IT201800004525A1 - Sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare e moduli indossabili per tale sistema - Google Patents
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Description
Descrizione dell’Invenzione Industriale avente per titolo:
“Sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare e moduli indossabili per tale sistema”
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema programmabile e modulare per la stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare di un individuo e a moduli indossabili atti ad essere utilizzati nel sistema.
In particolare, l'invenzione si riferisce ad un sistema programmabile per la stimolazione elettrica funzionale con architettura wireless modulare, per la stimolazione elettrica funzionale o FES (Functional Electrical Stimulation).
La stimolazione elettrica funzionale consiste nell’applicazione di stimoli elettrici ad uno o più muscoli per provocarne la contrazione, al fine di generare un movimento funzionale al compimento di una determinata azione e/o esercizio da parte di un soggetto.
Sono noti sistemi comprendenti stimolatori neuromuscolari per l’utilizzo con protocolli FES.
Questi sistemi noti però non sono soddisfacenti e gli stimolatori neuromuscolari utilizzati presentano i seguenti problemi:
- gli stimolatori neuromuscolari noti hanno peso ed ingombro elevati; questo problema si traduce in una difficile esportazione del protocollo in contesti di vita quotidiana;
- difficoltà di programmazione del pattern di stimolazione. Sono infatti utilizzati software sviluppati ad-hoc che non sono personalizzabili dall’utente (personale medico o soggetto interessato), con conseguente riduzione dei gradi di libertà nella definizione del protocollo riabilitativo. In particolare, nel caso di FES utilizzata in applicazioni sportive, tale difficoltà si traduce anche in una carenza di flessibilità del sistema che risulta di conseguenza poco adattabile a contesti diversi (FES-Cycling, FES-Rowing ecc.) che richiedono l’utilizzo di differenti attrezzature sportive;
- difficoltà di sincronizzazione con sistemi di acquisizione di segnali (biomeccanici e/o bioelettrici) utilizzabili come variabili di controllo del pattern di stimolazione (ad esempio in sistemi di controllo ad anello chiuso).
Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore, fornendo un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale neuromuscolare e moduli indossabili per l’utilizzo nel sistema che consentano di generare un pattern di stimolazione opportuno e/o acquisire segnali provenienti da sensori esterni, utilizzando un’architettura wireless, composta da moduli programmabili tramite un linguaggio di programmazione ad alto livello; tale architettura permette di semplificare la realizzazione di un sistema di controllo del pattern di stimolazione per applicazioni FES e aumentarne la flessibilità in termini di personalizzazione di detto protocollo.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale del sistema neuromuscolare e moduli indossabili per l’utilizzo nel sistema come quelli descritti nelle rivendicazioni indipendenti. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà meglio descritta da una forma preferita di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1a rappresenta una vista schematica di un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale secondo la presente invenzione; - la Figura 1b rappresenta un esempio di applicazione di un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale in protocolli di FES-Rowing secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi di un modulo di stimolazione di un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale secondo la presente invenzione;
- la Figura 3 rappresenta uno schema a blocchi di uno stadio d’uscita del modulo di stimolazione di un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale secondo la presente invenzione; e
- la Figura 4 rappresenta uno schema a blocchi di un modulo di acquisizione di un sistema programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale secondo la presente invenzione.
Facendo riferimento alle Figure, il sistema 10 programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale (FES) neuromuscolare secondo l’invenzione è preferibilmente un sistema multi-canale e comprende almeno un modulo 20, 30 wireless che è atto ad essere posizionato su un soggetto; in modo preferito il sistema 10 comprende una pluralità di moduli 20, 30 wireless atti a costituire una rete di moduli indossabili (body network – BN) collegati fra loro in modalità wireless. Il sistema 10 è di tipo multi-canale (ovvero può comprendere più canali di stimolazione e/o acquisizione di biosegnali), poiché è possibile utilizzare tanti moduli quanti sono i canali e/o segnali necessari. Nell’esempio di Figura 1b vengono utilizzati due moduli di stimolazione 20 e cinque moduli di acquisizione dei segnali 30. I moduli di acquisizione di segnali 30 servono ad acquisire la posizione di braccio e avambraccio del soggetto (tramite sensori inerziali) e le posizioni di sedile, manicotto e carrello del remo-ergometro. Il sistema 10 dell’invenzione comprende due diverse tipologie di moduli 20, 30 wireless: 1) modulo di stimolazione 20 (Stimulation Unit – SU), mostrato in Fig. 2; 2) modulo di acquisizione di bio-segnali 30 (Bio-Signals Acquisition Unit - BU), mostrato in Fig. 4.
Detto modulo 20, 30 è atto a ricevere dati provenienti da sensori bioelettrici e/o biomeccanici e/o a generare un pattern di stimolazione in base a detti dati e sulla base di un algoritmo precedentemente definito dall’utente in fase di programmazione, sulla base dei segnali acquisiti, della tipologia di protocollo di stimolazione da attuare (FES-Rowing, FES-Cycling ecc.) e delle tipologia di muscoli da stimolare; detto modulo 20, 30 è inoltre atto ad essere programmato in maniera indipendente attraverso un linguaggio di programmazione ad alto livello, ad esempio Python, per il quale sono fornite una serie di librerie atte a semplificare l’operazione di programmazione (ad esempio la gestione della modalità Master/Slave, acquisizione o ricezione di dati, ecc.) e può operare in modalità Master o Slave.
Un modulo di stimolazione 20 o di acquisizione di bio-segnali 30, se configurato in modalità Master, riceve dati da sensori, li elabora e pilota altri sensori configurati in modalità Slave; se configurato in modalità Slave, invece, il modulo 20, 30 si comporta solo come stimolatore (modulo 20 SU) o come unità di acquisizione dati (modulo 30 BU), ricevendo comandi dal modulo 20, 30 Master e generando gli output richiesti.
Le funzioni del modulo Master possono essere inoltre svolte da qualsiasi dispositivo mobile 1, ad esempio uno smartphone o un tablet, o da un PC collegato al modulo 20, 30 wireless, nel caso in cui fossero necessarie prestazioni elevate per l’elaborazione dei dati acquisiti e l’applicazione dell’algoritmo (definito dall’utente) per la generazione del pattern di stimolazione.
Nella Figura 1a è rappresentato schematicamente un esempio di un sistema 10 programmabile modulare secondo l’invenzione, costituito da una rete di quattro moduli 30 di tipo BU, due moduli 20 di tipo SU ed un PC 1. Nella Figura 1b è rappresentato un esempio di applicazione del sistema 10 dell’invenzione in un contesto di FES-Rowing, che consiste nel combinare l'esercizio volontario della parte superiore del corpo con la stimolazione elettrica della parte inferiore del corpo, ad esempio di un soggetto paraplegico. In questo esempio il sistema 10 comprende un remoergometro sensorizzato 11 con tre moduli di acquisizione di bio-segnali 30 (BU) che acquisiscono le posizioni di un carrello 14 e di un manicotto 15 e la forza esercitata su quest’ultimo.
Altri due moduli 30 di tipo BU sono posti sugli arti superiori di un utente e vengono utilizzati per acquisire variabili cinematiche (spostamento, velocità, accelerazione) relative al movimento degli arti superiori durante la vogata.
Un dispositivo mobile 1 posto sul remoergometro 11 elabora i dati ricevuti dai moduli di acquisizione di bio-segnali 30 (BU) e comanda opportunamente i moduli di stimolazione 20 (SU) che stimolano i muscoli degli arti inferiori di un soggetto.
In sintesi, il modulo di stimolazione SU 20 svolge le seguenti funzioni:
- Stimolazione elettrica a corrente costante di un muscolo (preferibilmente programmabile e compresa fra 0.1mA – 100mA);
- Generazione di pattern di stimolazione sulla base di un programma preimpostato personalizzabile dall’utente;
- Ricezione del comando di inizio/fine stimolazione, se configurato in modalità Slave;
- Ricezione di segnali provenienti da moduli 30 di tipo BU, se configurato in modalità Master.
In sintesi, il modulo di acquisizione di biosegnali 30 svolge le seguenti funzioni:
- Acquisizione di segnali bio-elettrici (ad esempio EMG) e/o bio-meccanici (forza, spostamento ecc.); - Trasmissione dei segnali acquisiti dal modulo configurato in modalità Master;
- Generazione di pattern di stimolazione sulla base di un programma preimpostato personalizzabile dall’utente;
- Trasmissione del comando di inizio/fine stimolazione ad altri moduli 20 di tipo SU, se configurato in modalità Master;
- Ricezione di segnali provenienti da altri moduli 30 di tipo BU, se configurato in modalità Master.
In modo preferito il modulo di stimolazione (SU) 20, mostrato in Fig. 2, comprende le seguenti unità: un’unità di alimentazione 22 comprendente mezzi di alimentazione elettrica atti ad alimentare il modulo di stimolazione 20, ad esempio una batteria ai polimeri di Litio (LiPo) ad una cella, ad esempio con tensione a vuoto pari a 3.7 V; un’unità di gestione dell’alimentazione 21 ed un’unità di controllo 23 collegata ad essa; un’unità di stimolazione 27 comprendente uno stadio di uscita collegato ad elettrodi 28 di stimolazione, un’unità di sincronizzazione 24 ed un’unità di memorizzazione 25, ad esempio una SD Card, dette unità di stimolazione 27, unità di sincronizzazione 24 ed unità di memorizzazione 25 essendo collegate all’unità di controllo 23.
Preferibilmente l’unità di gestione dell’alimentazione 21 comprende mezzi di collegamento 26 ad un’alimentazione elettrica, ed è atta a ricaricare l’unità di alimentazione 22; ad esempio la batteria è ricaricata mediante un elemento 26 per la carica induttiva di tipo wireless.
Preferibilmente l’unità di controllo 23 comprende un microcontrollore di tipo noto comprendente mezzi di connettività wireless (ad esempio, Texas Instruments CC3200 o CC3220), detto microcontrollore integrando un firmware programmato utilizzando un linguaggio di programmazione, comprende un interprete di linguaggio ad alto livello, ad esempio il linguaggio Python, per la programmazione delle funzioni principali del sistema (acquisizione di segnali, generazione di pattern di stimolazione ecc.) che permette all’utente di configurare il comportamento di ogni modulo di stimolazione 20. In particolare, detta unità di controllo 23 è atta ad interpretare il programma impostato dall’utente, a gestire le modalità Master/Slave, a trasmettere/ricevere dati e comandi, a generare il pattern di stimolazione, a controllare lo stadio di uscita dell’unità di stimolazione 27.
In modo preferito l’unità di sincronizzazione 24 è di tipo noto ed è atta a gestire la sincronizzazione di più moduli 20, 30 costituenti un sistema 10. Ad esempio i moduli possono essere sincronizzati attraverso un segnale digitale di trigger fornito dall’esterno contemporaneamente a tutti i moduli 20, 30 utilizzati. Tale segnale indica ai moduli di iniziare le operazioni per cui sono stati programmati (campionamento di segnali, generazione di pattern di stimolazione, ecc.). Il segnale di trigger può essere ottenuto mediante il collegamento di un pulsante o di un dispositivo (ad esempio ad infrarossi) per la trasmissione/ricezione di comandi. In particolare, in caso di modulo di sincronizzazione 20 in modalità Master detta unità di sincronizzazione 24 è atta ad inviare contemporaneamente alle unità di controllo 23 di ogni singolo modulo in modalità Slave un segnale digitale (segnale di trigger) che può essere inviato ad esempio in seguito alla pressione di un pulsante o mediante un comando ottico ad infrarossi di un telecomando e indica l’inizio/fine di una sessione di utilizzo.
Preferibilmente l’unità di memorizzazione 25 comprende mezzi di memorizzazione, ad esempio un’unità per SD Card ed è atta ad immagazzinare i files di programma impostabili dall’utente.
L’unità di stimolazione 27 è collegata all’unità di controllo 23 e comprende lo stadio di uscita realizzato con un circuito a capacità commutate 40 con controllo della corrente erogata al carico. Lo schema a blocchi dello stadio d’uscita dello stimolatore è rappresentato in Figura 3.
Il circuito a capacità commutate 40 comprende un primo interruttore SW1, ad esempio un interruttore elettronico realizzato mediante transistor, preferibilmente di tipo MOSFET, interposto tra un generatore di tensione ad alta tensione (200V – 350V) VCHG, costituito dall’unità di alimentazione 22, ad esempio un DC/DC converter di tipo Boost come quelli utilizzati per ricaricare i flash delle macchine fotografiche (chip LT3468 – Linear Technology), ed un condensatore C atto ad immagazzinare l’energia necessaria per applicare gli stimoli elettrici, tramite gli elettrodi 28 di stimolazione attraverso cui viene erogata la corrente che provoca la contrazione dei muscoli.
Il circuito a capacità commutate 40 comprende un secondo interruttore SW2, ad esempio un interruttore elettronico realizzato mediante transistor, preferibilmente di tipo MOSFET, collegato in serie al primo interruttore SW1, a valle del condensatore C, ed un sistema di controllo di corrente ad anello chiuso 45 comprendente mezzi di controllo 46 dell’intensità di corrente, costituiti ad esempio da un circuito di condizionamento per l’acquisizione della corrente erogata al carico ZL (46, basato ad esempio sul chip LT6100 – Linear Technology) ed un circuito per la comparazione di detta corrente con la soglia pre-impostata attraverso il comando STIM_AMP (I-Lim, ottenuto ad esempio mediante un classico comparatore con isteresi a Trigger di Schmitt), collegati al secondo interruttore SW2 ed atti a rilevare l’intensità di corrente IL nel circuito 40 ed a controllare l’attivazione (se IL<=STIM_AMP)/disattivazione (se IL>STIM_AMP) del secondo interruttore SW2 sulla base dell’intensità di corrente IL rilevata.
Nel funzionamento del circuito a capacità commutate 40, il primo interruttore SW1 commuta nel periodo in cui non viene applicato nessun comando di stimolazione (STIM_CMD = Off), mentre il secondo interruttore SW2, al contrario, è interdetto. In tale periodo, il condensatore C si carica alla tensione VCHG, ad esempio 150V. Quando il comando di stimolazione viene attivato (STIM_CMD = On), il primo interruttore SW1 viene interdetto ed il secondo interruttore SW2 commuta. In questa fase, l’energia immagazzinata dal condensatore C si scarica attraverso il carico ZL che rappresenta l’impedenza elettrodo-cute vista ai capi degli elettrodi di stimolazione 28. Contemporaneamente, sulla base del comando STIM_AMP, che è proporzionale all’ampiezza di corrente da iniettare nel carico durante la stimolazione, viene monitorata la corrente IL iniettata nel carico ZL. Il controllo dell’intensità di corrente da parte dei mezzi di controllo 46 avviene attraverso l’interdizione del secondo interruttore SW2 ogniqualvolta il limite di corrente iniettata monitorata attraverso un sistema di controllo di corrente ad anello chiuso 45 comprendente mezzi di controllo 46 dell’intensità di corrente, impostato mediante il comando STIM_AMP, viene superato.
In modo preferito il modulo di acquisizione di bio-segnali (BU) 30, mostrato in Fig. 4, comprende le seguenti unità, analoghe a quelle del modulo di stimolazione (SU) 20 descritte in precedenza: l’unità di alimentazione 22 atta ad alimentare il modulo di acquisizione di bio-segnali 30, ad esempio una batteria ricaricabile ai polimeri di Litio (LiPo) ad una cella, ad esempio con tensione a vuoto pari a 3.7 V; l’unità di gestione dell’alimentazione 21 e l’unità di controllo 23 collegata ad essa; l’unità di sincronizzazione 24 e l’unità di memorizzazione 25, ad esempio una SD Card, collegate all’unità di controllo 23.
In particolare, l’unità di gestione dell’alimentazione 21 è atta a ricaricare la batteria 22, analogamente a quanto descritto con riferimento al modulo di stimolazione 20, e la batteria 22 è atta ad alimentare il modulo di acquisizione di bio-segnali 30, analogamente a quanto descritto con riferimento al modulo di stimolazione 20.
Anche l’unità di controllo 23 è analoga a quella descritta con riferimento al modulo di stimolazione 20 e permette all’utente di configurare il comportamento di ogni modulo di acquisizione di bio-segnali 30. In particolare, detta unità di controllo 23 è atta ad interpretare il programma impostato dall’utente, a gestire le modalità Master/Slave e a trasmettere/ricevere dati e comandi.
Il modulo di acquisizione di bio-segnali 30 comprende inoltre un’unità di acquisizione di biosegnali 31 collegata all’unità di controllo 23 ed atta ad acquisire dati relativi a parametri biomeccanici da sensori collegati ad essa, preferibilmente tramite un connettore 32, ad esempio sensori inerziali, encoders ottici, segnali analogici generici (dinamica 0V – 3.3V) o segnali digitali (ad esempio provenienti da trigger esterni).
Preferibilmente l’unità di sincronizzazione 24 è analoga a quella descritta con riferimento al modulo di stimolazione 20 ed è atta a gestire la sincronizzazione di più moduli 20, 30 costituenti un sistema 10, e l’unità di memorizzazione 25 è analoga a quella descritta con riferimento al modulo di stimolazione 20 ed è atta ad immagazzinare i files di programma impostabili dall’utente.
Il sistema 10 programmabile modulare per applicazioni di stimolazione elettrica funzionale dell’invenzione presenta i seguenti vantaggi:
- grazie alla sua architettura modulare, il sistema permette di acquisire dati, elaborarli e simultaneamente generare i pattern di stimolazione opportuni in base ad un programma preimpostato;
- consente di scegliere il numero canali di stimolazione e il numero e la tipologia di segnali da acquisire in base all’applicazione specifica, alla tipologia di protocollo di stimolazione da attuare (FES-Rowing, FES-Cycling ecc.) ed alla tipologia di muscoli da stimolare;
- il sistema può essere comandato da un dispositivo mobile come uno smartphone o tablet dotato di connettività wireless (ad esempio Wi-Fi o Bluetooth) oppure può operare indipendentemente, operando in modalità stand-alone una volta impostato un pattern di stimolazione;
- permette di non utilizzare un software specifico per generare il pattern di stimolazione e l’eventuale elaborazione di segnali di controllo può essere svolta direttamente on-board ed in realtime;
- presenta ingombri ridotti ed alimentazione a batteria;
- consente la sincronizzazione wireless con sistemi di acquisizione di segnali bioelettrici e/o biomeccanici esistenti.
Si è descritta una forma preferita di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente essa è suscettibile di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L’articolo “un”, “uno” o “una” precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralità di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare comprendente almeno un modulo (20, 30) wireless atto ad essere posizionato su un soggetto, detto modulo (20, 30) wireless essendo almeno un modulo di stimolazione (20) e/o almeno un modulo di acquisizione di bio-segnali (30), detto modulo (20, 30) essendo atto a ricevere dati provenienti da sensori bioelettrici e/o biomeccanici e/o a generare un pattern di stimolazione in base a detti dati, detto modulo (20, 30) essendo inoltre atto ad essere programmato in maniera indipendente attraverso un linguaggio di programmazione.
- 2. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di moduli (20, 30) wireless atti a costituire una rete di moduli indossabili collegati fra loro in modalità wireless.
- 3. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto modulo (20, 30) è atto ad operare in modalità Master o Slave, detto modulo di stimolazione (20) o di acquisizione di bio-segnali (30), se configurato in modalità Master, essendo atto a ricevere dati da sensori, elaborarli e pilotare altri sensori configurati in modalità Slave; se configurato in modalità Slave, invece, detto modulo (20, 30) è atto a comportarsi solo come stimolatore (20) o come unità di acquisizione dati (30), ricevendo comandi dal modulo (20, 30) Master e generando gli output richiesti.
- 4. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo mobile (1), o un computer, collegato a detto almeno un modulo (20, 30) wireless ed atto a svolgere le funzioni di modulo Master.
- 5. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il modulo di stimolazione (20) comprende le seguenti unità: un’unità di alimentazione (22) comprendente mezzi di alimentazione elettrica atti ad alimentare il modulo di stimolazione (20); un’unità di gestione dell’alimentazione (21), atta a ricaricare l’unità di alimentazione (22), ed un’unità di controllo (23) collegata ad essa e comprendente un microcontrollore comprendente mezzi di connettività wireless ed atto a configurare il modulo di stimolazione (20); un’unità di stimolazione (27) comprendente uno stadio di uscita collegato ad elettrodi (28) di stimolazione; un’unità di sincronizzazione (24) atta a gestire la sincronizzazione di più moduli (20, 30) del sistema (10); un’unità di memorizzazione (25) atta ad immagazzinare files di programma impostabili dall’utente; in cui dette unità di stimolazione (27), unità di sincronizzazione (24) ed unità di memorizzazione (25) sono collegate all’unità di controllo (23).
- 6. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che lo stadio di uscita dell’unità di stimolazione (27) è realizzato con un circuito a capacità commutate (40) comprendente: un primo interruttore (SW1) interposto tra l’unità di alimentazione (22) ed un condensatore (C) atto ad immagazzinare l’energia necessaria per applicare gli stimoli elettrici tramite gli elettrodi (28) di stimolazione che provocano la contrazione dei muscoli; un secondo interruttore (SW2) collegato in serie al primo interruttore (SW1), a valle del condensatore (C), ed un sistema di controllo di corrente ad anello chiuso (45) comprendente mezzi di controllo (46) dell’intensità di corrente collegati al secondo interruttore (SW2) ed atti a rilevare l’intensità di corrente (IL) nel circuito (40) ed a controllare l’attivazione/disattivazione del secondo interruttore (SW2) sulla base dell’intensità di corrente (IL) rilevata.
- 7. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il modulo di acquisizione di bio-segnali (30) comprende le seguenti unità: un’unità di alimentazione (22) atta ad alimentare il modulo di acquisizione di bio-segnali (30); un’unità di gestione dell’alimentazione (21), atta a ricaricare l’unità di alimentazione (22), ed un’unità di controllo (23) collegata ad essa e comprendente un microcontrollore per configurare il modulo di acquisizione di bio-segnali (30); un’unità di acquisizione di bio-segnali (31) collegata all’unità di controllo (23) ed atta ad acquisire dati relativi a parametri biomeccanici da sensori collegati ad essa; un’unità di sincronizzazione (24) atta a gestire la sincronizzazione di più moduli (20, 30) del sistema (10); un’unità di memorizzazione (25) atta ad immagazzinare files di programma impostabili dall’utente; in cui dette unità di acquisizione di bio-segnali (31), unità di sincronizzazione (24) ed unità di memorizzazione (25) sono collegate all’unità di controllo (23).
- 8. Sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è un sistema multi-canale.
- 9. Modulo di stimolazione (20) per un sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti unità: un’unità di alimentazione (22) atta ad alimentare il modulo di stimolazione (20); un’unità di gestione dell’alimentazione (21), atta a ricaricare l’unità di alimentazione (22), ed un’unità di controllo (23) collegata ad essa e comprendente un microcontrollore per configurare il modulo di stimolazione (20); un’unità di stimolazione (27) comprendente uno stadio di uscita collegato ad elettrodi (28) di stimolazione; un’unità di sincronizzazione (24) atta a gestire la sincronizzazione di più moduli (20, 30) del sistema (10); un’unità di memorizzazione (25) atta ad immagazzinare files di programma impostabili dall’utente; in cui dette unità di stimolazione (27), unità di sincronizzazione (24) ed unità di memorizzazione (25) sono collegate all’unità di controllo (23).
- 10. Modulo di stimolazione (20) per un sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che lo stadio di uscita dell’unità di stimolazione (27) è realizzato con un circuito a capacità commutate (40) comprendente: un primo interruttore (SW1) interposto tra l’unità di alimentazione (22) ed un condensatore (C) atto ad immagazzinare l’energia necessaria per applicare gli stimoli elettrici tramite gli elettrodi (28) di stimolazione che provocano la contrazione dei muscoli; un secondo interruttore (SW2) collegato in serie al primo interruttore (SW1), a valle del condensatore (C), ed un sistema di controllo di corrente ad anello chiuso (45) comprendente mezzi di controllo (46) dell’intensità di corrente collegati al secondo interruttore (SW2) ed atti a rilevare l’intensità di corrente (IL) nel circuito (40) ed a controllare l’attivazione/disattivazione del secondo interruttore (SW2) sulla base dell’intensità di corrente (IL) rilevata.
- 11. Modulo di acquisizione di bio-segnali (30) per un sistema (10) programmabile e modulare per applicazioni di stimolazione elettrica del sistema neuromuscolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti unità: un’unità di alimentazione (22) atta ad alimentare il modulo di acquisizione di bio-segnali (30); un’unità di gestione dell’alimentazione (21), atta a ricaricare l’unità di alimentazione (22), ed un’unità di controllo (23) collegata ad essa e comprendente un microcontrollore per configurare il modulo di acquisizione di bio-segnali (30); un'unità di acquisizione di bio-segnali (31) collegata all'unità di controllo (23) ed atta ad acquisire dati relativi a parametri biomeccanici da sensori collegati ad essa; un'unità di sincronizzazione (24) atta a gestire la sincronizzazione di più moduli (20, 30) del sistema (10); un'unità di memorizzazione (25) atta ad immagazzinare files di programma impostabili dall'utente; in cui dette unità di acquisizione di bio-segnali (31), unità di sincronizzazione (24) ed unità di memorizzazione (25) sono collegate all'unità di controllo (23).
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