PT642331E - Dispositivo para estimulo nao invasivo do crescimento dos ossos em vida - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA ESTÍMULO NÃO INVASIVO DO CRESCIMENTO DOS OSSOS EM VIDA"

Antecedentes da Invenção

Esta invenção diz geralmente respeito a um equipamento para implementar um método para provocar tensão mecânica no tecido ósseo, e mais especificamente diz respeito à aplicação de um equipamento para evitar osteopenia, e promover o crescimento, o crescimento para dentro, e a cura do tecido ósseo por meio de aplicação mecânica de cargas ao tecido ósseo.

Descrição da Técnica Anterior

Numerosas publicações e patentes revelam vários métodos para manter ou promover o crescimento do tecido ósseo. Por exemplo, Ryaby e outros, nas Patentes dos U.S.A. Nos. 4,105,017, 4266,532; 4266,533 e 4,315,503 descrevem colectivamente meios e métodos para causar sinais de corrente e tensão no tecido ósseo para o tratamento ou reparação de fracturas dos ossos. Krauss e outros na Patente dos U.S.A. N° 3,890,953 revelam estimular a cura das fracturas pela aplicação de campos magnéticos, o efeito dos quais é descrito assim como introduzir pressão mecânica. A Patente dos U.S.A. N° 4,530,360 que foi publicada por Luis Duarte revela um método de cura de fracturas dos ossos pela aplicação de ultrasons. Também, a reacção piezoeléctrica do osso pressionado mecanicamente está revelada no artigo, "Gcncration of Electric Potentials" (Produção de

() . Vi (ΖΑη 7

Potenciais Eléctricos) por Bone em "Response to Mechanical Streas" (Reacçõo à pressão mecânica) , publicada na "Science Magazine" 137, 1063-1064, de 28 de Setembro de 1962.

Muitos métodos convencionais para promover o crescimento do tecido ósseo, e a manutenção dos ossos pela aplicação de cargas mecânicas tendem geralmente a aplicar frequências relativamente baixas ou baixo ritmo de repetição (por exemplo, menos do que 5 Hz ), cargas de amplitudes relativamente elevadas suficientes para provocar tensões de elevada de magnitude elevada (por exemplo maior do que 1500 "microtensão") . Tal acto de aplicação de cargas não só pode não ser necessário mas também pode ser prejudicial para a manutenção dos ossos e bem estar.

Acredita-se em geral que a manutenção da massa óssea seja regulada pelo pico da tensão experimentada pelo osso. Assim, técnicas descritas para mineralização incluem exercício enérgico ou mesmo aplicação de cargas de impacto por exemplo, descidas do calcanhar. Para aqueles de idade avançada, estes protocolos de tratamento podem ser difíceis de manter ou mesmo perigosos. A actividade intensa de aplicação de cargas pode precipitar a fractura que o exercício era suposto evitar. A Patente U.S. 5,103,806 descreve um método para evitar a osteopenia, promover o crescimento do tecido ósseo, o crescimento para dentro, e a cura do tecido ósseo incluindo a fase de aplicar uma carga mecânica ao tecido ósseo a um nível de cerca de 50 a 500 "microtensão" e numa frequência na gama de 10 a 50 Hertz.

Resumo da Invenção

De acordo com a invenção, existe um equipamento para estimular o crescimento do osso num corpo vivo de uma dada massa, em que o referido equipamento compreende : uma superfície rígida do prato suficiente para suportar o corpo 2

vivo quando o prato está horizontal e a coluna vertebral está vertical, meios rigorosamente concordantes sobre o lado debaixo do referido prato para suporte do referido prato numa superfície rígida de suporte horizontal, meios transdutores de energia dinâmica ligados ao lado debaixo do referido prato e orientados para accionar verticalmente o referido prato com reacção de referenciação para a referida superfície de suporte, tendo os referidos meios concordantes uma constante de elasticidade tal que, no contexto do total da massa do referido prato e a massa da massa do corpo suportada pelo prato, a referida massa total e os referidos meios concordantes apresentam uma frequência própria de ressonância na gama de 10 Hz a 100 Hz, meios para accionar os referidos meios transdutores à referida frequência própria de ressonância e dentro de uma gama até 2.0mm de deslocamento de pico a pico e com uma energia que é essencialmente menor do que o peso gravitacional suportado do corpo vivo, sendo os referidos meios para accionar os referidos meios transdutores um gerador de sinal de corrente alterna com meios para variar a frequência à saída dentro da referida gama de frequências próprias de ressonância; e meios para monitorizar um valor relativo ao movimento instantâneo do referido prato em ressonância própria e no curso da variação de frequência, por meio do qual estabelece a ressonância própria para a massa aplicada do corpo do indivíduo.

Conforme se tornará visível do seguinte, a invenção permite o fornecimento de um equipamento para implementar um método para evitar a osteopenia, promovendo o crescimento, o crescimento para dentro, e a cura do tecido Ó33CO por um protocolo de aplicação de cargas mecânicas, e um equipamento para implementar um método para crescimento do tecido ósseo e para manutenção por meio do qual tensões de fraco nível a frequências fisiologicamente relativamente elevadas são inseridas dentro do tecido ósseo pelas técnicas de aplicação mecânica de cargas. 0 equipamento a seguir descrito pode também implementar um método para manter a massa óssea e para 3

curar fracturas, utilizando a aplicação mecânica de cargas no tecido ósseo a um nivel relativamente fraco, de elevado ritmo de repetição da frequência, e pode implementar um método para manter a massa do osso, para acelerar a cura da fractura e para promover o crescimento do osso e o crescimento para dentro por aplicação mecânica de cargas no tecido ósseo. É um objectivo especifico da invenção permitir o fornecimento de um equipamento que seja especialmente aplicável ao tratamento da estrutura dos ossos do ilíaco e da coluna vertebral.

De preferência, o equipamento da invenção aplica, uma frequência relativamente elevada baseada fisiologicamente, e uma carga mecânica de nível relativamente baixo ao tecido do osso. A frequência preferida da carga mecânica no tecido ósseo está na gama entre cerca de 10 e cerca de 100 Hz, e o nível preferido de pico a pico da carga mecânica é suficiente para provocar uma tensão na ordem de entre cerca de 50 e 500 "microtensão". A aplicação mecânica de cargas sobre o tecido ósseo a tensões deste nível e provocadas dentro da gama de frequências encetadas anteriormente pode evitar a perda de osso e intensificar a nova formação do osso. Tais tensões, transmitidas como cargas transcutâneas a um osso, concentrará a energia na fractura ou no local de deficiência do osso, por transmissão do osso por via da intervenção de uma ou mais juntas dos ossos ou articulações. Na gama de frequências indicada, a gama de "microtensão" pode ser completada com deslocamentos verticais de pico a pico menores do que 2 mm. A osteopenia, isto é, a perda de massa óssea, resulta em larga escala de uma diminuição da actividade muscular, tal como devido a descansar-se na cama, a imobilização com gesso, a reconstrução da articulação ou a velhice. Esta perda pode ser evitada, ou mesmo invertida, se o efeito da actividade muscular sobre o osso puder ser imitado. Os inventores têm isolado e caracterizado uma vibração de frequência relativamente elevada que surge da acção das células do músculo individual durante a contracção, o que cria 4

oscilações mecânicas de fraco nível de, frequência específica, nos ossos subjacentes. Utilizando estudos em seres vivos, os inventores descobriram que tensões de nível extremamente baixo provocadas dentro do osso dentro desta gama de frequências fisiologicamente baseadas pode evitar a perda de osso ou mesmo realçar nova formação de osso.

Numa forma de realização concreta da presente invenção, o equipamento é divulgado para implementar um método para evitar a osteopenia, e promover o crescimento, o crescimento para dentro e a cura do tecido ósseo, em que o método compreende a fase de provocar uma tensão de frequência relativamente elevada, f isiologicamente baseada, de relativamente fraco nível no tecido ósseo, por aplicação mecânica de cargas no osso. As frequências das harmónicas fundamental e principais causadas no osso pelas técnicas de aplicação mecânica de cargas, tais como através do andar ou da corrida lenta, estão na gama de 1 a 10 Hz. No entanto, os inventores descobriram que as componentes de frequência mais elevada de tal aplicação de cargas, tais como as causadas pelas vibrações do músculo, na gama de frequências "hiperfisiológicas" de cerca de 10 a cerca de 100 Hz, pode ter efeitos benéficos no tecido ósseo, mesmo quando aplicadas em intensidades extremamente baixas.

Por consequência, a gama de frequências da tensão mecânica aplicada ao osso é de preferência entre cerca de 10 e cerca de 100 Hz e é de maior preferência entre cerca de 10 Hz e cerca de 50 Hz. A intensidade ou nível de pico a pico da tensão provocada no tecido ósseo é de preferência entre cerca de 10 e cerca de 1000 "microtensão" e é de maior preferência entre cerca de 50 e cerca de 500 "microtensão" nas gamas de frequências anteriormente mencionadas. A frequência óptima da tensão mecânica está entre cerca de 25 Hz e cerca de 35 Hz, e o nível óptimo de pico a pico da carga provocada no tecido ósseo é cerca de 100 "microtensão" na gama óptima de frequências. 5 \ \

As gamas de frequência3 antcriormcnte reveladas são de maneira significativa mais elevadas do que os protocolos de tratamento de ossos convencionais embora as intensidades da tensão sejam muito inferiores. Por exemplo, um programa de exercícios que envolve andar ou correr envolve a aplicação mecânica de cargas a cerca de 1 ou 2 Hz na frequência ou ritmo de repetição. Muito pouca energia é transmitida ao tecido ósseo nas harmónicas de ordem mais elevada desta frequência, isto é, dentro da largura de banda preferida de 10 a 100 Hz, para estimular a actividade das células do tecido ósseo. Como resultado disso, são necessários manterem-se tais programas de exercício durante um alargado período de tempo. Além disso, o exercício enérgico ou mesmo a aplicação de cargas de impacto utilizadas como protocolos de tratamento do tecido ósseo podem ser difícil manter ou mesmo perigoso. A elevada actividade de aplicação de cargas pode precipitar a fractura que o exercício era suposto evitar. 0 método implementado pelo equipamento da presente invenção, por outro lado, com a respectiva aplicação de tensões mecânicas de intensidade inferior em frequências significativamente mais elevadas, minimiza a possibilidade de fracturar ou causar danos ao tecido ósseo, e além disso minimiza o período de tempo durante o qual tal aplicação mecânica de cargas necessita ser aplicado. Acredita-se que cerca de 5 a cerca de 60 minutos por dia de exposição a tensões mecânicas entre uma frequência de cerca de 10 e cerca de 50 Hz e um nível de carga suficiente para causar entre cerca de 50 e cerca "microtensão" de 500 provocará a energia apropriada dentro do tecido ósseo para estimular a actividade das células do tecido ósseo.

Os inventores conduziram experiências em seres vivos de vários animais que tinham osteopenia devido à falta de utilização dos ossos imobilizados, em cujas experiências era aplicada uma carga suficiente para causar uma tensão de pico a 6

pico de "microtensão" de 500 a uma frequência de 1 Hz a um grupo de controlo, o era causada uma "microtensão" de 500 a uma frequência de 15 Hz em outro grupo de animais. 0 grupo de controlo apresentava uma perda de osso de entre 10 e 15 por cento, o que corresponderia a uma perda de 10 por cento do normal em massa óssea normalmente aguardada através da falta de utilização. Por outro lado, os animais que experimentam uma "microtensão" de 500 a uma frequência de 15 Hz apresentavam um aumento médio em massa óssea de 20 por cento, reflectindo assim um beneficio de 30 %. De modo semelhante, podem ser dados exemplos vantajosos do desenvolvimento do crescimento para dentro do osso de implantes porosos e aumento de cura de fracturas.

Nas formas de realização concreta a serem descritas, a invenção conta com um prato rígido de superfície suficiente para suportar o corpo de um paciente quando a coluna vertebral está vertical. Isto pode realizar-se estando o paciente colocado de pé no prato ou estando o paciente sentado no prato. São fornecidos meios rigorosamente concordantes como único suporte do prato com a carga do corpo em relação a um suporte relativamente rígido tal como o chão ou uma cadeira do banco de trabalho, e são fornecidos um ou mais transdutores de energia dinâmica por baixo do prato para accionar verticalmente o prato com reacção de referenciação ao suporte relativamente rígido. A constante de elasticidade para os meios concordantes, é tal que, no contexto da massa total do prato e da massa do corpo suportado pelo prato, a referida massa total e os meios concordantes apresentam uma frequência própria de ressonância na gama de 10 Hz a 50 Hz.

Descrição detalhada das formas de realização concreta da invenção

Serão descritas em detalhe, formas de realização concreta da invenção, em conjunto com os desenhos anexos, nos quais : 7

A Fig. 1 é uma vista simplificada, um tanto em perspectiva, que mostra uma forma de realização concreta montada no chão, que acomoda o peso em posição vertical de um corpo humano. A Fig. 2 é uma vista em perspectiva de outra forma de realização concreta, para montagem de cadeira, para acomodação sentada de um corpo humano; A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de uma configuração geralmente cilíndrica, que representa uma forma de realização concreta adicional; Δ Fig. 4 é uma vista em corte vertical da forma de realização concreta da Fig. 3; A Fig. 4A é uma vista semelhante à da Fig. 4 para outra forma de realização concreta; A Fig. 5 é a uma vista semelhante à da Fig. 4, para mostrar ainda outra forma de realização concreta; A Fig. 6 é uma vista simplificada em corte vertical que ilustra a nossa forma de realização concreta preferida presentemente; A Fig. 7 é um diagrama eléctrico que mostra esquematicamente o conjunto de circuitos para operar qualquer das formas de realização concreta das Figuras 1 a 6; A Fig. 8 é um diagrama semelhante ao da Fig. 7, para mostrar uma primeira modificação; e A Fig. 9 é também um diagrama semelhante ao da Fig. 7, para mostrar uma terceira modificação.

Referindo agora aos desenhos, e em especial à Fig. 8 1, a invenção é mostrada como uma unidade 10 montada no chão, que compreende as placas 11, 12, superior e inferior, separadas e relativamente rígidas, espaçadas em separado por estrutura rigorosamente concordante, na forma de duas chapas 13, 14 dobradas de maneira oposta, como de aço para molas.

Para a configuração mostrada, duma maneira geral rectangular, as regiões dobradas das chapas 13, 14 estender-se-ão da frente para trás da unidade 10, e esta relação compreender-se-à aplicar a toda a extensão da direita à esquerda da unidade 10. A dobragem oposta das chapas 13, 14 estabelece a respectiva separação vertical, para permitir a montagem das superfícies das extremidades superior e inferior de um ou mais actuadores verticalmente lineares ou transdutores 15, 15'ao longo do plano vertical central de simetria das regiões dobradas das chapas 13, 14. Tais actuadores ou transdutores podem ser piezoeléctricos se forem contemplados pequenos deslocamentos, como na ordem de 0.05 mm, mas para o caso mais geral o qual contempla possivelmente deslocamentos maiores, é actualmente preferido um actuador electromagnético.

Tais actuadores electromagnéticos são comercialmente disponíveis em diversas fontes, e os actuadores lineares de elevado rendimento de bobina móvel configurados cilindricamente da BEI Motion Systems Company, Kimco Magnetics Division, San Marcos, Califórnia, são satisfatórios para os actuais objectivos, especialmente em vista do respectivo grau de confiança sobre um íman permanente de elevada potência o qual, em conjunto com a estrutura de bobina móvel de pequena massa, distribuirá energia linear, sem (ciclos de) histerese, para excitação da bobina na gama de 10 a 100 Hz, e acção de pequeno curso em gamas tão pequenas como 2 mm ou menos. É preferivel montar a parte de núcleo magnético ou a inferior de cada actuador 15 (15') na parte inferior das chapas (13, 14) e a parte da bobina móvel de pequena massa de cada actuador no lado debaixo da chapa (13) superior, conforme se mostra na 9

Fig. 1.

Para completar a descrição da Fig. 1, os pés 16 dos cantos proporcionam a referência de chão estável para o prato 12, e os separadores 17 dos cantos relativamente elastoméricos e flexíveis entre o prato 12 e os contornos exteriores da chapa 14 (como também os separadores 18 semelhantes entre o prato 11 e os contornos exteriores da chapa 13) proporcionam estabilidade elástica de frente à retaguarda do prato 11. Tal estabilidade é auxiliada pelas marcas dos pés para a correcta colocação destes na superfície superior do prato 11. Compreender-se-à que os separadores 17, 18 "elastoméricos" são suavemente concordantes, em relação à natureza rigorosamente concordante das chapas 13, 14, de tal modo que o efeito dos separadores 17, 18 sobre a acção oscilatória da unidade 10, em conjunção com o peso do corpo do utilizador, é desprezível.

Para cumprir os objectivos e as características de reparação dos ossos, da invenção, dever-se-à compreender que o corpo do utilizador é uma importante componente física.

No campo gravitacional normal (lg), os ossos que aguentam peso da experiência tipicamente apendicular e axial do esqueleto, isto é são sujeitos a, uma tensão estática de cerca de 1000 "microtensão". Portanto, qualquer perturbação dinâmica artificial da aceleração do corpo originará uma variação dinâmica correspondente no nível de tensão experimentado por estes ossos que aguentam peso. A intensidade da variação de tensão estará em proporção com a relação da aceleração imposta, à aceleração da gravidade. Uma tal aceleração artificial pode ser impo3ta deslocando dinamicamente o corpo. Por exemplo, um deslocamento de pico a pico sinuosoidal de 0.01 mm a 50 Hz produzirá um pico da aceleração do corpo de O.lg, que corresponde a uma tensão provocada média de aproximadamente 100 "microtensão" nos ossos que aguentam peso.

Na Fig.l, o paciente deve permanecer de pé, contando 10

\ com os ossos que aguentam o peso dos pés, das pernas, das ancas e da espinha, alinhados, como ligações directas (por via de juntas ou articulações associadas) para suster o peso do corpo e permitir a aplicação dinâmica de cargas mecânicas, no curso de um dado tratamento dentro da gama de frequências preferida de oscilação vertical. Para esta finalidade, a concordância rigorosa das chapas 13, 14 é seleccionada de tal modo que, em conjunção com a massa do corpo do utilizador (em conjunto com a massa do prato 11 superior), uma frequência própria de ressonância na gama de 10 a 100 Hz caracteriza estes factores de deformação rigorosa e massa desenvolvida. Quando o utilizador pisa as marcas 19 sobre o prato 11, ele causará uma deformação inicial que comprime as curvas das chapas 13, 14; mas a existência duma relação de ressonância própria significa que é necessária relativamente pouca energia de accionamento dos transdutores 15, 15' com a finalidade de estabelecer a amplitude de ressonância desejada à frequência própria F de ressonância. Especificamente, a frequência F própria de ressonância para a qual é necessária este nivel de energia à entrada relativamente baixo, como a saida combinada dos transdutores 15, 15', segue a relação :

onde K é a constante de elasticidade das chapas 13, 14, e M é a massa, a qual é essencialmente o peso do corpo do utilizador, dividido pela constante g da gravidade. E3pecificamente, em ressonância, este baixo nivel de energia à entrada é muito mais pequeno do que a energia gravitacional atribuível ao peso do corpo. E para variantes da estrutura descrita em que, por exemplo, um em vez de dois (ou mais) transdutores são confiados para estimular a oscilação, é o nível combinado de alimentação de energia eléctrica à bobina móvel ou bobinas que está envolvido. configurações outras

Descrever-se-ão várias 11

Λ-V ,Λ'Λ'· ilustrativas antes de descrever o conjunto de circuitos electrónicos da Fig. 7, o qual é geralmeule aplicável a Lodas as formas de realização concreta das Figuras 1 a 6.

Na Fig. 2, essencialmente o mesmo prato 31 superior que suporta o corpo e a suspensão concordante por via das chapas 32, 33 dobradas rigorosamente concordantes serão reconhecidas da Fig. 1. A diferença essencial é que na Fig. 2, a chapa 33 concordante inferior está montada directamente em uma plataforma 34 que de outra forma seria o assento de uma cadeira ou banco, tendo as pernas 35 para referência do chão. Os separadores 36, 36' do canto relativamente flexíveis correspondem aos separadores 17, 18 da Fig. 1, para estabilizar a orientação do prato 31 superior, o qual se mostra ter um contorno da superfície superior esculpido, para adaptabilidade centrada de modo exacto às nádegas do utilizador. Os alinhamentos 37, 37' dos eixos verticais separados identificam os eixos centrais respectivos dos dois transdutores 38, 38' de energia em que se confiam para estimular a oscilação entre as partes dobradas das chapas 32, 33' rigorosamente concordantes. As considerações envolvidas na operação do dispositivo da Fig.2 são essencialmente as mesmas como para a Fig. 1, excepto que a massa do corpo sentado do utilizador (Fig. 2) terá de ser justificada como uma quantidade menor do que a massa do utilizador em pé na Fig.l, se ele aliviar a sua massa do corpo descansando os seus pés no chão, enquanto sentado na unidade da Fig. 2. Mas sob o aspecto de atenuar ou inverter a osteopenia da espinha, a disposição de sentado da Fig. 2 pode ser tão eficaz como a disposição de pé da Fig. 1 e, ao mesmo tempo, presumivelmente mais confortável.

As figs. 3 e 4 ilustram uma forma cilíndrica de realização concreta da invenção, em que um prato 40 superior circular rígido é apoiado de modo rigorosamente concordante pelos meios esquematicamente sugeridos como as molas 41, as quais se compreenderá estarem em multiplicidade distribuídas 12

circularmente debaixo do prato 40 e reagindo contra um prato 42 inferior rígido que tenha pernas 43 para ajuste ao chão. Um transdutor 44 de energia central tem uma base fixa ao prato 42 inferior e uma parte de bobina móvel ligada no lado inferior do prato superior. As marcas de apoio dos pés ou elementos 45 sobre o prato 40 superior informam o utilizador da posição correcta de pé de colocação dos pés; os elementos 45 podem também incorporar a actuação de um interruptor eléctrico, a ser descrito em ligação com a Fig. 7, quanto a iniciar e a terminar a alimentação da tensão de excitação à bobina móvel do transdutor 44. Uma armação 46 exterior envolve a estrutura descrita suspensa de modo concordante, com uma virola para dentro que se sobrepõe suficientemente a uma flange inferior do prato 40 superior, para fins de retenção da unidade de manuseamento dos componentes descritos. A Fig. 4A ilustra uma configuração na qual a suspensão rigorosamente concordante do membro 47 do prato superior é por meio dos pares de molas superiores e inferiores distribuídos perifericamente, que podem ser molas em espiral 48, 48' rigorosamente concordantes, ligadas respectivamente sob pré-carga tensa, à armação ou estrutura 40 do alojamento que inclui uma formação da flange superior, para ligação às molas 48. Um transdutor ou accionador 44' está conforme se descreveu em 44 na Fig. 4.

Na configuração da Fig. 5, a aparência externa pode ser normalmente conforme se revela na Fig. 3. Mas a suspensão rigorosamente concordante do prato 50 superior circular rígido conta com uma ondulação 51 dirigida radialmente para o exterior (de continuidade circular), estendendo-se a uma parte da flange periférica montada na extremidade superior da parede 52 lateral do prato 53 inferior de base dirigida. Uma vez mais, um único transdutor 54 de energia, centrado, serve para proporcionar deslocamentos verticais estimulantes para o funcionamento sintonizado de modo eficiente, envolvendo a massa do corpo como um determinante importante da ressonância 13

numa frequência própria na gama desejada. A Fig. 6 é um diagrama simplificado da nossa configuração preferida presentemente o qual compreende um prato 70 superior, essencialmente rígido, distanciado do prato 71 inferior também essencialmente rígido, em que o prato 71 inferior é parte da armação ao alto, ou estrutura de alojamento que inclui as paredes 72 laterais, com um rebordo 73 do aro virado para dentro conduzido pelas paredes 72 e em registo sobreposto com a periferia do prato 70 superior. Na região da dobra periférica, salientam-se de modo descendente pinos 74 seguradores conduzidos pelo prato 70 superior para a instalação solta em montagem guiada nos orifícios 75 feitos no rebordo 73; mostram-se anéis de pressão para reter este conjunto instalado sem grande exactidão de forma folgada. No caso de uma configuração circular como nas Figs 3 a 5, três de tais ajustes de pinos e orifícios seguradores serão suficientes, mas na nossa disposição preferida presentemente, os pratos 70, 71 são geralmente de configuração quadrada, com os pinos 7 4 e os orifícios 75 nos quatro cantos. O suporte rigorosamente concordante, da placa 70 superior é proporcionado por molas onduladas com a forma de anéis, disponíveis comercialmente da Smalley Steel Ring Company, de Wheeling, Illinois, e está indicado que uma sucessão periférica de doze unidades de molas separadas com a forma de anéis "SPIRAWAVE" Smalley (Smalley Part No. C175-H1) é suficiente para uma expansão dos pesos do corpo do paciente que varie de 100 a 200 libras, isto é, cerca de 45 a 90 kg. Especificamente, as molas 76 Smalley individuais deste tipo 3ão in3talada3 pelos quatro pino3 74 doo canto3, e maia duao destas molas são retidas entre o rebordo 73 do aro e o prato 70 em distâncias intermédias da sobreposição periférica entre o rebordo 73 e o prato 70. Mostra-se um único accionador electromagnético localizado centralmente, da natureza acima descrita para outras formas de realização concreta, com o respectivo conjunto 77 de bobina móvel fixo ao prato 71 inferior, e respectivo conjunto 78 de alojamento exterior fixo 14 ao lado debaixo do prato 70 superior. O funcionamento é como se descreveu para outras formas de realização concreta, contando com o suporte concordante e a acção das doze unidades 76 de mola.

Conforme se indicou anteriormente, o conjunto de circuitos electrónicos de controlo e accionamento da Fig. 7 servirá qualquer uma das formas de realização concreta presentemente descritas. Especificamente, mostra-se que tal conjunto de circuitos compreende os meios 60 do gerador de sinais para alimentar com corrente alterna a bobina móvel do gerador 15 de energia, a fim de excitar o prato 11 numa oscilação vertical própria em relação ao prato 12 inferior quando carregado de modo gravitacional com a massa do corpo simbolizada por M, notando-se que a deformação rigorosa do suporte (por exemplo, 13, 14 da Fig. 1) para o prato 11 tenha sido assim seleccionada para uma gama de valores de M quanto a exibir a frequência própria da ressonância vertical dentro da gama de 10 a 100 Hz. A aplicação da massa M do corpo é operacional por via dos meios 61 do interruptor para iniciar a cronometragem de um intervalo de tratamento, por exemplo, 10 minutos, que tenha sido seleccionado pelo ajustamento dos MEIOS 62 de cronometragem. Enquanto o intervalo do tratamento está a ser cronometrado, um interruptor 63 com as posições de LIGADO/DESLIGADO que governa o gerador 60 de sinal é ligado para a condição de "LIGADO" do gerador 60, a menos que ou (a) a massa M do corpo seja removida do prato 11, ou (b) um elemento 64 actuável manualmente do interruptor 63 tenha sido actuado para a respectiva posição de "DESLIGADO".

Em reconhecimento do facto de que diferentes utilizadores têm massas diferentes as quais (no contexto de uma dada deformação da suspensão do prato 11) cada um determinará uma frequência própria de ressonância diferente na gama operacional desejada (por exemplo, 10 a 100Hz), o circuito da Fig. 7 inclui meios pelos quais cada utilizador individual pode localizar a frequência própria de ressonância 15

que é única para ele.

Explicitamente, pode contar-se com um sensor 68 indicador do movimento (de deslocamento, velocidade ou aceleração), transportado pelo prato superior, para gerar um sinal que indique o nível da intensidade de corrente de uma destas quantidades relativas ao movimento, pelo menos para propósitos de monitorização, por meio do qual a amplitude pode ser ajusLada em 67 ao nível de monitorização prescrito. De modo geral, pode observar-se que a aceleração dinâmica de pico a pico deverá ser mantida a um nível que não exceda 0.5g, e que uma gama aceitável de 50 a 500 de "microtensão" corresponde aos valores de aceleração dinâmica de pico a pico de 0.5 a 0.3g (que corresponde ao deslocamento de pico a pico na gama de 0.01 mm a 2.0 mm), preferindo-se obter uma gama mais limitada menor do que 200 de "microtensão", que corresponde a valores de aceleração dinâmica de pico a pico menores do que 0.2g (que corresponde aos valores de deslocamento de pico a pico menores do que 0.5 mm); mais explicitamente, o deslocamento de pico a pico está de preferência na gama de 0.08mm a 0.5mm, que corresponde à distribuição de tensão do tecido ósseo no corpo a um nível relativamente baixo, de pico a pico, de cerca de 100 a 200 de "microtensão". Além disso, prefere-se que a tensão seja provocada com deslocamentos de pico a pico não maiores do que 0.05 mm.

Alternativamente, o utilizador pode notar a anomalia da intensidade de corrente que identifica a respectiva frequência própria de ressonância, suportada de modo concordante, observando um amperímetro 65 que está colocado de modo conveniente dentro do respectivo campo de visão, enquanto ajusta de modo variável os meios 66 de controlo da frequência a fim de variar a frequência do sinal à saída do gerador 60 para a bobina móvel do transdutor 15; em especial, observar-se-à a corrente em 65 cair, ao atingir a frequência própria de ressonância.

Se a gama de peso do utilizador é de 2:1, como no 16 caso dos pesos do utilizador que variam entre 100 e 200 libras, a gama ressonância é de

ondente de frequências próprias de ;1 , nomeadamente, 1.4:1, de tal modo que os meios 66 de controlo serão operacionais no gerador 60 dentro de tal gama. Mas a gama de 10 a 100 Hz anteriormente estabelecida largamente está bem além de 1.4:1, e é portanto possível exprimir a preferência pela utilização de uma gama mais estreita de frequências, tal como a gama de 25 a 35 Hz ou mais especialmente, a gama de 15 Hz a 30 Hz. E quando se tenha verificado melhor que e se uma gama mesmo mais restrita é óptima, é provável que o profissional completamente equipado possa requerer umas séries de suspensões 13, 14, rigorosamente concordantes selectivamente substituíveis, tendo coeficientes de rigidez diferentes, por meio dos quais os pesos do utilizador individual podem ser convenientemente adaptados a bandas mais estreitas de frequência própria de ressonância. Dito por outras palavras, se o profissional estiver equipado com subconjuntos rigorosamente concordantes substituíveis de modo selectivo, e se se encontrou que digamos, a gama de frequências ainda mais restrita de 29 a 31 Hz é óptima, não há razão porque todas as pessoas independentemente do peso, não venham a ser capazes elas próprias de aproveitar das vantagens osteogénicas obtíveis através da óptima utilização da invenção. O equipamento e o método da presente invenção vencem as desvantagens inerentes da aplicação mecânica de cargas convencional, protocolos de tratamento do osso. É menos perigoso e mais facilmente aplicado ao paciente, especialmente oc de certa idade. O nível inferior da pressão mecânica minimiza a chance de lesão ao paciente e ao tecido ósseo a ser tratado, e a gama de frequências superiores da aplicação da carga reduz de modo significativo o período do tempo necessário para tal exposição mecânica. Finalmente, aparecerá que o osso e o tecido conjuntivo são fortemente sensíveis a tensões provocadas nas gamas de frequências anteriormente mencionadas. f\

É importante indicar que, inerente à utilização da invenção, as regiões de estrutura do osso mais fracas são aquelas que são susceptíveis a tensões provocadas maiores e portanto aos efeitos benéficos terapeuticamente resultantes de tal utilização. A invenção é aplicável, mas não apenas para evitar osteopenia, mas também para o tratamento de fracturas por "dinamização" da fractura, isto é, fornecendo energia em direcção ao interior da fractura o que causa uma flexão muito pequena do osso em vez de manter o ossu rígido, como é o método convencional de cura do osso. A invenção pode também ser aplicada para promover a integração do osso, por meio da qual o osso pode ser ajudado a crescer dentro de implantes protéticos ou enxertos do osso.

Percebeu-se que certos utilizadores são ou incapazes (ou se consideram eles próprios incapazes) de seguir o regímen descrito anteriormente para ajustar unicamente o equipamento para a terapia óptima do indivíduo. Em tal caso, compreender-se-à que as técnicas disponíveis actualmente de automação existem para ajustar completamente de modo automático o dispositivo para corrigir a utilização da ressonância própria de diferentes pesos individuais. Serão descritas em conjunto com as Figs. 8, e 9, a seguir a uma revisão geral de princípios, várias formas de realização concreta, específicas para diferentes modos de aplicar a invenção. A intenção do equipamento é permitir a utilização aplicada dos ensinamentos do método das nossas patentes US-A-5,103,806 e US-A-5,191,880, as quais foram publicadas em 9.3.1993 dcpoio da data dc prioridade da pre3ente 3olicitação. Para este objectivo, descrevemos equipamentos para provocar tensões mecânicas na ordem de 50 a 500 de "microtensão" (isto é, 50 a 500 vezes IO-6 da tensão) dentro da gama de frequências de 10 Hz a 100Hz, e actualmente, de preferência, dentro da gama de 15 a 30 Hz, dentro do esqueleto axial e/ou apendicular. 18

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Mostrámos que tal protocolo de tratamento pode ser implementado sem recorrer à colocação de calibres de tensão nos ossos de um paciente submetido a tratamento. Isto é porque temos sido capazes de mostrar que, em média, para um adulto normalmente saudável, uma aceleração de 1-g (campo gravitacional da terra) provocará uma pressão de 1000 de "microtensão" dentro do tecido ósseo. Portanto, a intenção actual é que o equipamento deverá criar uma aceleração controlada de 0.05 a 0.5-g dentro da gama de 15 a 30 Hz, produzindo assim 50 a 500 de "microtensão" no osso.

Como um dispositivo terapêutico, o factor mais importante a tomar em consideração é o controlo exacto da aceleração/carregamento, mas do ponto de vista comercial é vantajoso ser-se capaz de implementar este método ao mais baixo custo possível. Isto pode efectuar-se utilizando o actuador electromecânico mais pequeno possível necessário para criar as energias necessárias para atingir estas acelerações, visto que o actuador é o componente mais dispendioso do equipamento. Existem, de facto, outras vantagens para não utilizar "técnicas de força bruta"; estas incluem o facto de que tais dispositivos não lineares são tipicamente difíceis de controlar exactamente — eles podem ser ruidosos, e ineficiências podem conduzir a aquecimento indevido do dispositivo.

Para minimizar à saída a energia, e portanto a dimensão do actuador necessário, desenvolvemos um dispositivo ressonante que incorpora a massa do paciente como um componente crítico do oistema maooa-mola. Para funcionar correctamente, o dispositivo e/ou o paciente devem efectuar duas tarefas; (1) A frequência de accionamento do gerador deve ser sintonizada para a frequência de ressonância fundamental do sistema equipamento-paciente. Porque cada massa de paciente será diferente, a frequência de ressonância do sistema será 19

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ligeiramente diferente para cada paciente, supondo que a constante de elasticidade do sistema não se alterou. Explicitamente, a frequência de ressonância variará com a raiz quadrada da massa do paciente de tal modo que a diferença entre a frequência de ressonância para uma pessoa de 100 libras e uma pessoa de 300 libras será aproximadamente 1.73. Esta diferença é suficiente para evitar um actuador pequeno de ser capaz de impor os deslocamentos necessários para obter as acelerações desejadas se o sistema não é sintonizado para a ressonância do sistema; o processo de sintonização é portanto critico. (2) A amplitude do sinal de accionamento deve ser ajustada para assegurar que a aceleração correcta do paciente, e de modo correspondente, as tensões correctas no esqueleto. Os níveis de tensão apropriados a serem provocados no esqueleto dependerão da condição a ser tratada e esperam-se estar entre 50 e 500 de "microtensão", isto é, acelerações de pico de desde 0.05 a 0.5g. Vemos pelo menos quatro situações clínicas distintas nas quais este dispositivo será utilizado e o qual muito provavelmente necessitará protocolos diferentes de aplicação de cargas : (a) Manutenção da massa do osso/Prevenção de osteoporose — que necessita acelerações de pico de 0.05 a 0.2g. (b) Promoção do crescimento interno do osso dentro de implantes não consolidados — que necessita acelerações de pico de 0.05 a 0.3g. (c) Promoção de formação do osso/inversão de osteoporo3e - que necesaita acclcraçõoo dc pico dc 0.05 a 0.4g. (d) Aceleração de cura da fractura -- que necessita acelerações de pico de 0.05 a 0.5g.

Os exactos níveis das tensões/acelerações provocadas serão determinados por um médico e dependerão da condição do osso do paciente, da idade do paciente, dos remédios que o 20

paciente esteja a tomar, e do período de tempo durante o qual o paciente será tratado. No entanto, uma vez que o médico tenha feito uma decisão, é incumbente que o dispositivo entregue o tratamento prescrito, visto que uma subcarqa pode não ser eficaz, e uma sobrecarga pode ser prejudicial.

Existem diversas maneiras segundo as quais um equipamento pode efectuar estas duas tarefas críticas. No entanto, nenhum dispositivo que seja comercialmente disponível ou que, do nosso conhecimento, tenha sido patenteado parece ser capaz de os realizar. Nós visionamos quatro modificações no equipamento básico da Fig. 6 as quais podem satisfazer as especificações descritas anteriormente : (A) Uma unidade básica que é ajustada, antes de ser entregue ao paciente, para funcionar dentro da gama de frequências de ressonância para uma massa prescrita do paciente e segundo uma amplitude consistente com aquela prescrita pelo médico. Mesmo este dispositivo básico, portanto, necessitará algum controlo automático de ganho (CGA) utilizando a realimentação de um acelerómetro (por exemplo, à saída em 68) para compensar qualquer desgaste geral ou agitação do equipamento ou flutuações na tensão da rede de alimentação de energia, etc. De outro modo, não se pode estar certo de que o paciente tenha experimentado o tratamento que foi prescrito. (B) Um dispositivo mais flexível que utiliza a realimentação quer do acelerómetro como também da corrente de accionamento (amperímetro) para proporcionar o paciente com um sinal para permitir o ajustamento manual da condição de ressonância, e subsequentemente, a amplitude da carga aplicada apropriada. Um tal dispositivo pode ser necessário para um paciente que está a passar por perda de peso, que pode estar a usar o dispositivo com ou sem gesso, etc. Estes sinais de realimentação podem tomar a forma de uma matriz de luzes, um leitor de memória digital, um medidor analógico, um som audível, etc. 0 paciente pode então ajustar a frequência e 21

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V amplitude directamente através de entrada analógica ou digital. Note que o CGA aeria ainda necessário para a implementação com sucesso deste dispositivo. (C) Um aperfeiçoamento do dispositivo de (B) anterior, para remover a necessidade do paciente verificar a realimentação e ajustar a frequência e amplitude de acordo. Isto é, pode desenvolver-se um conjunto de circuitos electrónicos ou "software" que permitirá o próprio dispositivo "andar em busca" da condição de ressonância uma vez que o paciente permaneça em pé ou se sente sobre o dispositivo e o ligue; e então "ande em busca" da amplitude prescrita. (D) Um aperfeiçoamento ainda maior do dispositivo seria fazê-lo "inteligente" proporcionando o paciente com uma chave de "software" ou cartão que tenha sido codificado com um protocolo de tratamento relevante. Nesta situação, os protocolos de aplicação de cargas podem tornar-se bastante sofisticados, permitindo que a amplitude da aplicação de cargas varie de dia para dia durante o decorrer do tratamento. Por exemplo, durante tratamento de cura da fractura, a aplicação da carga pode começar a niveis relativamente elevados (0.3 a 0.5g) e então diminuir a níveis mais baixos (por exemplo, a um nível de manutenção de 0.05 a O.lg), uma vez que o tecido na fractura, duro ou implante começa a calcificar. De modo ilustrativo, o intervalo de tempo para um tal declínio seria aproximadamente cinquenta dias. Para crescimento para o interior, o declínio para o "sinal de manutenção" pode durar noventa dias, e para a inversão da osteoporose, o declínio pode prolongar-se por dois anos. O declínio pode ser total para um cartão inteligente, e cujo pendor pode ser sujeito a ajustamento pelo médico. 0 dispositivo necessitará de ser capaz de "ler" este protocolo codificado e ajustar a aplicação da carga de forma apropriada. Tal dispositivo remove completamente a necessidade do paciente fazer qualquer ajustamento, c também permitirá que 22

múltiplos utilizadores em família utilizem o mesmo dÍ3pooitivo, mesmo se cada um tenha uma "prescrição" ou protocolo de tratamento diferente. 0 diagrama da Fig. 8 identifica os elementos da "unidade fundamental" mencionada anteriormente no Item A. Reconhecer-se-ão certos componentes da Fig. 7 e por isso foram-lhes dados os mesmos números de referência. Uma característica importante adicional é a dos meios 80 de controlo os quais, pela legenda, se vê incorporar meios para pré-ajustamento do equipamento para valores prescritos da duração do tratamento, assim como também da frequência própria de ressonância da massa combinada do prato 11 e do paciente, entendendo-se que o médico terá já verificado, por via do seu próprio menos limitado equipamento de gabinete, a frequência própria do paciente de tal ressonância, e que ele terá pré-ajustado este valor no equipamento (Fig. 8) que o paciente está para utilizar na sua própria casa. À parte do pré-ajustamento da frequência, o equipamento da Fig. 8 inclui provisão para o médico introduzir outras prescrições de dados, tais como a duração de tratamento na ocasião de cada utilização pelo paciente, e o valor relativo ao movimento do sinal à saída a ser mantido por via do controlo de ganho automático num sinal de controlo de realimentação do sinal relativo ao movimento em 68, para os meios 67 de controlo de amplitude. Para cada tratamento em casa, tudo o que o paciente tem de fazer é estar de pé ou sentar-se no prato 11 (ou 31), fechando assim o interruptor 61 operado pelo peso, com prontidão, para ele manualmente actuar o interruptor 63 de Ligar/Desligar. 0 dispositivo mais flexível do Item B anterior está talvez suficientemente ilustrado pela Fig. 7 em que o paciente pode verificar a sua própria frequência de ressonância olhando para a queda na leitura do amperímetro 65 quando ele varia a frequência por ajuste em 66. O controlo de ganho automático CGA de amplitude será como se descreve em 80 em ligação com a Fig. 8, mas o prc-ajustc ou as caracteristicas importantes 23

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Xíjuu, - - pre-ajustáveis dos meios 80 de controlo não serão necessários desde que o paciente deseje seguir ao instruções do seu médico. Por conveniência, o dispositivo do Item B pode realizar-se incorporando o painel indicador do amperímetro 65 nos MEIOS 80 de controlo, juntamente com um painel indicador apropriado do valor instantâneo da amplitude do valor relativo ao movimento, nomeadamente, o valor do sinal à saida em 68, entendendo-se que, tendo ajustado os meios 66 para a característica da própria ressonância, ele deverá fazer o ajuste manual em 67 para o valor relativo ao movimento para ele prescrito; Consequentemente, o controlo de ganho automático CGA, conforme se descreveu, pode assegurar um benefício terapêutico das instruções do respectivo médico. O diagrama da Fig. 9 mostra as componentes do "aperfeiçoamento" descritos nas suas linhas gerais no Item C anterior, e de novo retém-se os números de referência, para os componentes já descritos. 0 dispositivo da Fig. 9 incorpora basicamente a característica importante, dentro dos meios 90 de controlo programável, dos meios 66" de controlo de exploração automática, para produzir uma análise da gama de frequências de interesse, com um amperímetro 65'(designado como "meios sensíveis à corrente" que produzem um sinal à saída na linha 91 para os meios 90 de controlo, por meio dos quais pode ser identificada a queda do sinal de corrente, que identifica a frequência própria de ressonância do prato 11 (ou 31) mais da massa do corpo do paciente. Entender-se-à que o software nos meios 90 de controlo também responde ao sinal sensível da frequência na linha 92 dos meios 66' para os meios 90 de controlo, quanto a fazer esta identificação da queda de frequência, permitindo desse modo o ajuste e conservação da frequência própria de ressonância assim identificada.

Na Fig. 9, os pre-ajustamentos são conforme se descreveram na Fig. 8, excepto que, baseado na estimativa do médico da provável frequência própria de ressonância para um paciente específico, ele pode na Fig. 9 apresentar limites 24

superiores e inferiores mais estreitos da exploração analítica da frequência, dentro de cujos limites se espera para este paciente a frequência própria de ressonância. 0 dispositivo da Fig. 9 é assim completamente automático, visto que, uma vez activado pelo peso do corpo em 61 e iniciação manual em 63, a duração do tratamento presente ou protocolo pode continuar.

Ver-se-à que o dispositivo da Fig. 9 mostra uma máquina de gabinete para o médico, em que o instrumento permite o médico deixar à experiência do seu paciente uma exposição limitada ao tratamento enquanto o médico está também a verificar dados básicos para serem pré-ajustados na máquina mais simples da Fig. 8 que o paciente leva para casa para o simples controlo das posições de Ligado/Desligado de cada tratamento em casa.

Compreender-se-à também que o dispositivo da Fig. 9 indique uma caracteristica facultativa por meio da qual um regímen do paciente em utilização da invenção pode estar em conformidade com uma receita médica que é codificada pelo médico no seu consultório, como por exemplo inserindo um cartão 93 "inteligente” codificado dentro de uma guia 94 tipo corrediça de introdução e activação do cartão que faz parte dos MEIOS 90 de controlo. Assim, se o paciente deixa o consultório do médico com o seu próprio cartão 93 "inteligente" de receita médica personalizado, e se um dispositivo como da Fig. 9 está em sua casa, então simplesmente colocando o respectivo peso sobre o prato 11 (ou 31) e inserindo o seu cartão "inteligente" com a receita médica na guia 94 de introdução dos cartões do seu dispositivo da Fig. 9, o tratamento receitado pode ser rapidamente e automaticamente estabelecido para a ressonância própria do paciente. E como podem ser realizadas visitas posteriores ao médico, podem ser realizadas quaisquer alterações de forma concreta na receita médica para o mesmo paciente, num novo cartão 93 "inteligente" emitido ao paciente em lugar do seu cartão com a respectiva receita médica inicial. 25

Ver-se-à além disso a Fig. 9 mostrar que, em conjunto com o equipamento 95 de indicação (ou registo) digital apropriado, que tem uma ligação 96 directa aos pré-ajustamentos dos meios 90 de controlo, como também uma ligação 96 directa aos meios de controlo "per se", podendo ser introduzidos no armazenamento digital em 98 os dados digitais relevantes do paciente especifico. Tais dados estão sugeridos de modo ilustrativo por meio de legenda a fim de incluírem os pré-justamentos dos valores receitados durante a visita do paciente, como também os dados que reflectem os valores monitorizados da frequência de excitação e dos valores relativos ao movimento do prato-11 (ou 31). Os meios de armazenamento 98 simbolizam assim os meios destinados a acumular um ficheiro de dados sobre o paciente e o respectivo progresso, e como um banco de dados, permitir o confronto com dados correspondentes de numerosos pacientes sob tratamento.

Ainda mais, ver-se-à o dispositivo da Fig. 9 mostrar o equipamento do médico em que, depois de ter verificado numa dada visita, os dados básicos de utilização no paciente, e assim ter apurado, ou de outro modo decidido, sobre os únicos valores pré-ajustados a uma receita médica para o paciente, o cartão 93 de receita médica pode estar em branco (quanto a dados da receita) mas na inserção dentro da guia 94 e no seu abaixamento sob pressão a um limite sugerido pela seta 99 descendente, o cartão ao parar em tal limite inicia automaticamente uma operação de codificação no cartão, assegurando desse modo que o paciente virá a obter o protocolo da receita médica apurada mais recentemente no cartão "inteligente" que tenha sido acabado de preparar para ele.

Lisboa, 3 de Abril de 2001

-.NTFi OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 26

Claims (47)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Equipamento para estimular o crescimento do osso num corpo vivo com uma dada massa, compreendendo o referido equipamento : uma superfície de prato rígido (11,12,31,40,42,47,50,53, 70,71) suficiente para suportar o corpo com vida quando o prato está horizontal e a coluna está em pé, meios rigorosamente concordantes (13,14,32,33,41, 48,48',51,76) na parte debaixo do referido prato para suporte do referido prato sobre uma superfície de suporte horizontal rígida, meios transdutores de energia dinâmica (15,15',38, 38'44,44'54) ligados ao lado de baixo do referido prato e orientados para accionar verticalmente o referido prato com reacção de referenciação à referida superfície de suporte, tendo os referidos meios concordante (13,14,32,33,41,48,48',51,76) uma constante de elasticididade tal que, no contexto da massa total do referido prato e da massa do corpo suportado pelo prato, a referida massa total e os referidos meios concordantes apresentam uma frequência própria de ressonância na gama de 10 Hz a 100 Hz, meios de accionamento dos referidos meios (60) transdutores à referida frequência própria de ressonância e dentro de uma gama até 2.0-mm de deslocamento pico a pico e com uma energia que é essencialmente menor do que o peso gravitacional suportado do corpo vivo, sendo os referidos meios de accionamentodos referidos meios transdutores um gerador de sinal de corrente alternada com meios (66) para variar a frequência à saída dentro da referida gama de frequências próprias de ressonância; e meios (68) para monitorizar um valor instântaneo 1

   relativo ao movimento do referido prato em ressonância e no curso da variação de frequência, de modo a estabelecer a ressonância própria para uma massa aplicada do corpo do indivíduo.
2. 2. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, no qual os referidos meios rigorosamente concordantes estão perifericamente ligados ao referido prato.
3. 3. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, no qual os referidos meios estão rigorosamente concordantes estão ligados ao lado de baixo do referido prato.
4. 4. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 1 ou 2 ou 3, em que a referida superfície do prato essencialmente rígida compreende : um prato rígido essencialmente superior e um prato rígido essencialmente inferior de superfície suficiente para suportar o corpo vivo quando a coluna está vertical.
5. 5. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 4, em que os referidos meios rigorosamente concordantes estão colocados entre os referidos pratos rígidos para acoplamento verticalmente concordante dos referidos pratos quando orientados horizontalmente para a carga gravitacional do prato superior de encontro ao prato inferior.
6. 6. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 4 ou 5, compreendendo além disso meios retendo uma relação de montagem dos referidos pratos e referido meios concordantes e referidos meios transdutores, com liberdade para deslocamento relativo dos referidos pratos enquanto acoplados de modo concordante, pelo que quando um inferior dos referidos pratos é 2

   Zj colocado sobre uma superfície de suporte horizontal tal como um pavimento ou assento de um banco, o superior dos referidos pratos é confrontado de modo ascendente e colocado para suporte de um corpo com vida com a coluna de pé, sendo a constante de elasticidade para os referidos meios concordantes tal que, no contexto da massa total do referido prato superior e da massa do corpo suportada pelo prato, a referida massa total e os referidos meios concordantes apresentam a referida frequência própria de ressonância na gama de 10 Hz a 100 Hz.
7. 7. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações precedentes em que o referido gerador de sinais inclui meios sensíveis ao valor instantâneo da corrente eléctrica da referida frequência à saída, de modo a permitir que as diversas frequências sejam ajustadas a um valor para o qual o valor instantâneo da corrente esteja no mínimo.
8. 8. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, no qual os meios rigorosamente concordantes são os únicos meios de suporte da referida superfície do prato.
9. 9. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, adaptado para utilização sobre uma superfície do chão que constitui a referida superfície de suporte.
10. 10. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, adaptado para utilização sobre um assento ou cadeira constituindo a referida superfície de suporte.
11. 11. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, no qual os meios rigorosamente concordantes são um componente periférico formado integralmente na referida superfície do prato. 3
12. 12. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 11, em que a periferia do referido componente periférico é dos únicos meios de suporte da superfície do prato.
13. 13. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações l,ou 2 ou 3, em que a referida superfície do prato rígido compreende um prato superior rígido de superfície suficiente para suportar o corpo com vida quando a coluna está de pé, e um prato inferior rígido que faz parte de uma estrutura da armação rígida que inclui um rebordo periférico acima do referido prato superior com o referido prato superior exposto dentro do referido rebordo para suporte do corpo com vida.
14. 14. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 13, em que os referidos meios rigorosamente concordantes está na forma de pares distribuídos periféricamente das molas superior e inferior sob pré-carga em tensão, sendo as molas superiores ligadas ao referido prato superior e ao referido rebordo, e sendo as molas inferiores ligadas ao referido prato superior e ao referido prato inferior pelo que o referido prato superior é suspenso em relação à referida estrutura da armação por todas as referidas molas sob pré-carga em tensão.
15. 15. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual o referido prato inferior está adaptado para ser um apoio gravitacional não elástico em relação ao chão rígido.
16. 16. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações de 4 a 7, no qual o referido prato inferior está adaptado para ser um apoio gravitacional não elástico em relaçáo a uma armação da cadeira.
17. 17. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações de 4 a 7, no qual os meios rigorosamente 4

    concordantes é um componente periférico formado integralmente do referido prato superior.
18. 18. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, nas quais a frequência de ressonância está na gama de 25 Hz a 35 Hz.
19. 19. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, nas quais o deslocamento de pico a pico está na gama de 0.01-mm a 2,0-mm, correspondendo à distribuição duma tensão tecido ósseo no corpo a nivel relativamente baixo de cerca de 50 a cerca de 500 de "microtensão", de pico a pico.
20. 20. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual o referido deslocamento de pico a pico está na gama de 0.08-mm a 0.5-mm, correspondendo à distribuição duma tensão do tecido ósseo no corpo a um nível relativamente baixo de cerca de 100 a cerca de 200 "microstrain", de pico a pico.
21. 21. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual o referido deslocamento de pico a pico é pelo menos não maior do que substancialmente 0.05-mm.
22. 22. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores incluem meios de aju3te da frequência de accionamento para uma frequência de ressonância dentro da referida gama.
23. 23. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios transdutores são actuadores electromagnéticos lineares.
24. 24. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das 5

    reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios transdutores são actuadores piezoeléctricos.
25. 25. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores incluem meios para ajustar automaticamente a frequência de accionamento a uma única frequência que seja substancialmente igual à raiz quadrada do cociente k/M onde k é uma constante de elasticidade dos referidos meios rigorosamente concordantes, e M é a massa (que inclui a massa do corpo vivo) suportada pelos referidos meiosrigorosamente concordantes.
26. 26. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, em que os referidos meios de accionamento do referido transdutor é activado pelos meios do interruptor sensível ao deslocamento compressivo dos referidos meios rigorosamente concordantes pela aplicação do peso do corpo vivo ao referido equipamento.
27. 27. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, em que os referidos meios de accionamento do referido transdutor são activados pelos meios do interruptor sensível ao deslocamento compressivo dos referidos meios rigorosamente concordantes pela aplicação do peso do corpo vivo ao referido equipamento, e aos meios de temporização da duração do intervalo associado com os referidos meios de accionamento dos transdutores para desligar os accionadores dos referidos meios transdutores esgotada a temporização do intervalo pré-determinado do funcionamento do transdutor carregado pelo peso do corpo.
28. 28. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores são de um 6

    gerador de sinal de corrente alterna com meios para variar selectivamente a frequência à saída dentro da referida gama de frequências próprias de ressonância, e meios para monitorizar um valor relativo ao movimento instantâneo do referido prato superior em ressonância própria e no curso de variação da frequência, de modo a estabelecer a ressonância própria para uma massa aplicada do corpo do indivíduo.
29. 29. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores são de um gerador de sinal de corrente alterna com meios para variar selectivamente a amplitude da corrente à saída para os referidos meios transdutores, e meios transportados pelo referido prato superior para monitorizar uma quantidade reflectindo um valor relativo ao movimento instantâneo do referido prato superior em ressonância própria, de modo a permitir o ajuste selectivo da amplitude da corrente fornecida aos referidos MEIOS transdutores, para ou dentro de um limite de monitorização pré-determinado.
30. 30. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores são de um gerador de sinal de corrente alternada com meios para variar de modo selectivo a amplitude da corrente à saída para o referidos meios transdutores, e meios do acelerómetro transportado pelo referido prato superior para monitorizar o valor inotantânco da aceleração dinâmica máxima do referido prato superior na referida ressonância própria assim como assegurar o controlo da corrente à saída para um limite superior correspondente a um valor máximo da aceleração dinâmica monitorizada de 0.3g.
31. 31. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das 7

    reivindicações 4 a 7, no qual os referidos meios de accionamento dos referidos meios transdutores são de um gerador de sinal de corrente alterna com meios para variar de modo selectivo a amplitude da corrente à saída para os referidos meios transdutores, e meios de monitorização sensíveis ao deslocamento, transportados pelo referido prato superior para monitorizar o valor instantâneo do deslocamento de pico a pico do referido prato superior na referida ressonância própria de forma a assegurar o controlo da corrente à saída para um limite superior correspondente a um máximo monitorizado de deslocamento de pico a pico de 2.0 mm.
32. 32. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, compreendendo além disso: meios pré-ajustáveis para ajustar a frequência à saída do referido gerador para um valor pré-verifiçado da referida frequência própria de ressonância; e meios de controlo com realimentaçâo, sensíveis à referida saída e tendo uma ligação de controlo da amplitude ao referido gerador de sinal.
33. 33. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 32, no qual os meios pré-ajustáveis associados com a referida ligação de controlo de amplitude são operacionais para limitar de modo selectivo a amplitude de excitação do referido gerador para limitação selectiva do movimento do prato para um valor pré-determinado menor do que o referido limite superior de deslocamento de pico a pico.
34. 34. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, compreendendo além disso : meios automáticos para verificar a referida frequência própria de ressonância, compreendendo: 8

    meios de exploração de exame atento por "scanning" para variar a referida frequência à saída do referido gerador de sinal dentro da referida gama de frequências, e meios sensíveis à corrente instantânea fornecida pelo referido gerador aos referidos meios transdutores num curso de variação da frequência, para identificar uma frequência na qual a corrente instantânea está num valor mínimo dentro da referida gama de frequências.
35. 35. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 34, em que os referidos meios automáticos incluem, meios de ajuste da frequência do referido gerador de sinal para a frequência assim identificada, um sensor que indica o movimento transportado pelo referido prato, para proporcionar à saída um sinal eléctrico que reflecte o movimento instantâneo do referido prato, e meios de controlo da amplitude para os referidos meios do gerador de sinal e sensíveis à referida saída do sinal eléctrico para regular o movimento instantâneo do prato para um nível pré-determinado que é menor do que o referido limite superior do deslocamento de pico a pico.
36. 36. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 35, no qual o referido nível pré-determinado do controlo de amplitude é um nível variável que diminui para um nível pré-determinado de manutenção mínimo no curso de duração do tratamento.
37. 37. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 1, que compreende além disso : meios de controlo para o referido gerador de sinal incluindo; a) os referidos meios para variar, dentro da referida 9

    gama de frequências, a frequência do sinal à saida do referido gerador; b) meios sensíveis ao valor instantâneo da corrente eléctrica do referido sinal à saída, de modo a permitir que a frequência variada a ser ajustada a um valor para o qual o valor instantâneo da corrente seja um mínimo; c) meios de controlo de amplitude para ajustar a amplitude instantânea do referido sinal à saída; e d) meios de controlo com realimentação que incluem os referidos meios de monitorização do movimento, transportados pelo referido prato, para produzir um sinal eléctrico indicativo do referido movimento instantâneo, e sendo o referido sensor ligado aos referidos meios de controlo de amplitude para manter um nível pré-determinado da saída do sensor no curso de um dado tratamento.
38. 38. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 37, no qual os referidos meios de controlo são programáveis, com provisão para o pré-ajustamento da duração do tratamento.
39. 39. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 37 ou 38, no qual os referidos meios de controlo são programáveis, com provisão para pré-ajustamento de um pré-determinado nível de saída do referido sensor.
40. 40. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 37 ou 38 ou 39, no qual oo referidos meios de controlo são programáveis, com provisão para pré-ajuste da frequência à saída do gerador de sinal para um valor fixado que tenha sido pré-determinado para ser a frequência de ressonância correcta para um paciente que utilize o equipamento.
41. 41. Equipamento conforme reivindicado em qualquer das reivindicações 37 a 40, no qual os referidos meios de 10 "7 controlo incluem um microprocessador programado para executar uma exploração da frequência para uma corrente mínima para o referido transdutor e para identificar a frequência na qual a referida corrente mínima é verificada ocorrer, e então estabelecer a frequência identificada como a frequência fixada da saída do gerador de sinal para o referido transdutor.
42. 42. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 41, no qual a programação do referido microprocessador inclui provisão para limites de pré-ajuste da referida exploração por "scanning" da frequência, para valores que estão numa proximidade relativamente próxima mas estejam separados sobre os lados opostos de um valor pré-estabelecido da referida frequência fixada, sendo o referido valor pré-estabelecido de uma utilização anterior do referido equipamento para o mesmo paciente.
43. 43. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 41 ou 42, no qual a programação do microprocessador está de acordo com a leitura feita por uma máquina de um membro com uma receita codificada que é única para as necessidades do paciente específico.
44. 44. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 41, ou 42, ou 43, no qual o referido microprocessador está ligado para uma resposta contínua ao referido sensor e para proporcionar controlo de ganho automático para manter tal controlo de amplitude da saída do gerador de sinal de forma a manter a saída do sensor substancialmente em um nível de tratamento pré-determinado.
45. 45. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 41 a 44, no qual os referidos meios de controlo incluem meios para apresentar visualmente ou registar os dados pré-ajustados e os dados do movimento à saída relativos às medições, e nos quais a programação do referido 11 microprocessador inclui provisão para introdução automática do3 referidos dados dentro de um painel indicador ou de um registador.
46. 46. Equipamento conforme reivindicado nas reivindicações 41 a 45, no qual os referidos meios de controlo estão associados com meios de armazenamento digital, e no qual o referido microprocessador inclui provisão para a introdução automática dos dados pré-ajustados e dos dados do movimento à saída relativos às medições dentro dos meios de armazenamento digital.
47. 47. Equipamento conforme reivindicado na reivindicação 34, no qual a frequência própria de ressonância está na gama de 10 Hz a 50 Hz.

    Lisboa, 3 de Abril de 2001 c/auente oficial da propriedade INDUSTRIAL 12