, sin sufrir daños.

La Figura 3 muestra esquemáticamente el parche electrónico 10 colocado en su sitio sobre una superficie del cuerpo de un paciente, adyacente a una fractura 14 en un hueso. La corriente en la bobina 5 produce un campo electromagnético 17 que se extiende hacia el interior del cuerpo del paciente, alcanzando la fractura 14. La parte más alejada de la fractura 14 está aproximadamente 30 mm por debajo del parche 10, que es más pequeño que el radio de la bobina 5, y el campo electromagnético llega hasta ahí, sin mucha atenuación en comparación con su valor en la superficie del paciente. Debería entenderse que las líneas de campo magnético mostradas en la Figura 3, y en otros dibujos, están dibujadas esquemáticamente, representando aproximadamente la forma del campo, pero no se basan en cálculos precisos del campo magnético.

La corriente máxima en la bobina 5, y la corriente máxima en otros parches mostrados en el presente documento, está opcionalmente entre 0.1 y 0.5 mA, o entre 0.5 y 2 mA, o entre 2 y 5 mA, o entre 5 y 25 mA, o entre 25 y 100 mA, o entre 100 y 500 mA, o entre 500 mA y 1 A, o entre 1 y 3 A, o es de menos de 0.1 mA o de más de 3 A. El campo magnético máximo producido en la zona objetivo es de opcionalmente entre 2 y 5 microteslas, o entre 5 y 10 microteslas, o entre 10 y 20 microteslas, o entre 20 y 50 microteslas, o entre 50 y 100 microteslas, o menos de 2 microteslas o más de 100 microteslas.

La Figura 4A muestra esquemáticamente un parche electrónico 400 con dos bobinas 402 y 404 circulares, cada una embebida en silicona, con una tira flexible de silicona 406 que las conecta. El parche 400 está diseñado para ser enrollado al menos parcialmente alrededor de una parte cilíndrica del cuerpo, por ejemplo un brazo, una mano, una pierna, un pie, la pelvis, la caja torácica o el cuello, con la bobina 402 en un lado de la parte del cuerpo y la bobina 404 en el otro lado de la parte del cuerpo, opcionalmente en un lado opuesto a la bobina 402, opcionalmente enfrentada a la bobina 402. Cuando están en esta posición, las dos bobinas producen campos magnéticos dentro de la parte del cuerpo cilíndrica, entre las bobinas, que están orientadas aproximadamente en la misma dirección, y se suman, de forma similar al campo magnético producido por las bobinas de Helmholtz. La Figura 5 muestra las bobinas 402 y 404 colocadas en su sitio en lados opuestos de la parte del cuerpo cilíndrica 500, produciendo un campo magnético 502 dentro de la parte del cuerpo.

Tener dos bobinas en lados diferentes de la parte del cuerpo, produciendo los campos electromagnéticos en la zona objetivo dentro de la parte del cuerpo, tiene la ventaja potencial de que los campos son más uniformes y se requiere menos corriente y, por tanto, se requiere menos potencia, para producir el mismo campo. Por ejemplo, si la zona objetivo es una zona de hueso fracturado y la fractura se extiende a lo ancho de un hueso, entonces una bobina en un lado del hueso puede producir campos de manera más eficiente en ese lado del hueso, y una bobina en el otro lado del hueso puede producir campos de manera más eficiente en ese lado del hueso. Por lo tanto, los campos se producen potencialmente de manera más eficiente de lo que se producirían con sólo una bobina, independientemente del lado en el que esté ubicada.

Opcionalmente, la bobina 402 y la bobina 404 están conectadas entre sí, por ejemplo en serie o en paralelo, de modo que una corriente que pasa a través de una de las bobinas en una dirección determinada siempre hará que pase corriente por la otra bobina en la misma dirección cuando el parche 400 está doblado sobre sí mismo con las dos bobinas enfrentadas. Alternativamente, las bobinas 402 y 404 funcionan independientemente una de otra, ya sea con un único paquete de electrónica con un controlador que controla de forma independiente la corriente en cada bobina, o con paquetes electrónicos diferentes para cada bobina, y opcionalmente con una batería diferente para cada bobina. Pero la Figura 4A muestra el caso en el que ambas bobinas son controladas por un mismo paquete de electrónica 406 y son alimentadas por una misma batería 408. Incluso si las corrientes en las dos bobinas se controlan de forma independiente, normalmente funcionan con la corriente yendo en la misma dirección alrededor de la bobina, cuando las dos bobinas están enfrentadas.

En una realización de la invención que se muestra más adelante en la Figura 9, con una configuración similar a la del parche 400 de la Figura 5, en un modo de funcionamiento, solo la primera bobina tiene corriente fluyendo en ella y la segunda bobina se usa para medir la fem inducida por la primera bobina. Una ventaja potencial de controlar las corrientes por separado en las dos bobinas es que es posible hacer funcionar el parche en el modo que se muestra en la Figura 9.

En algunas realizaciones de la invención, las dos bobinas pueden estar orientadas en diferentes orientaciones, en lugar de estar enfrentadas. En algunas realizaciones hay tres o más bobinas, que pueden estar orientadas de diferentes maneras. Una ventaja potencial de la configuración mostrada en la Figura 5, es que el campo magnético aportado por ambas bobinas se suma dentro del cuerpo, por lo que el campo dentro del cuerpo puede ser mayor, para una pérdida óhmica determinada en las bobinas, que para otras disposiciones de bobinas.

En la parte inferior de la Figura 4A se muestra una vista en sección transversal lateral 411 del parche 400, que muestra las bobinas, la batería y el paquete de electrónica.

En la Figura 4B se muestra un diseño alternativo para un parche electrónico de dos bobinas 412. El parche está diseñado para ser usado alrededor de la muñeca, para tratar fracturas del radio distal, y se muestra parcialmente enrollado alrededor de la muñeca 414 de un paciente. El parche no está enrollado completamente alrededor de la muñeca ni unido, lo que le da a la muñeca espacio para expandirse si se inflama, y además está hecho de un material elástico y puede expandirse desde una longitud de 140 mm hasta 250 mm. Una vista superior 416 del parche muestra una bobina circular 418 y una bobina circular 420, embebidas en un sustrato elástico flexible 422. Una batería CR2016 424 y un paquete de electrónica 426, que incluye un controlador, están ubicados entre las dos bobinas pero más cercanos al borde del parche, desplazados verticalmente con respecto a los centros de las bobinas como se ve en el dibujo. Colocar la batería y el paquete de electrónica fuera de las bobinas tiene la ventaja potencial de que no bloquearán la vista de la fractura en una imagen de rayos X, si se toma una imagen de rayos X para examinar la fractura mientras el paciente lleva puesto el parche electrónico. Si se toma una imagen de rayos X mirando a través de los orificios de las bobinas en la zona de la fractura, es decir, en una dirección anteroposterior, entonces la batería o el paquete de electrónica no bloquearán la imagen siempre que no estén en el centro del orificio. Además, si la batería y el paquete de electrónica están desplazados verticalmente con respecto a los centros de los orificios, entonces la vista de la zona de la fractura, que se encuentra justo entre las bobinas, tampoco se bloqueará si la imagen de rayos X se toma desde una dirección lateral, orientada en una dirección perpendicular al eje cilíndrico de la parte del cuerpo, pero paralela al plano de las bobinas. Debería entenderse que "vertical" y "horizontal" se refieren aquí a direcciones en el plano del parche desenrollado, siendo la dirección horizontal la dirección que separa las dos bobinas y la dirección a lo largo de la cual el parche se enrolla alrededor de la parte del cuerpo. No tienen nada que ver con la orientación del parche y la parte del cuerpo en el espacio.

En algunas realizaciones de la invención, las bobinas tienen una opacidad a los rayos X relativamente baja, a longitudes de onda de interés para la obtención de imágenes médicas, y/o tienen una opacidad a los rayos X similar a la que tiene el sustrato, por lo que las bobinas no interfieren mucho con imágenes de rayos X de la muñeca.

Dos vistas laterales 428 y 430 muestran el pequeño espesor del parche, sólo 2.5 mm.

La Figura 4C compara el parche electrónico 412, mostrado en la Figura 4B, con dos diseños alternativos. La vista superior 432 muestra el mismo parche electrónico que se muestra en la Figura 4B, y las vistas superiores 434 y 436 muestran otros dos diseños, con una colocación diferente de la batería 424 y del paquete de electrónica 426. En los tres diseños, se usan las mismas bobinas 418 y 420, con un diámetro exterior de 45 mm y un diámetro interior de 30 mm. En la vista 432, la batería y el paquete de electrónica están entre las dos bobinas, pero desplazados verticalmente, más cerca del borde del parche. Colocar la batería y el paquete de electrónica más cerca del borde del parche, es decir, desplazados verticalmente, puede evitar que interfieran con la visibilidad de una fractura en el hueso, en una radiografía tomada desde cualquier ángulo, lateral o anteroposterior. En este diseño, el parche tiene 80 mm de ancho (la dirección vertical en la Figura 4C). En la vista 434, la batería y el paquete de electrónica están cada uno entre una de las bobinas y el borde del parche, lejos de interferir con una imagen de rayos X de la fractura. En este diseño, el parche es un poco más ancho que en la vista 432, 90 mm. En la vista 436, la batería y el paquete de electrónica se superponen cada uno a la bobina que está cerca de ellos. Este parche es más estrecho que los otros diseños, solo 70 mm, pero más grueso, 3.5 mm en comparación con 2.5 mm para los parches que se muestran en las vistas 432 y 434, para permitir la superposición.

Circuito resonante de ahorro de energía ejemplar

El paquete de electrónica 7, en el parche electrónico 10 de las Figuras 1 y 2, y el paquete de electrónica 406 similar en el parche electrónico 400 de la Figura 4A, y el paquete de electrónica 426 de las Figuras 4B y 4C, incluye opcionalmente un circuito resonante de ahorro de energía. El circuito de ahorro de energía incluye un condensador en serie con la bobina y circuitos de generación de pulsos, que cambian repetidamente la tensión a través del condensador y la bobina, para producir pulsos de corriente en la bobina. Los circuitos de generación de pulsos pueden comprender un controlador, por ejemplo un controlador digital, que está programado para realizar cambios de tensión en determinados instantes, o los cambios de tensión pueden generarse periódicamente mediante un circuito analógico con algunos elementos no lineales. Inicialmente, o al menos después de que los circuitos de generación de pulsos hayan estado funcionando durante varios pulsos y alcancen un estado estacionario, el condensador se carga hasta una cierta tensión antes de que se inicie un pulso. Cuando se inicia el pulso, la energía eléctrica del condensador se descarga convirtiéndose en la energía del campo magnético de la bobina y a continuación se recicla de vuelta al condensador, donde permanece hasta que se inicia el siguiente pulso. Idealmente, casi toda la energía del condensador está disponible para producir el campo electromagnético de la bobina, y casi toda la energía del campo electromagnético de la bobina se recicla de vuelta al condensador al final de un pulso, con muy poca disipación de energía. Hay pérdidas óhmicas en la bobina, pero serán relativamente pequeñas, en comparación con los ciclos de energía entre la bobina y el condensador, si la resistencia R de la bobina es mucho menor que (L/C)1/2, donde L es la inductancia de la bobina y C es la capacitancia del condensador. Por ejemplo, R es menor que (L/C)1/2 por al menos un factor de 10, o al menos un factor de 100, o al menos un factor de 1000. Las pérdidas por radiación de la bobina serán insignificantes si la frecuencia de resonancia (LC)-1/2 es pequeña en comparación con la velocidad de la luz dividida por el diámetro de la bobina, que es de 3 GHz para una bobina de 100 mm de diámetro, mientras que la frecuencia de resonancia es típicamente de entre 10 y 100 kHz. También puede haber algunas pérdidas de energía debidas a corrientes parásitas inducidas por el campo electromagnético en cualquier conductor con el que entre en contacto el campo, incluido el cuerpo del paciente. Cualquier pérdida de energía debe ser suplida por la batería.

En la solicitud de patente de EE.UU. publicada US2018/0015295-A1 "Bone Enhancement Device and Method," (“Dispositivo y método de mejora ósea”) a Moshe Neumann, Roni Daffan, y Joseph Shechter, publicada el 18 de enero de 2018, se describe un ejemplo de un circuito resonante de ahorro de energía, y se describirá aquí en las Figuras 6, 7, 8, 13 y 16. En esa publicación se pueden encontrar más detalles sobre cómo se puede implementar este circuito resonante de ahorro de energía y, en particular, cómo se pueden implementar los circuitos de generación de pulsos.

La Figura 6 muestra esquemáticamente un diagrama de circuito para una parte 600 de un circuito resonante de ahorro de energía de este tipo, que incluye una bobina 1402 con inductancia L, un condensador 1404 con capacitancia C, un terminal de tensión cero 1406 y un terminal 1408 con una tensión controlada por los circuitos de generación de pulsos, no mostrados en la Figura 6. Los cambios en la tensión 1408 se muestran esquemáticamente mediante el terminal 1410, que tiene una tensión de funcionamiento positiva, por ejemplo igual a la tensión de la batería y el terminal 1412, que tiene una tensión de funcionamiento negativa, por ejemplo de igual magnitud que la tensión de la batería. Inicialmente, al menos una vez que se han iniciado varios pulsos y el circuito ha alcanzado un estado estacionario, el terminal 1408 se pone a la tensión de funcionamiento positiva del terminal 1410, como se muestra en el recuadro 702 del diagrama de flujo 700 de la Figura 7, y el condensador 1404 tiene una tensión positiva igual a la tensión de funcionamiento, y hay tensión cero a través de la bobina 1402 y no fluye corriente en la bobina. Para iniciar un pulso, el terminal 1408 se pone a la tensión de funcionamiento negativa del terminal 1412, en el recuadro 704 del diagrama de flujo 700. Al principio, el condensador 1404 permanece cargado a la misma tensión de funcionamiento positiva que tenía antes, y la bobina 1402 tiene ahora una tensión a través de ella igual a casi el doble de la tensión de funcionamiento, si las tensiones de funcionamiento positiva y negativa son de igual magnitud. La corriente comienza a fluir en la bobina, en el recuadro 706 del diagrama de flujo 700, lentamente al principio, porque la fuerza contraelectromotriz de la bobina casi anula la tensión a través de ella. En la Figura 8, que muestra esquemáticamente la corriente 800 en la bobina en función del tiempo, mostrado en el eje 802, y la tensión 804 a través del condensador en función del tiempo, el pulso se inicia en el instante 806. A medida que comienza a acumularse la corriente en la bobina, el condensador comienza a descargarse. En el instante 808, como se indica en el recuadro 708 del diagrama de flujo 700, el condensador se ha descargado completamente y casi toda su energía ha pasado a la energía del campo electromagnético de la bobina, que alcanza una corriente máxima. La corriente, continuando en la misma dirección, comienza a cargar el condensador con la polaridad opuesta, como se indica en el recuadro 710 del diagrama de flujo 700. En el instante 810, el condensador se ha cargado hasta la tensión de funcionamiento, pero con polaridad opuesta a la que tenía en el instante 806, y la corriente y la tensión a través de la bobina han caído a cero, como se indica en el recuadro 712 del diagrama de flujo 700. El intervalo desde el instante 806 hasta el instante 810 es la mitad de un período de onda a la frecuencia de resonancia (LC)-1/2 en primera aproximación, ignorando los efectos de las pérdidas óhmicas y cualquier otra disipación. Nuevamente ignorando la disipación, la corriente en función del tiempo entre los instantes 806 y 810 es casi una función sinusoidal, a la frecuencia de resonancia. La tensión a través del condensador en función del tiempo entre los instantes 806 y 810 también es casi una función sinusoidal, pero desfasada 90 grados con la corriente en función del tiempo.

En el instante 810, si el terminal 1408 permanece a la tensión de funcionamiento negativa del terminal 1412, o si el terminal 1408 se hace flotar, lo que se indica mediante "Estado 3" en la Figura 6, entonces no fluirá más corriente en la bobina 1402, y el condensador 1404 permanecerá completamente cargado a la tensión de funcionamiento negativa, como se indica en el recuadro 714 del diagrama de flujo 700. Este estado, entre pulsos, persistirá hasta que se conmute el terminal 1408 para que vuelva a tener la tensión positiva del terminal 1410, lo que se muestra en el recuadro 716 del diagrama de flujo 700 que se realiza en el instante 812 en la Figura 8. El condensador comenzará a descargarse de nuevo y la corriente se acumula nuevamente en la bobina, como se indica en el recuadro 718 del diagrama de flujo 700, pero esta vez la corriente será en la dirección opuesta a la que era entre el instante 806 y el instante 810. La corriente después del instante 812 tendrá la misma magnitud en función del tiempo, aunque de signo opuesto, que tenía entre los instantes 806 y 810, a medida que el condensador se descarga, haciendo que se acumule el campo electromagnético de la bobina, y a continuación se carga nuevamente con su polaridad positiva original, recuperando energía del campo de la bobina, como se indica en los recuadros 720 y 722 del diagrama de flujo 700. En el instante 814, como se indica en el recuadro 724 del diagrama de flujo 700, la mitad de un período de onda de frecuencia resonante después del instante 812, el condensador se cargará nuevamente a la tensión de funcionamiento, con su polaridad positiva original, y la corriente y la tensión de la bobina volverán a ser cero. El circuito ha regresado ahora a su estado anterior al instante 806, y puede permanecer en este estado entre pulsos hasta que se inicia un nuevo pulso de corriente cambiando la tensión del terminal 1408. Opcionalmente, el terminal 1408 se hace flotar hasta que se inicia el siguiente pulso.

La frecuencia de resonancia (LC)-1/2, que está relacionada con el tiempo de pulso como se explicó anteriormente, está opcionalmente entre 10 y 100 kHz. Alternativamente, está entre 1 y 5 kHz, o entre 5 y 10 kHz, o entre 100 y 200 kHz, o entre 200 y 500 kHz, o entre 500 kHz y 1 MHz, o es mayor de 1 MHz.

La Figura 13 es un diagrama de circuito ejemplar para el circuito de ahorro de energía, que muestra cómo se pueden implementar los principios del circuito de la Figura 6. La conmutación de la tensión a través del condensador y la bobina en serie entre la tensión de funcionamiento positiva y la tensión de funcionamiento negativa se logra mediante interruptores basados en transistores FET, que se abren y cierran al aplicarles una tensión apropiada. Un microprocesador genera las señales, pulsos de onda cuadrada positivos o negativos, que controlan el estado de los FET. Esas señales se muestran en la Figura 16, la cual también muestra la corriente en la bobina en función del tiempo. En la Figura 16, un pulso con corriente positiva siempre es seguido inmediatamente por un pulso con corriente negativa, por lo que el condensador siempre tiene el mismo signo de tensión de funcionamiento, por ejemplo tensión de funcionamiento positiva, durante los intervalos entre pulsos. Estos pulsos consecutivos juntos duran un ciclo completo de la frecuencia resonante LC.

Uso de la segunda bobina como sensor de posición

La Figura 9 muestra esquemáticamente un parche electrónico 900 con dos bobinas, en el que una de las bobinas se puede utilizar como sensor midiendo la fem inducida en ella por la otra bobina. La bobina 902 está en la parte superior, y la bobina 904 está en la parte inferior, de una parte del cuerpo cilíndrica 906, que contiene un hueso 908. Un controlador 910 genera pulsos de corriente a través de la bobina 902, que crean un campo electromagnético para tratar una zona de fractura 912 en el hueso 908.

El controlador 910 forma parte opcionalmente de un paquete de electrónica incorporado en el parche 900, similar al paquete de electrónica 7 de la Figura 1, o al paquete de electrónica 410 de la Figura 4A, y el controlador 910 y el parche 900 están opcionalmente alimentados por una batería, similar a la batería 9 de la Figura 1, o a la batería 408 de la Figura 4A. Alternativamente, el controlador 910 y/o una fuente de alimentación que lo alimenta y/o el parche 900 no forman parte del parche 900 en absoluto, sino que pueden ser unidades más grandes externas al parche 900.

Algunas de las líneas de flujo magnético 914, generadas por la bobina 902, también pasan a través de la bobina 904. En el instante mostrado, al menos, la bobina 904 no tiene ninguna corriente pasando a través de ella y no genera su propio campo electromagnético en la zona de la fractura. Pero midiendo la tensión fem generada por el flujo magnético cambiante que pasa a través de la bobina 904, el controlador 910 puede obtener información que puede ser útil para calibrar y ajustar el campo generado por el parche 900.

La Figura 10 muestra un diagrama de flujo 1000 que ilustra una manera ejemplar en la que funciona el parche 900. En 1002, se calibra el parche. Esto se hace midiendo la fem en la bobina 904, cuando una corriente conocida, con forma y anchura de pulso conocidos, se hace pasar a través de la bobina 902, con la bobina 904 en una posición y orientación conocidas con respecto a la bobina 902. Por ejemplo, las bobinas 902 y 904 se mantienen con sus ejes alineados, separadas por una distancia conocida. Por ejemplo, la distancia conocida es una distancia estándar a la que estarían separadas las bobinas, para una parte del cuerpo cilíndrica, opcionalmente una parte del cuerpo específica que el parche está diseñado para tratar, como por ejemplo un antebrazo en la muñeca, de un tamaño estándar. Opcionalmente, la corriente que se hace pasar a través de la bobina 902 es la corriente necesaria para producir una intensidad de campo electromagnético especificada, por ejemplo una intensidad de campo que se cree que funciona bien para terapia, con esa forma y anchura de pulso, en una ubicación objetivo estándar en la parte del cuerpo. Una vez que se ha calibrado el parche 900, es posible calcular qué corriente se debería hacer pasar a través de la bobina 902, para esa forma y anchura de pulso, para producir la intensidad del campo electromagnético especificada en una ubicación determinada con respecto a la bobina 902. En 1004, el parche 900 se coloca alrededor de una parte del cuerpo cilíndrica, como por ejemplo la parte del cuerpo 906. En 1006, una corriente conocida, de forma de pulso conocida, opcionalmente la misma corriente y forma de pulso usadas en la calibración del parche 900, se hace pasar a través de la bobina 902, y en 1008, se mide la fem en la bobina 904, inducida por la corriente en la bobina 902. Comparando la fem medida con la fem medida encontrada durante la calibración, en 1010, es posible estimar qué intensidad de campo electromagnético produciría en la ubicación objetivo esa corriente en la bobina 902, y estimar cómo debería cambiarse la corriente en la bobina 902 para producir la intensidad del campo electromagnético terapéutico especificada en la ubicación objetivo. En 1012, la corriente en la bobina 902 se cambia a ese valor estimado y se realiza la terapia usando el valor ajustado de la corriente.

Opcionalmente, el parche 900 también tiene un modo de funcionamiento en el que la bobina 904 genera sus propios campos electromagnéticos terapéuticos en la ubicación objetivo en la parte del cuerpo 906, que se suman a los campos generados por la bobina 902. En este caso, la bobina 904 también tiene corriente pasando a través de ella, cuando se realiza el tratamiento, y se tiene en cuenta la corriente que pasa a través de la bobina 904, al calcular la corriente que se debería hacer pasar a través de la bobina 902, para obtener la intensidad del campo electromagnético especificada en la ubicación objetivo. Opcionalmente, la fem medida en la bobina 904 también se usa para ajustar la corriente que pasa a través de la bobina 904, con el fin de producir una intensidad de campo electromagnético terapéutico especificada en la ubicación objetivo.

Cuando el parche 900 tiene un modo de funcionamiento en el que las bobinas 902 y 904 se usan ambas para generar campos en la ubicación objetivo en la parte del cuerpo, este permanece opcionalmente en este modo de funcionamiento la mayor parte del tiempo, mientras continúa el tratamiento. Pero ocasionalmente, o a intervalos regulares, el parche 900 puede pasar al modo de funcionamiento en el que se utiliza la bobina 904 para medir la fem inducida por la bobina 902, al menos durante un breve periodo de tiempo. Esto se puede hacer, por ejemplo, si el personal médico solicita una lectura de fem en la bobina 904, por ejemplo usando un enlace de comunicaciones con el controlador 910. De forma alternativa o adicional, el controlador 910 puede programarse para conmutar el parche 900 al modo en el que se mide fem en la bobina 904, durante un corto espacio de tiempo, por ejemplo durante 1 segundo, a intervalos regulares, por ejemplo una vez por hora, o una vez al día. Opcionalmente, las mediciones regulares de fem en la bobina 904 se utilizan en un circuito de realimentación cerrado para mantener la intensidad del campo electromagnético en la ubicación objetivo en un valor especificado.

Opcionalmente, la fem medida en la bobina 904 se usa para calcular la distancia entre la bobina 902 y la bobina 904, cuando el parche 900 está colocado en su sitio alrededor de la parte del cuerpo 906, y esa distancia se usa para estimar la distancia de las bobinas 902 y 904 a la ubicación objetivo, y a continuación para estimar cuánta corriente se necesita en las bobinas 902 y 904 para producir la intensidad del campo electromagnético especificada en la ubicación objetivo, por ejemplo usando software de simulación magnética. Alternativamente, la distancia de la bobina 902 a la bobina 904, y la distancia a la ubicación objetivo, nunca se calcula explícitamente, sino que la fem medida de la bobina 904 cuando el parche 900 está colocado en su sitio alrededor de la parte del cuerpo 906 se compara con el valor medido de la fem cuando se calibró el parche 900, por ejemplo, se encuentra una relación y/o diferencia en los valores de fem, y esa relación y/o diferencia se usa directamente para calcular la corriente que debería usarse en las bobinas 902 y 904 para obtener la intensidad del campo electromagnético especificada en la ubicación objetivo.

La fem medida de la bobina 904, y/o la distancia entre la bobina 902 y la bobina 904 que se puede calcular a partir de ella, también se puede usar de otras maneras, para obtener información sobre el estado de la parte del cuerpo 906. Por ejemplo, la fem de la bobina 904, inducida por la bobina 902, se mide regularmente durante el tratamiento de la parte del cuerpo 906. Si la distancia parece estar aumentando con el tiempo, porque la fem medida en la bobina 904 está disminuyendo con el tiempo, para la misma corriente en la bobina 902, entonces eso podría indicar que la parte del cuerpo 906 está sufriendo inflamación. Opcionalmente, las mediciones de fem de la bobina 904 se comunican al personal médico, usando un canal de comunicaciones, por ejemplo un canal de comunicaciones inalámbrico, en el controlador 910. En base al grado y la velocidad de inflamación inferidos de las mediciones de fem, el personal médico podría decidir que es apropiada alguna intervención médica, para reducir la inflamación. Alternativamente, el personal médico podría decidir, en base a las mediciones de la fem, que la inflamación es de un grado esperado para ese tipo de fractura ósea y que no es necesaria ninguna intervención.

Si se infiere que la distancia entre las bobinas 902 y 904 está disminuyendo con el tiempo, a partir de un aumento en la fem inducida en la bobina 904 para una corriente determinada en la bobina 902, entonces eso podría indicar que la parte del cuerpo 906 se está contrayendo, tal vez debido a una reducción de la inflamación a medida que sana la fractura ósea, o debido a la pérdida de músculo. Cualquiera que sea la causa de la contracción de la parte del cuerpo 906, esta podría indicar que el yeso se está aflojando demasiado y ya no puede mantener el hueso 908 en su sitio mientras se cura la fractura. En ese caso, podría ser médicamente aconsejable retirar el yeso y reemplazarlo. Por otro lado, si la parte del cuerpo 906 se está contrayendo, pero más lentamente de lo esperado, eso podría indicar que el hueso 908 no está curando correctamente.

Uso ejemplar del parche debajo del yeso

La Figura 11 muestra esquemáticamente un yeso 1100 que cubre un parche electrónico 1102, en contacto con una parte del cuerpo 1104, dentro de la cual hay una zona de fractura 1106 que está siendo tratado mediante campos electromagnéticos generados por el parche electrónico 1102. El parche electrónico 1102 incluye una bobina 1108, una batería 1110 y un paquete de electrónica 1112. Opcionalmente, también hay una segunda bobina, como se describe por ejemplo para el parche mostrado en la Figura 4A o en la Figura 4B. Opcionalmente, el parche electrónico 1102 incluye sensores que pueden obtener datos directamente de la piel de la parte del cuerpo, debajo del yeso. Por ejemplo, el sensor 1114 es un sensor de presión y el sensor 1116 es un sensor de oxígeno en sangre. Los sensores forman parte opcionalmente del paquete de electrónica 1112, o al menos están conectados al paquete de electrónica para alimentación y procesamiento de datos. Opcionalmente, uno o más de los sensores hacen que una luz de advertencia 1118, ubicada fuera del yeso, se encienda bajo ciertas condiciones, tales como un bajo nivel de oxígeno en sangre que puede indicar que el yeso está demasiado apretado. Tanto el sensor de presión como el sensor de oxígeno en sangre se pueden usar para detectar si la presión debajo del yeso está aumentando, por ejemplo debido a la inflamación de la parte del cuerpo 1104, o si la presión es demasiado alta porque el yeso se colocó demasiado apretado desde el principio, lo cual puede interferir con la circulación sanguínea, provocando una caída en los niveles de oxígeno en sangre en la piel debajo del yeso. El sensor de presión también puede detectar cuándo está cayendo la presión debajo del yeso, lo que podría significar que la inflamación de la parte del cuerpo está disminuyendo o que se está perdiendo masa muscular. Si la presión disminuye demasiado, el yeso podría estar demasiado flojo para mantener de forma eficaz el hueso fracturado en su sitio, y podría ser médicamente aconsejable retirar el yeso y reemplazarlo por uno que se ajuste mejor.

El enlace de comunicaciones 1120, opcionalmente un enlace de comunicaciones inalámbrico, se usa opcionalmente para transmitir los datos del sensor y otros datos generados por el parche 1102 al personal médico, incluidos datos sobre la fem inducida en una segunda bobina, como se describió anteriormente en las Figuras 9 y 10. El enlace de comunicaciones 1120 es opcionalmente unidireccional, por ejemplo comunicando datos desde el parche 1102 al personal médico. Alternativamente, el enlace de comunicaciones 1120 es bidireccional y es utilizado por el personal médico para controlar el funcionamiento del parche 1102 cuando está debajo del yeso 1100 y no es fácilmente accesible. Por ejemplo, el personal médico podría usar el enlace de comunicaciones 1120 para solicitar al parche 1102 que obtenga ciertos datos, o para encender o apagar el parche 1102, o para cambiar parámetros de su funcionamiento, tales como la tasa de repetición del pulso o la amplitud del campo. Alternativamente, el enlace de comunicaciones es unidireccional, pero se usa únicamente para controlar el parche 1102 desde el exterior, no para obtener datos del mismo.

Opcionalmente, el parche 1102 tiene un interruptor de encendido/apagado 1122. Opcionalmente, el interruptor 1122 se usa sólo antes de que el yeso 1100 cubra el parche 1102, y no se puede acceder a él una vez que se ha cubierto el parche 1102. Alternativamente, se puede usar el interruptor 1122 cuando el parche 1102 está cubierto por el yeso 1100. Los posibles diseños para el interruptor 1122 incluyen:

1. Una cápsula que, cuando se rompe, enciende el parche, por ejemplo como una barra de luz.

2. Un activador externo que enciende el parche a distancia usando inducción electromagnética.

3. Un cable de tracción.

4. Un interruptor magnético que se enciende y apaga mediante un imán.

Opcionalmente, también se pueden usar interruptores que funcionan mediante cualquiera de estos métodos, o cualquier otro método, para iniciar una prueba para ver si el parche está funcionando correctamente, y se pueden usar para cambiar ajustes como los niveles de potencia.

Opcionalmente, si la batería es recargable, se puede recargar usando la bobina 1108 u otra bobina no mostrada en la Figura 11, usando una bobina externa para transferir energía a la bobina 1108 de forma inductiva, incluso si la bobina 1108 está debajo del yeso.

Las Figuras 14 y 15 muestran diagramas de bloques para circuitos que permiten que la bobina reciba una orden externa para activar el parche cuando está desactivado. En la Figura 14, la bobina, etiquetada "Bobina de transmisión de campo" funciona como una bobina receptora de radio, que recibe una señal de un activador externo para activar el parche. La bobina hace pasar la señal a un Detector de órdenes de RF entrantes, que interpreta la señal e indica al Control maestro de encendido/apagado que active el circuito de ahorro de energía que genera los pulsos. Existe también un módulo de "Temporización de encendido/apagado del temporizador de control del interruptor" que se muestra en la Figura 14, que conecta o desconecta el circuito de ahorro de energía y la batería, usando el Interruptor de Alta Velocidad, de acuerdo con los tiempos de encendido y apagado programados en el temporizador. La Figura 15 proporciona más detalles de cómo se implementa el diagrama de bloques de la Figura 14 en un sistema diseñado por los inventores. El módulo Búfer de Rx de la Figura 15, similar al Detector de órdenes de RF entrantes de la Figura 14, interpreta las señales de RF transmitidas por un activador externo y recibidas por la bobina de transmisión de campo, y envía las órdenes de encendido/apagado a un Microcontrolador. El Microcontrolador, que está siempre conectado a la batería para recibir las órdenes de encendido/apagado, conecta o desconecta la batería del Controlador de Tx, los circuitos, que se muestran esquemáticamente en la Figura 6 y con más detalle en la Figura 13, que generan los pulsos de corriente. El Controlador de Tx se muestra conectado al condensador de resonancia y a la bobina de transmisión de campo en serie, como se muestra en la Figura 6. Opcionalmente, la bobina de transmisión de campo aún es capaz de recibir órdenes del activador, incluso cuando la bobina está generando pulsos de corriente, porque las señales de RF tienen una frecuencia mucho más alta que los pulsos de corriente y se pueden separar de los pulsos de corriente mediante un filtro adecuado.

La Figura 12 muestra un diagrama de flujo 1200, para eventos que se producen durante el tiempo que se usa un parche electrónico, como los descritos en el presente documento, para promover la curación del tejido en una zona objetivo, como una zona de hueso fracturado, usando campos electromagnéticos pulsados. El diagrama de flujo 1200 concierne a principalmente de un parche electrónico que está situado debajo de un yeso, pero no está limitado a ese caso.

En 1202, el parche se enciende. En 1204, el parche se coloca en una parte del cuerpo adyacente a la zona objetivo. En 1206, la parte del cuerpo, que incluye opcionalmente el parche, se cubre opcionalmente con un yeso. En 1208, durante el tratamiento, el parche se apaga y enciende periódicamente. Por ejemplo, el parche se enciende opcionalmente solo durante un número limitado de horas cada día. Opcionalmente, el apagado y encendido del parche se realiza automáticamente con algún tipo de temporizador, posiblemente una función de temporizador en el paquete de electrónica, como el módulo "Temporizador de Control del Interruptor" que se muestra en la Figura 14. Alternativamente, se hace manualmente, por ejemplo usando un interruptor que es accesible desde fuera del yeso, si hay un yeso que cubre el parche. Por ejemplo, se utiliza opcionalmente un activador externo para encender el parche cuando está "durmiendo" enviando una señal de radio que es recibida por la bobina, interpretada por el módulo Decodificador de Órdenes de RF Entrantes que se muestra en la Figura 14, y enviada al módulo de Control maestro de encendido/apagado. Por supuesto, el módulo Temporizador de Control del Interruptor, el módulo de Control maestro de encendido/apagado y el módulo Decodificador de Órdenes de RF están todos encendidos opcionalmente, conectados a la batería, incluso cuando el parche está desactivado, para que estos módulos puedan funcionar como se ha descrito, para encender el parche.

En 1210 se obtienen opcionalmente imágenes médicas de la parte del cuerpo, para monitorizar la curación del tejido, por ejemplo imágenes de rayos X. En 1212, se controla opcionalmente la presión y/o la inflamación de la parte del cuerpo, usando un sensor debajo del yeso, o usando una segunda bobina para medir la tensión fem inducida por una primera bobina. En 1214, si se encuentra que la presión y/o la inflamación son demasiado altas o demasiado bajas, se realiza opcionalmente algún tipo de intervención. En 1216, el yeso y el parche se retiran al final del tratamiento, por ejemplo cuando el tejido ha cicatrizado.

Parámetros para diferentes huesos

La Tabla 1 muestra parámetros de bobina ejemplares que los inventores creen que serán útiles para varios tipos diferentes de huesos.

Tabla 1. Parámetros de bobinas para diferentes huesos.

Opcionalmente, se utilizan diferentes ajustes de potencia para diferentes individuos que tienen diferentes cantidades de grasa subcutánea en sus cuerpos, lo que puede afectar a la distancia de la bobina a la zona objetivo en el hueso y, por lo tanto, la potencia necesaria para producir campos electromagnéticos de una intensidad especificada en la zona objetivo. Por ejemplo, puede haber diferentes ajustes de potencia para hombres delgados, hombres con sobrepeso, mujeres delgadas y mujeres con sobrepeso. El objetivo puede ser producir un campo magnético de entre 50 y 500 pT en la zona objetivo, por ejemplo 200 pT.

Tal como se utiliza en el presente documento, el término "aproximadamente" se refiere a ±10%.

Los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "que tiene" y sus conjugados significan "que incluye pero no limitado a".

El término "que consta de" significa "que incluye y limitado a".

El término "que consiste esencialmente en" significa que la composición, método o estructura puede incluir ingredientes, pasos y/o partes adicionales, pero sólo si los ingredientes, pasos y/o partes adicionales no alteran materialmente las características básicas y novedosas de la composición, método o estructura reivindicados.

Tal como se utiliza en el presente documento, la forma singular "un", "una" y "el", “la” incluye referencias en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por ejemplo, el término "un compuesto" o "al menos un compuesto" puede incluir una pluralidad de compuestos, incluidas mezclas de los mismos.

A lo largo de esta solicitud, se pueden presentar diferentes realizaciones de esta invención en un formato de rango. Debería entenderse que la descripción en formato de rango es simplemente por conveniencia y brevedad y no debería interpretarse como una limitación inflexible al alcance de la invención. Por consiguiente, se debería considerar que la descripción de un rango ha descrito específicamente todos los subrangos posibles, así como los valores numéricos individuales dentro de ese rango. Por ejemplo, se debería considerar que la descripción de un rango tal como de 1 a 6 tiene subrangos específicamente descritos como por ejemplo de 1 a 3, de 1 a 4, de 1 a 5, de 2 a 4, de 2 a 6, de 3 a 6, etc., así como números individuales dentro de ese rango, por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Esto se aplica independientemente de la amplitud del rango.

Siempre que en el presente documento se indica un rango numérico, se pretende incluir cualquier número citado (fraccionario o entero) dentro del rango indicado. Las frases "que va/varía entre" un primer número indicado y un segundo número indicado y "que va/varían desde" un primer número indicado "hasta" un segundo número indicado se utilizan en el presente documento de forma intercambiable y pretenden incluir los números indicados primero y segundo y todos los números fraccionarios y enteros entre ellos.

Tal como se utiliza en el presente documento, el término "método" se refiere a maneras, medios, técnicas y procedimientos para realizar una tarea determinada, incluidos, entre otros, aquellas maneras, medios, técnicas y procedimientos conocidos o fácilmente desarrollados a partir de maneras, medios, técnicas y procedimientos conocidos por profesionales de las artes químicas, farmacológicas, biológicas, bioquímicas y médicas.

Tal como se utiliza en el presente documento, el término "tratar" incluye anular, inhibir sustancialmente, ralentizar o revertir el avance de una afección, mejorar sustancialmente los síntomas clínicos o estéticos de una afección o prevenir sustancialmente la aparición de síntomas clínicos o estéticos de una afección.

Se aprecia que ciertos rasgos de la invención, que, para mayor claridad, se describen en el contexto de realizaciones independientes, también pueden proporcionarse en combinación en una única realización. Por el contrario, diversos rasgos de la invención, que, por brevedad, se describen en el contexto de una única realización, también pueden proporcionarse por separado o en cualquier subcombinación adecuada o según sea adecuado en cualquier otra realización descrita de la invención. Ciertos rasgos descritos en el contexto de diversas realizaciones no deben considerarse rasgos esenciales de esas realizaciones, a menos que la realización sea inoperativa sin esos elementos.

Diferentes realizaciones y aspectos de la presente invención como se describió anteriormente y como se reivindica en la sección de reivindicaciones más adelante encuentran soporte calculado en los siguientes ejemplos.

Ejemplos

Se hace referencia ahora a los siguientes ejemplos, que junto con las descripciones anteriores ilustran algunas realizaciones de la invención de forma no limitativa.

Un objeto de la presente invención es proporcionar medios para promover la fijación o fusión ósea en un tiempo de recuperación significativamente reducido en relación con los medios de la técnica anterior.

La presente invención, en algunas de sus realizaciones, proporciona un parche electrónico para estimular la osteogénesis en una zona de hueso fracturado, que comprende una bobina (o bobinas) continua, una fuente de alimentación, un controlador con un circuito de ahorro de potencia, también denominado circuito de ahorro de energía, que está conectado a un conductor de dicha bobina y es alimentado por dicha fuente de energía para controlar las propiedades de un campo electromagnético generado que se propaga desde dicha bobina hasta una zona de hueso fracturado, donde dicha bobina, fuente de energía y controlador están integrados con un sustrato flexible aplicado externamente a una extremidad lesionada asociada con dicha zona de hueso fracturado.

En un aspecto, la bobina tiene una configuración simétrica y la bobina está configurada para provocar que campos electromagnéticos que se propagan desde partes correspondientes de la misma se superpongan entre sí en la zona de hueso fracturado e incrementen la estimulación de la osteogénesis en el mismo.

En un aspecto, el controlador comprende un modulador de corriente pulsada. Cada pulso que es generado por el modulador de corriente tiene una duración suficiente para garantizar que la cantidad total acumulada de energía asociada con el campo electromagnético que es absorbida durante un período predeterminado por una región ósea asociada con la zona de hueso fracturado sea mayor que una cantidad predeterminada.

En un aspecto, un temporizador está adaptado para modular una forma de onda pulsada de forma continua según un ciclo de trabajo deseado. Debería entenderse que "ciclo de trabajo" aquí puede tener un significado diferente al que tiene en algunas de las descripciones anteriores, en las que se refiere a la fracción de tiempo de pulso dentro de la forma de onda pulsada. Aquí, puede referirse a la fracción de tiempo en que se produce la forma de onda pulsada. En un aspecto, el temporizador está adaptado para modular una forma de onda pulsada y una dirección de propagación, durante una duración de modulación predeterminada, para ahorrar consumo de energía de la batería usando un efecto similar a un péndulo.

En un aspecto, el campo electromagnético generado tiene una densidad de flujo que varía de 0.1 a 0.5 mT, de 0.5 a 0.8 mT, de 0.8 a 2 mT, de 2 a 5 mT o de 0.2 a 5 mT en el punto de fractura.

En un aspecto, la frecuencia de la corriente pulsada varía de 1 a 1000 Hz, de 1 a 100 kHz o de 1 Hz a 100 kHz y de 100 KHz a 40 MHz.

En un aspecto, la corriente pulsada tiene una amplitud promedio que varía de 10 nA a 50 pA, de 15 a 100 pA, de 0.1 a 2 mA, de 20 a 3000 mA, o de 1 pA a 2000 pA.

En un aspecto, el módulo de control puede estar compuesto por un circuito donde una relación entre dicho mantenimiento y dicha carga oscila entre aproximadamente 1:600 y aproximadamente 1:5000.

En un aspecto, la corriente pulsada tiene una duración de pulso que varía de 5 a 30 microsegundos, de 30 a 50 microsegundos, de 50 a 200 microsegundos, o de 5 a 200 microsegundos.

En un aspecto, la corriente pulsada tiene una duración de pulso que oscila entre 1,3 milisegundos y 67 milisegundos. En un aspecto, el temporizador está adaptado para modular una forma de onda pulsada seleccionada del grupo que consiste en una forma de onda cuadrada, una forma de onda triangular, una forma de onda en forma de diente de sierra y una forma de onda sinusoidal.

En un aspecto, la bobina tiene un número de espiras que oscila entre una y diez.

En un aspecto, la bobina tiene un número de espiras que oscila entre 1 y 1000.

En un aspecto, la bobina tiene un número de espiras que oscila entre 300 y 1000.

En un aspecto, la bobina tiene un número de espiras que oscila entre 15 y 300.

En un aspecto, la fuente de energía es una batería que tiene una capacidad suficiente para alimentar el modulador de corriente durante todo un período de curación anticipado.

En un aspecto, la fuente de energía se selecciona del grupo que consiste en un dispositivo piezoeléctrico para generar piezoelectricidad, un condensador, una dinamo y un actuador electrocinético.

El parche electrónico puede ser desechable, adaptado para un solo uso, o reutilizable y puede aplicarse por debajo o por encima de un yeso.

El parche electrónico puede tener una configuración circular, una configuración rectangular y la separación radial entre cada par de espiras adyacentes puede ser diferente.

El parche electrónico puede comprender un controlador para controlar las propiedades del campo electromagnético generado. El controlador puede comprender uno o más de los siguientes:

un modulador de corriente;

un circuito de ahorro de energía;

un temporizador;

un microinterruptor;

un oscilador;

un transmisor-receptor inalámbrico;

un inversor.

El parche electrónico puede incluir componentes electrónicos que se fabrican mediante termocompresión de matriz adelgazada laminada en películas LCP.

Las técnicas de electrónica impresa pueden incluir una PCB rígida y una batería con una separación adecuada entre ellas para proporcionar un nivel de flexibilidad.

El parche electrónico puede incluir un oscilador que está adaptado para generar pulsos de corriente que son de forma de onda rectangular, triangular, en diente de sierra y sinusoidal.

Se puede usar un temporizador para modular la forma de onda desactivando periódicamente el suministro de energía desde la batería al oscilador para lograr un ciclo de trabajo deseado que es esencial para ahorrar energía.

El parche electrónico puede comprender además un inversor en comunicación eléctrica con el oscilador para cambiar periódicamente la dirección de las líneas del campo magnético y mejorar así adicionalmente la velocidad de osteogénesis.

El controlador puede estar adaptado para funcionar en un modo de suspensión mediante el cual los componentes electrónicos están inactivos cuando el parche electrónico está almacenado.

En un aspecto, se utiliza la siguiente combinación de parámetros:

a) un espesor de parche de 2-10 mm;

b) un diámetro de parche de 50-100 mm;

c) una capacidad de batería de 300-800 mA*h, o de 90-2000 mA*h, o de 30-2000 mA*h;

d) una tensión nominal de la batería de 3-10 V o de 3-20 V;

e) una corriente máxima de batería de 2 A;

f) una corriente de pulso máxima de 1.5 A, o de 3 A;

g) una frecuencia de campo electromagnético de 50-500 kHz o de 10-100 kHz;

h) 2-50 pulsos por segundo;

i) un ciclo de trabajo de 1:750-1:5000;

j) un sustrato flexible hecho de silicona biocompatible;

k) activación inalámbrica;

l) Intensidad de campo: 0.1 a 0.5 mT

m) Corriente de la bobina: 50mA a 2A o 6A (p-p)

n) Duración del pulso: 10us a 100us

o) Forma del pulso: sinusoidal

Un aspecto de la presente invención, en algunas de sus realizaciones, es un parche electrónico aplicado externamente a una extremidad lesionada, particularmente una asociada con un hueso fracturado. En determinadas circunstancias, un médico que monitoriza la recuperación del hueso fracturado puede decidir aplicar el parche electrónico por debajo o por encima del yeso. El parche electrónico comprende un modulador de corriente que funciona constantemente para generar un campo electromagnético que estimula eficazmente la osteogénesis, o desarrollo óseo. Aunque el parche comprende componentes electrónicos, es suficientemente flexible para ser aplicado alrededor de la circunferencia del miembro lesionado. El parche electrónico puede ser desechable, estar adaptado para un uso único o, alternativamente, puede reutilizarse.

El parche 10 de la Figura 1 comprende una bobina continua 5, que puede ser una bobina o bobinas de múltiples espiras, para enfocar el campo electromagnético generado sobre una zona de hueso fracturado. La bobina 5 se muestra en la Figura 1 como una configuración circular donde la separación radial entre cada par de espiras adyacentes es uniforme, pero también puede ser de cualquier otra configuración simétrica, tal como rectangular, o cualquier configuración asimétrica, y la separación radial entre cada par de espiras adyacentes puede ser diferente. Cuando el parche 10 se coloca encima de una superficie plana, todas las espiras de la bobina 5 son coplanares y cada espira es concéntrica con una espira adyacente.

Un controlador, parte del paquete de electrónica 7, alimentado por la batería 9, está conectado al conductor de la bobina 5 para controlar las propiedades del campo electromagnético generado que se propaga desde la bobina hasta la zona de hueso fracturado. El controlador comprende un modulador de corriente y un circuito de ahorro de energía para regular la corriente necesaria para generar el campo electromagnético, pero también puede comprender otros componentes electrónicos seleccionados de entre, entre otros, un temporizador, un microinterruptor, un oscilador, un transmisor-receptor inalámbrico y un inversor.

Aunque los dos únicos componentes ilustrados que se muestran colocados radialmente hacia dentro con respecto a la bobina 5 son el paquete de electrónica 7 y la batería 9, se apreciará que cualquier otro componente electrónico puede colocarse externamente al paquete de electrónica 7 siempre y cuando se conserve la compacidad de parche 10 colocándolo radialmente hacia dentro con respecto a la bobina 5.

Como se describió anteriormente, al parche 10 se le puede impartir suficiente flexibilidad para facilitar la aplicación del mismo alrededor de la circunferencia de una extremidad lesionada. Para lograr el grado de flexibilidad requerido, los componentes electrónicos pueden fabricarse mediante técnicas de electrónica impresa de bajo coste y embeberse dentro de, o integrarse de otro modo con, uno o más sustratos flexibles 3 para producir un parche monolítico. Cada sustrato flexible 3 puede ser un sustrato de silicona, un sustrato de poliimida, un sustrato de polímero de cristal líquido (LCP), un sustrato laminado de película multicapa, un sustrato de lámina o una combinación de los mismos. Se pueden fabricar componentes electrónicos flexibles mediante termocompresión de matriz adelgazada laminada en películas LCP de modo que las películas encapsulen completamente la matriz.

Alternativamente, las técnicas de electrónica impresa pueden incluir una PCB rígida y una batería con una separación adecuada entre ellas para proporcionar cierto nivel de flexibilidad.

La superficie inferior 11 del sustrato flexible 3 puede estar provista de medios de aplicación, tales como elementos adhesivos para adhesión a una superficie de la piel o clips para engrane con una barba u otra superficie de la piel cubierta de pelo.

Para minimizar el consumo de batería, el oscilador está adaptado para generar una pluralidad de pulsos de corriente, por ejemplo pulsos rectangulares, para excitar la bobina mediante una frecuencia y magnitud deseadas, para inducir un flujo magnético deseado. Por supuesto, para excitar la bobina también se pueden usar otras formas de onda, tales como una forma de onda triangular, de diente de sierra y sinusoidal. El temporizador modula la forma de onda desactivando periódicamente el suministro de energía de la batería al oscilador para lograr un ciclo de trabajo deseado que sea potencialmente útil para ahorrar energía. Se puede emplear un inversor en comunicación eléctrica con el oscilador para cambiar periódicamente la dirección de las líneas del campo magnético y mejorar así adicionalmente la tasa de osteogénesis.

Además, el controlador puede funcionar en un modo de suspensión mediante el cual los componentes electrónicos están inactivos cuando el parche electrónico está almacenado. El controlador se activa en respuesta a una presión predeterminada detectada por el microinterruptor a través del sustrato flexible tras la aplicación externa del parche electrónico a la extremidad lesionada. Alternativamente, el controlador puede activarse mediante una orden inalámbrica transmitida al transmisor-receptor, un gatillo de presión, un gatillo magnético o aplicando una inducción eléctrica externa.

Como medios adicionales para minimizar el consumo de batería, el controlador en conjunto con el temporizador puede ser operable para reducir la magnitud de la corriente de excitación después de un intervalo predeterminado, por ejemplo una semana, tras la activación del controlador. Durante este intervalo, el campo electromagnético generado estimuló la osteogénesis en la zona de hueso fracturado en un grado tan significativo que la osteogénesis continuará incluso después de que se reduzca la magnitud de la corriente de excitación.

Además de una batería, los componentes electrónicos pueden ser alimentados por cualquier otra fuente de energía bien conocida por los expertos en la técnica, incluido un dispositivo piezoeléctrico para generar piezoelectricidad, un condensador que se carga mediante un dispositivo de radiofrecuencia ubicado en el domicilio de un paciente y por lo tanto no requeriría servicios ambulatorios, una dinamo y un actuador electrocinético, por ejemplo uno que emplee un elemento magnético que sea desplazable a lo largo de una bobina.

La Figura 3 es una vista esquemática en sección transversal del miembro lesionado 15 al que se aplica externamente el parche electrónico 10, que ilustra la capacidad de la bobina para enfocar el campo electromagnético generado sobre la zona de hueso fracturado 14. Durante el funcionamiento del modulador de corriente, fluye corriente a través de las partes de bobina diametralmente opuestas 5A y 5B, y campos electromagnéticos 17A y 17B, respectivamente, se propagan en ángulo recto con respecto a un conductor correspondiente de una parte de bobina. La magnitud del flujo magnético es máxima en la superficie de la piel 19 y se reduce en función de la distancia al conductor. A una profundidad predeterminada por debajo de la superficie de la piel 19 que coincide con la ubicación de la zona de hueso fracturado 14, por ejemplo 30 mm, los campos electromagnéticos 17A y 17B se superponen entre sí. Aunque la magnitud del flujo magnético se ha reducido en la zona de hueso fracturado 14, es aditiva con respecto al campo electromagnético que se propaga desde la parte de bobina diametralmente opuesta. De manera similar, otros campos electromagnéticos que se propagan desde otras partes de bobina correspondientes se superponen entre sí en la zona de hueso fracturado 14. En consecuencia, la zona de hueso fracturado 14 se ve afectada por un campo electromagnético que tiene una magnitud sorprendentemente alta de flujo magnético que acelera la estimulación de la osteogénesis.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un parche electrónico (10) para estimular la curación de tejido en una zona objetivo (14), lo suficientemente flexible para adaptarse generalmente a una superficie del cuerpo adyacente a la zona objetivo, que comprende:

a) una batería (9) o una disposición de múltiples baterías de menos de 5 mm de espesor;

b) un condensador (1404) conectado directamente a una bobina (5, 1402);

c) circuitos de generación de pulsos (7), alimentados por la batería o baterías, que producen pulsos de corriente (800) en la bobina, produciendo la corriente un campo electromagnético (17) en la zona objetivo para estimular la curación del tejido durante los pulsos;

caracterizado por que el condensador está conectado directamente a la bobina en serie, y el circuito de generación de pulsos aplica una tensión (1406, 1408) a través del condensador y la bobina en serie, y cambia repetidamente la tensión (1410, 1412) a través del condensador y la bobina en serie, para producir los pulsos de corriente en la bobina, procediendo la mayor parte de la energía del campo electromagnético del condensador al comienzo de un pulso y regresando al condensador al final de un pulso.

2. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el circuito de generación de pulsos cambia repetidamente la tensión alternando entre la aplicación de una tensión a través del condensador y la bobina en serie durante una duración de un pulso (806-810) y la aplicación de una tensión diferente a través del condensador y la bobina en serie durante un pulso (812-816) siguiente, produciendo pulsos consecutivos de sustancialmente la misma duración y con corrientes en direcciones opuestas.

3. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que las duraciones de los pulsos son sustancialmente iguales a la mitad de un período de onda de una frecuencia de resonancia (LC)-1/2 de la bobina y el condensador, hasta el orden mínimo en una fracción de la energía del campo electromagnético que se disipa durante cada pulso.

4. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el generador de pulsos está configurado para producir uno o más períodos de pulsos adicionales durante los cuales la bobina produce el campo electromagnético en la zona objetivo, alternando al menos algunos de los períodos de pulsos con períodos sin pulsos (parte plana de la "Corriente de bobina" en la Figura 16) en los cuales sustancialmente no se produce ningún campo electromagnético en la zona objetivo.

5. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el generador de pulsos está configurado para producir pulsos a intervalos tales que un ciclo de trabajo, definido como una relación entre los períodos de pulsos y el tiempo total, sea inferior al 1%.

6. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que el generador de pulsos está configurado para producir períodos de pulsos, cada uno con dos pulsos consecutivos, alternando con los períodos sin pulsos.

7. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los períodos sin pulsos son de entre 0,02 y 0,5 segundos.

8. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que más del 90% de la energía del campo electromagnético proviene del condensador al comienzo de un pulso y regresa al condensador al final de un pulso.

9. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cualquier componente rígido del parche no tiene una anchura superior a 25 mm en una dirección en la que el parche es flexible, y cualesquiera dos componentes rígidos del parche, dispuestos en una dirección en la que el parche es flexible, están separados por al menos 1,5 mm.

10. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, configurado para producir pulsos de corriente que consumen menos de 2000 mA-hora de corriente de batería si funciona durante 50 días.

11. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, con un espesor inferior a 10 mm que incluye la batería o baterías, el condensador, la bobina y los circuitos de generación de pulsos.

12. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el tiempo desde el comienzo hasta el final de un pulso es de entre 5 microsegundos y 100 microsegundos, en funcionamiento en estado estacionario.

13. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la corriente máxima en la bobina es de entre 25 mA y 3 A.

14. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el campo magnético del campo electromagnético en la zona objetivo es de entre 0,05 y 0,5 mT.

15. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el parche comprende un sustrato de un material biocompatible flexible (422), que proporciona flexibilidad al parche.

16. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, que es resistente al agua durante dos exposiciones de media hora al agua cada día durante 50 días.

17. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, que también comprende:

a) un sensor de presión (1114) configurado para medir la presión de un yeso usado por el paciente sobre el parche electrónico, o un sensor de oxígeno en sangre (1116) configurado para medir un nivel de oxígeno en sangre en la piel del paciente adyacente al parche electrónico parche, o ambos; y

b) un enlace de comunicaciones (1120) configurado para comunicar resultados de la medición o mediciones del sensor.

18. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, para uso en una parte del cuerpo cilíndrica (500), dimensionado para ser enrollado al menos parcialmente la parte del cuerpo cilíndrica, con una primera parte del parche, que comprende la bobina (402 o 418), en un lado, y una segunda parte del parche que comprende otra bobina (404 o 420), en otro lado, contribuyendo también la otra bobina al campo electromagnético en la zona del hueso cuando la corriente fluye en él, y con el generador de pulsos (410 o 426) configurado para transferir la mayor parte de la energía del campo electromagnético de ambas bobinas desde el mismo condensador y/o desde un condensador diferente al comienzo de un pulso y para devolver la mayor parte de la energía del campo electromagnético de ambas bobinas a dicho condensador o condensadores al final de un pulso.

19. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, para producir un nivel especificado del campo electromagnético en una zona objetivo en una parte cilíndrica del cuerpo, comprendiendo el parche electrónico una primera parte y una segunda parte, y configurado para colocar la primera parte en un lado y la segunda parte en un lado diferente de la parte del cuerpo cilíndrica, comprendiendo la primera parte la bobina (902), y comprendiendo la segunda parte una segunda bobina (904) también configurada para contribuir al campo electromagnético en la zona objetivo cuando pasan pulsos de corriente a través de él, comprendiendo el parche electrónico también un controlador (910) configurado para:

a) medir una tensión fem inducida en la segunda bobina cuando los circuitos de generación de pulsos generan pulsos de corriente en la bobina de la primera parte;

b) usar la fem medida para estimar un nivel requerido de corriente para la bobina en la primera parte, o para estimar los niveles requeridos de corriente para la bobina en la primera parte y para la segunda bobina, para producir el nivel especificado del campo electromagnético en la zona objetivo; y

c) hacer pasar el nivel requerido de corriente para la bobina en la primera parte a través de esa bobina, o hacer pasar los niveles requeridos de corriente para la bobina en la primera parte y para la segunda bobina a través de la bobina en la primera parte y a través de la segunda bobina respectivamente, produciendo el nivel especificado de campo electromagnético en la zona objetivo.

20. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, para producir un nivel especificado del campo electromagnético en una zona objetivo en una parte cilíndrica del cuerpo, comprendiendo el parche electrónico una primera parte y una segunda parte, y configurado para colocar la primera parte en un lado y la segunda parte en un lado diferente de la parte del cuerpo cilíndrica, comprendiendo la primera parte la bobina, y comprendiendo la segunda parte una segunda bobina también configurada para contribuir al campo electromagnético en la zona objetivo cuando pasan pulsos de corriente a través de ella, comprendiendo también el sistema electrónico parche un controlador configurado para:

b) repetir (a) en uno o más instantes diferentes durante la curación del tejido;

c) notificar al personal médico si la tensión fem inducida en la segunda bobina por los pulsos de corriente aumenta o disminuye con el tiempo a una velocidad que indica una inflamación o contracción médicamente significativa de la parte del cuerpo cilíndrica.

21. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una primera parte con la batería o una disposición de múltiples baterías, estando el condensador conectado directamente con la bobina en serie y el circuito generador de pulsos, y una segunda parte con una segunda batería o disposición de múltiples baterías, estando un segundo condensador conectado directamente con una segunda bobina en serie, y un segundo circuito generador de pulsos alimentado por la segunda batería o baterías, que aplica una tensión a través del segundo condensador y la segunda bobina en serie, y cambia repetidamente la tensión a través del segundo condensador y la segunda bobina en serie, para producir pulsos de corriente en la segunda bobina, contribuyendo también dicha corriente al campo electromagnético en la zona objetivo para estimular la curación del tejido durante el período de pulsos, procediendo la mayor parte de la energía del campo electromagnético de la segunda bobina del segundo condensador al comienzo de un pulso y regresando al segundo condensador al final de un pulso.

22. Un parche electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los circuitos de generación de pulsos descargan completamente la energía almacenada en el condensador para producir el campo electromagnético de la bobina para cada uno de los pulsos de corriente.