TITULOTITLE
MÉTODO Y DISPOSITIVO BIOMECÁNICO DE CANCELACIÓN DE TEMBLOR PATOLÓGICOMETHOD AND BIOMECHANICAL DEVICE FOR CANCELLATION OF PATHOLOGICAL FEAR
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR
La presente invención se refiere a dispositivos biomecánicos o biomédicos para la cancelación, reducción o control del temblor patológico involuntario. Como tales, son de aplicación en la industria de rehabilitación ortoprotésica.The present invention relates to biomechanical or biomedical devices for the cancellation, reduction, or control of involuntary pathological tremor. As such, they are applicable in the prosthetic and orthotic rehabilitation industry.
ESTADO DE LA TÉCNICASTATE OF THE ART
El temblor patológico es un efecto de algunas enfermedades neurológicas que da lugar a la discapacidad de la persona afectada. Está caracterizado por contracciones rítmicas e involuntarias de los músculos del paciente. Como consecuencia la persona afectada está sometida a oscilaciones involuntarias de sus miembros superiores y posiblemente otras partes del cuerpo.Pathological tremor is an effect of some neurological diseases that results in the disability of the affected person. It is characterized by rhythmic and involuntary contractions of the patient's muscles. As a consequence the affected person is subjected to involuntary oscillations of his upper limbs and possibly other parts of the body.
La frecuencia de estas oscilaciones varía en función de que el tipo de temblor sea de reposo (característico de la enfermedad de Parkinson), postural (característico de pacientes con temblor esencial) o cinético (característico de pacientes con daño cerebral traumático). El rango comúnmente aceptado oscila entre 2 Hz y 12 Hz.The frequency of these oscillations varies depending on whether the type of tremor is resting (characteristic of Parkinson's disease), postural (characteristic of patients with essential tremor) or kinetic (characteristic of patients with traumatic brain damage). The commonly accepted range ranges from 2Hz to 12Hz.
La aproximación clásica para el tratamiento del temblor es la medicación y la estimulación eléctrica de algunas zonas del cerebro. Hay sin embargo otros dispositivos que actúan mediante la aplicación de una carga mecánica resistiva o disipativa sobre el órgano afectado. Tal es el caso del dispositivo comercializado con el nombre "Neater Eater". El estado de la técnica es tal que en estos dispositivos se aplica una carga mecánica disipativa de forma independiente del tipo de temblor que afecte al paciente. Esta carga resistiva es además independiente del tipo de movimiento sobre el que se aplica, es decir, de si este es voluntario, tembloroso o una combinación de ambos. Como
consecuencia el paciente nota una carga resistiva también ante su movimiento intencional.The classic approach to treating tremor is medication and electrical stimulation of some areas of the brain. However, there are other devices that act by applying a resistive or dissipative mechanical load on the affected organ. Such is the case of the device marketed under the name "Neater Eater". The state of the art is such that a dissipative mechanical load is applied to these devices independently of the type of tremor affecting the patient. This resistive load is also independent of the type of movement on which it is applied, that is, whether it is voluntary, trembling or a combination of both. How Consequently the patient notices a resistive load also in the face of his intentional movement.
En el estado de la técnica existen algunas patentes cuyo objeto es la reducción del efecto del temblor en actividades concretas del paciente. Tal es el caso de la patente US6561993 que se centra en el filtrado de la señal temblorosa en dispositivos periféricos de entrada para computadores. El objeto en este caso no es alterar el patrón de temblor en sí, sino evitar que la señal temblorosa se refleje en la salida del periférico del ordenador. Otras patentes, como la US5293879 o la US 5964720, se centran en procedimientos para la detección de temblor como consecuencia de enfermedades neurológicas y procedimientos para la monitorización fisiológica genérica y en particular para la monitorización de temblor.In the state of the art there are some patents whose object is to reduce the effect of tremor on specific patient activities. Such is the case of patent US6561993 which focuses on the filtering of the shaky signal in input peripheral devices for computers. The object in this case is not to alter the tremor pattern itself, but to prevent the trembling signal from being reflected at the output of the computer's peripheral. Other patents, such as US5293879 or US 5964720, focus on procedures for detecting tremor as a consequence of neurological diseases and procedures for generic physiological monitoring and in particular for monitoring tremor.
La presente patente se refiere a un método de cancelación selectiva del temblor. El método se estructura en torno a un lazo de control repetitivo. En el estado de la técnica existen varias realizaciones y patentes que emplean o se centran en este tipo de lazo de control. En concreto, la patente US5740090 se centra en la protección de un tipo de filtros sintonizados con una componente frecuencial principal, "notch filters", de orden igual o mayor que dos, y de estrategias de control repetitivo y de aprendizaje desarrolladas a partir de dicho filtro. Esta patente, cita además a otras patentes anteriores, como por ejemplo la patente US4821168 que se centra en aspectos de robustez de los mencionados lazos de control.The present patent relates to a selective tremor cancellation method. The method is structured around a repetitive control loop. In the state of the art there are several embodiments and patents that employ or focus on this type of control loop. Specifically, patent US5740090 focuses on the protection of a type of filter tuned with a main frequency component, "notch filters", of order equal to or greater than two, and of repetitive control and learning strategies developed from said filter. This patent also cites other previous patents, such as US4821168, which focuses on robustness aspects of the aforementioned control loops.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El temblor patológico se caracteriza por oscilaciones rítmicas de algún miembro del cuerpo humano. Estas oscilaciones rítmicas están superpuestas al movimiento voluntario del paciente. Las características de amplitud y frecuencia de las oscilaciones temblorosas dependen del tipo de temblor, sea este de reposo, postural o cinético. Además, para un mismo paciente estas características pueden verse alteradas en función de la actividad o condiciones que desarrolle o a que esté sometido.
Un procedimiento establecido clínicamente para reducir los efectos del temblor es la aplicación de cargas mecánicas resistivas, sean estas disipativas o inerciales. La solución ideal consiste en aplicar cargas de este tipo únicamente al movimiento tembloroso. Sin embargo, todas las realizaciones descritas en el estado de la técnica, aplican la carga biomecánica a la combinación del movimiento voluntario y tembloroso. Esto da lugar a una resistencia al movimiento intencional del paciente, y como consecuencia a falta de confort.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION Pathological tremor is characterized by rhythmic oscillations of some member of the human body. These rhythmic oscillations are superimposed on the patient's voluntary movement. The amplitude and frequency characteristics of the trembling oscillations depend on the type of tremor, be it resting, postural or kinetic. In addition, for the same patient, these characteristics may be altered depending on the activity or conditions that he develops or is subjected to. A clinically established procedure to reduce the effects of tremor is the application of resistive mechanical loads, whether these are dissipative or inertial. The ideal solution is to apply loads of this type only to shaky movement. However, all the embodiments described in the state of the art apply the biomechanical load to the combination of the voluntary and trembling movement. This results in resistance to the patient's intentional movement, and as a consequence a lack of comfort.
Adicionalmente, no existe en el estado de la técnica métodos que permitan la aplicación específica de cargas en función de las características concretas del tipo de temblor (frecuencias y amplitudes variables) ni de las características particulares en un instante determinado del temblor en un paciente, que por lo general serán distintas a las de cualquier otro instante.Additionally, there are no methods in the state of the art that allow the specific application of loads depending on the specific characteristics of the type of tremor (variable frequencies and amplitudes) or the particular characteristics at a given moment of the tremor in a patient, which they will generally be different from those of any other instant.
La presente patente pretende proteger un método que permite la cancelación, reducción o supresión selectiva del temblor, es decir sin afectar al movimiento voluntario del paciente. Además, el método propuesto permite adaptar esta acción de cancelación de forma automática a cualquier tipo de temblor o a cualquier condición del temblor de un paciente.The present patent aims to protect a method that allows the selective cancellation, reduction or suppression of tremor, that is, without affecting the voluntary movement of the patient. Furthermore, the proposed method allows this cancellation action to be adapted automatically to any type of tremor or to any tremor condition of a patient.
El método propuesto consta básicamente de dos etapas: 1. La primera etapa es una estrategia de identificación de las características del temblor a partir de información recogida por una variedad de sensores biomecánicos (de posición, velocidad, aceleración o fuerza) o fisiológicos (de señal electromiográfica). Las características obtenidas mediante esta estrategia son al menos la frecuencia, fase y amplitud de la señal temblorosa, diferenciando ésta de la señal voluntaria, mediante cualquier algoritmo digital o circuito electrónico digital o analógico diseñado al efecto. 2. La segunda etapa está constituida por un lazo de control repetitivo, que sintonizado con la información del temblor obtenida en la fase anterior a las características concretas de la señal temblorosa, cancela selectivamente la parte temblorosa del movimiento. Para ello, una multiplicidad de actuadores permiten aplicar la acción de cancelación del lazo de control, mediante la aplicación de fuerzas internas (solución
ortésica) o mediante la aplicación de fuerzas extemas (solución de sobremesa, para sillas de ruedas...).The proposed method basically consists of two stages: 1. The first stage is a strategy to identify the characteristics of the tremor based on information collected by a variety of biomechanical (position, speed, acceleration, or force) or physiological (signal) sensors. electromyographic). The characteristics obtained by this strategy are at least the frequency, phase and amplitude of the trembling signal, differentiating it from the voluntary signal, using any digital algorithm or digital or analog electronic circuit designed for this purpose. 2. The second stage is made up of a repetitive control loop, which tuned with the tremor information obtained in the previous phase to the specific characteristics of the trembling signal, selectively cancels the trembling part of the movement. For this, a multiplicity of actuators allow the cancellation action of the control loop to be applied, through the application of internal forces (solution orthotic) or by applying external forces (tabletop solution, for wheelchairs ...).
Mediante este método se selecciona para posterior cancelación solo la parte temblorosa del movimiento del paciente. Dado que la primera etapa es de carácter general, la identificación y seguimiento de la señal temblorosa permite su aplicación a cualquier tipo de temblor o a cualquier condición o actividad del usuario.Using this method, only the trembling part of the patient's movement is selected for subsequent cancellation. Since the first stage is of a general nature, the identification and monitoring of the trembling signal allows its application to any type of tremor or to any condition or activity of the user.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El temblor patológico presenta una oscilación rítmica de los distintos segmentos del miembro superior de pacientes de algunas enfermedades de origen neurológico. Esta oscilación está caracterizada por frecuencias comprendidas en el rango de 2 a 4 Hz para el caso de temblor de reposo característico de la enfermedad de Parkinson. El temblor postural está sin embargo caracterizado por un rango frecuencial comprendido entre los 5 y 8 Hz y es característico de la enfermedad de temblor esencial. Por su parte, el temblor cinético puede presentarse en frecuencias comprendidas entre 4 y 12 Hz y es característico de pacientes con daño cerebral de origen traumático.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Pathological tremor presents a rhythmic oscillation of the different segments of the upper limb of patients with some diseases of neurological origin. This oscillation is characterized by frequencies in the range of 2 to 4 Hz for the case of resting tremor characteristic of Parkinson's disease. Postural tremor is however characterized by a frequency range of 5 to 8 Hz and is characteristic of essential tremor disease. For its part, kinetic tremor can occur at frequencies between 4 and 12 Hz and is characteristic of patients with traumatic brain damage.
Dado un paciente afecto de cualquiera de los temblores descritos más arriba, sus características específicas de la oscilación pueden variar en función de la actividad o condición que soporte. Dichas oscilaciones estarán en general superpuestas al movimiento intencional del paciente.Given a patient affected by any of the tremors described above, its specific oscillation characteristics may vary depending on the activity or condition it supports. These oscillations will generally be superimposed on the patient's intentional movement.
Generalmente el movimiento voluntario está caracterizado por frecuencias significativamente más bajas que las del temblor. Además éste último es un movimiento esencialmente armónico (rítmico). Aprovechando estas dos características es posible determinar estrategias que permitan diferenciar ambos tipos de movimiento. En concreto, una estrategia posible es: a) el filtrado de la señal de movimiento con filtros pasa bajas o altas diseñados con frecuencias de corte comprendidas en el rango frecuencial entre el movimiento voluntario y el tembloroso. Los filtros así diseñados pueden ser implementados
tanto digital como analógicamente y pueden ser de cualquier orden, es decir, con pendientes de rechazo a las frecuencias prohibidas mayores o menores.Voluntary movement is generally characterized by significantly lower frequencies than tremor. Furthermore, the latter is an essentially harmonic (rhythmic) movement. Taking advantage of these two characteristics, it is possible to determine strategies that allow differentiating both types of movement. Specifically, one possible strategy is: a) filtering of the motion signal with low or high pass filters designed with cutoff frequencies in the frequency range between voluntary and shaky motion. Filters thus designed can be implemented both digitally and analogically and can be of any order, that is, with rejection slopes at the highest or lowest prohibited frequencies.
Aprovechando la característica esencialmente armónica del temblor, otro procedimiento para la identificación y seguimiento de la señal temblorosa se fundamenta en: b) el modelado de ésta mediante un desarrollo en serie de un armónico principal de frecuencia f0 y M secundarios, tal como refleja la ecuación (1).Taking advantage of the essentially harmonic characteristic of the tremor, another procedure for the identification and monitoring of the tremor signal is based on: b) its modeling by means of a series development of a main harmonic of frequency f 0 and secondary M, as reflected in the equation (1).
- sm rfQk + wr + Mk eos rf0k] r=l - sm rf Q k + wr + Mk eos rf 0 k] r = l
Se puede establecer el error, βk, entre el modelo de la ecuación (1 ) y la señal efectivamente obtenida a través de una variedad de sensores en el instante k, sk, según la ecuación (2). ek = Sk ~ lwrk • sin KÍθk + Wr + Mk C0S *fθk (2)
The error, β k , can be established between the model of equation (1) and the signal actually obtained through a variety of sensors at time k, s k , according to equation (2). e k = S k ~ l w rk • sin KÍθ k + Wr + Mk C0S * fθ k (2)
Se puede utilizar este error para plantear un proceso de optimización por mínimos cuadrados de los parámetros del modelo de la ecuación (1). El proceso descrito permite mediante la adecuada selección de los parámetros de convergencia del proceso de optimización, la obtención de un método recursivo para la estimación instantánea de las características de frecuencia, fase y amplitud de la señal temblorosa.This error can be used to propose a least squares optimization process for the model parameters of equation (1). The described process allows, through the proper selection of the convergence parameters of the optimization process, the obtaining of a recursive method for the instantaneous estimation of the frequency, phase and amplitude characteristics of the trembling signal.
La estrategia descrita permite obtener una estimación instantánea de las características del temblor diferenciando éstas del movimiento voluntario. Aunque se han descrito dos alternativas para la implementación de esta estrategia, es la estrategia en sí la que permite la implementación del método protegido en esta patente y como consecuencia pueden utilizarse combinaciones de ambas o terceros métodos desarrollados digitalmente en los dominios del tiempo o de la frecuencia o analógicamente.The described strategy allows obtaining an instantaneous estimate of the characteristics of the tremor, differentiating these from the voluntary movement. Although two alternatives have been described for the implementation of this strategy, it is the strategy itself that allows the implementation of the method protected in this patent and as a consequence combinations of both or third digitally developed methods can be used in the domains of time or frequency or analog.
El control repetitivo es una variante del control de aprendizaje en el que se utiliza información previa sobre el tipo de perturbación a que está sometido un
sistema para mejorar el rechazo a las mismas. En concreto es de aplicación cuando las perturbaciones son de carácter periódico.Repetitive control is a variant of learning control in which prior information on the type of disturbance to which a child is subjected is used. system to improve rejection of them. Specifically, it is applicable when the disturbances are periodic.
En el caso del temblor patológico, el sistema a controlar es el miembro superior del paciente y la perturbación es la oscilación a que da lugar el temblor y que según se indicó más arriba es rítmica (armónica). Por tanto, la cancelación o rechazo selectivo del temblor puede ser aproximado mediante lazos de control repetitivo.In the case of pathological tremor, the system to be controlled is the upper limb of the patient and the disturbance is the oscillation caused by the tremor and which, as indicated above, is rhythmic (harmonic). Therefore, selective tremor cancellation or rejection can be approximated by repetitive control loops.
En el control repetitivo se emplea una combinación lineal de uno o más valores anteriores del error entre la referencia y la señal medida para construir la señal de entrada al controlador del sistema, véase la figura 1. El resultado es que la función de transferencia del sistema de control presenta una atenuación muy grande a la frecuencia fundamental de la perturbación y en sus correspondientes armónicos según indica la figura 2. El número de valores previos del error y los coeficientes de la combinación lineal descrita más arriba determinan la anchura de la zona de atenuación y rechazo.In repetitive control, a linear combination of one or more previous error values between the reference and the measured signal is used to construct the input signal to the system controller, see Figure 1. The result is that the system transfer function control presents a very large attenuation at the fundamental frequency of the disturbance and in its corresponding harmonics as indicated in figure 2. The number of previous error values and the coefficients of the linear combination described above determine the width of the attenuation zone and I reject.
La estrategia descrita en los párrafos anteriores permite, una vez conocida la frecuencia principal del temblor, realizar una cancelación selectiva de la perturbación que representa el temblor al movimiento voluntario. Si, tal como se describió más arriba, la estrategia de identificación permite la identificación instantánea de las características del temblor a partir de la información de los sensores, el método propuesto se adapta automáticamente al tipo de temblor y a las condiciones del paciente.The strategy described in the previous paragraphs allows, once the main frequency of the tremor is known, to perform a selective cancellation of the disturbance represented by the tremor to the voluntary movement. If, as described above, the identification strategy allows instantaneous identification of the tremor characteristics from the information from the sensors, the proposed method automatically adapts to the type of tremor and the patient's conditions.
La implementación del método de control puede realizarse de forma tanto digital como analógica sin que esto afecte al fundamento del método protegido. La acción de control descrita más arriba da lugar a la aplicación de una serie de esfuerzos biomecánicos sobre el miembro tembloroso. Estos esfuerzos pueden ser de carácter interno, es decir, aplicados sobre el miembro tomando como referencia otro segmento del cuerpo humano, dando lugar a soluciones ortésicas. Los esfuerzos pueden ser además de carácter externo, es decir, tomando como referencia cualquier elemento externo (mesa, silla de ruedas...), dando lugar a aplicaciones no ambulatorias.
El método descrito está recogido esquemáticamente en el diagrama de la figura 3. Costa por tanto de una etapa de obtención de información sensorial, una estrategia de identificación y seguimiento de las características del temblor a partir de la información sensorial, un lazo de control repetitivo para el rechazo de la perturbación debida al temblor y una multiplicidad de actuadores para la aplicación física de la acción de control.The implementation of the control method can be carried out both digitally and analogically without affecting the basis of the protected method. The control action described above results in the application of a series of biomechanical stresses to the trembling limb. These efforts can be internal, that is, applied to the limb taking another segment of the human body as a reference, leading to orthotic solutions. Efforts can also be external, that is, taking as reference any external element (table, wheelchair ...), leading to non-ambulatory applications. The described method is shown schematically in the diagram of figure 3. Therefore, it takes a stage of obtaining sensory information, a strategy for identifying and monitoring the characteristics of the tremor from sensory information, a repetitive control loop for the rejection of the disturbance due to the tremor and a multiplicity of actuators for the physical application of the control action.
EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓNEXAMPLE OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Como ejemplo de realización de la invención se presenta el desarrollo de una solución ortésica para cancelación del temblor a nivel del codo. La ortésis está formada por una estructura rígida que permite soportar un conjunto de sensores y actuadores para implementar los bloques 1 y 4 del método de cancelación descrito esquemáticamente en la figura 3.The development of an orthotic solution to cancel tremor at the elbow is presented as an example of embodiment of the invention. The orthosis is formed by a rigid structure that allows supporting a set of sensors and actuators to implement blocks 1 and 4 of the cancellation method described schematically in Figure 3.
En el ejemplo se emplean como sensores dos giroscopios situados a ambos lados de la articulación que ofrecen información sobre la velocidad angular absoluta de brazo y antebrazo en el plano de movimiento de la articulación. El rango frecuencial de medida está comprendido entre 0 y 50 Hz, cubriendo así todo el rango frecuencial de los posibles temblores. Se incluye también un motor ultrasónico para generar el par de cancelación del temblor en la articulación de interés. El par del motor es de 1 mN, suficiente para contrarrestar el par medio del temblor a este nivel.In the example, two gyroscopes located on both sides of the joint are used as sensors that provide information on the absolute angular velocity of the arm and forearm in the plane of movement of the joint. The measurement frequency range is between 0 and 50 Hz, thus covering the entire frequency range of possible tremors. An ultrasonic motor is also included to generate the tremor cancellation torque at the joint of interest. The motor torque is 1 mN, enough to counteract the average torque of the tremor at this level.
El conjunto está controlado por un ordenador personal que incorpora tarjetas de adquisición de la suficiente velocidad de captura y resolución, en este caso 200 Khz. y 12 bits respectivamente. Se ¡mplementa una estrategia de identificación y seguimiento del temblor de acuerdo al estándar IEEE-STD-1057 para desarrollar el bloque 2 de la figura 3. Esta estrategia supone que el temblor sigue un patrón armónico y desarrolla un modelo del mismo de acuerdo con la ecuación (1). La optimización por mínimos cuadrados recursivos del error entre este modelo y la medida real del temblor permite la identificación instantánea de la frecuencia, fase y amplitud del temblor. La frecuencia de muestreo seleccionada para el lazo de identificación
es de 1 Khz.. Toda vez que la estrategia seleccionada otorga la estimación con un retardo de una única muestra, el retardo de la estimación se reduce a 1ms, despreciable en comparación con la frecuencia intrínseca del temblor que está comprendida entre 2 y 12 Hz. La frecuencia estimada del temblor se emplea para sintonizar el lazo de control repetitivo del bloque 3 de la figura 3. Se emplea para ello un vector en el que se almacena el error entre la referencia y la señal en el periodo anterior. Se emplea en este caso una combinación lineal con un único valor previo, el correspondiente a un retardo de un periodo de la señal de temblor identificada. Esta combinación lineal es la entrada de un controlador proporcional integral clásico.The set is controlled by a personal computer that incorporates acquisition cards of sufficient capture speed and resolution, in this case 200 Khz. and 12 bits respectively. A tremor identification and monitoring strategy is implemented according to the IEEE-STD-1057 standard to develop block 2 of figure 3. This strategy assumes that the tremor follows a harmonic pattern and develops a model of it according to the equation (1). The recursive least squares optimization of the error between this model and the actual measurement of the tremor allows instantaneous identification of the frequency, phase and amplitude of the tremor. The selected sample rate for the identification loop is 1 Khz. Since the selected strategy gives the estimate with a single sample delay, the estimate delay is reduced to 1ms, negligible compared to the intrinsic frequency of the tremor that is between 2 and 12 Hz The estimated frequency of the tremor is used to tune the repetitive control loop of block 3 of figure 3. A vector is used for this, in which the error between the reference and the signal in the previous period is stored. In this case, a linear combination is used with a single previous value, the one corresponding to a one-period delay of the identified tremor signal. This linear combination is the input to a classic integral proportional controller.
EXPLICACIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOSDETAILED EXPLANATION OF THE DRAWINGS
Figura 1 La figura representa esquemáticamente un lazo de control repetitivo. El bloque 1 representa la planta a controlar, que en este caso esta compuesta por el conjunto del miembro y el dispositivo empleado para la aplicación de fuerzas. El bloque 2 representa el controlador que en función de la señal de error er, genera la acción de control. El bloque 3 desarrolla una combinación lineal de M valores anteriores del error e. En este esquema el error e está determinado a partir de la diferencia entre el valor de referencia r y la señal medida s.Figure 1 The figure schematically represents a repetitive control loop. Block 1 represents the plant to be controlled, which in this case is made up of the whole of the member and the device used for applying forces. Block 2 represents the controller that, based on the error signal e r , generates the control action. Block 3 develops a linear combination of M previous values of error e. In this scheme the error e is determined from the difference between the reference value r and the measured signal s.
Figura 2Figure 2
La figura representa la acción de control representada por un lazo repetitivo. La frecuencia central del temblor, f0, se emplea para sintonizar este lazo repetitivo dando lugar a una gran atenuación o rechazo centrada en esta frecuencia y los armónicos correspondientes.The figure represents the control action represented by a repetitive loop. The tremor center frequency, f 0 , is used to tune this repetitive loop resulting in a large attenuation or rejection centered on this frequency and the corresponding harmonics.
La selección de la frecuencia central de rechazo, fo, implementada por el lazo de control repetitivo de acuerdo con las características instantáneas del temblor permite la cancelación, supresión o reducción biomecánica del temblor de forma independiente de sus características particulares.
Figura 3The selection of the central rejection frequency, fo, implemented by the repetitive control loop according to the instantaneous characteristics of the tremor allows the biomechanical cancellation, suppression or reduction of the tremor independently of its particular characteristics. Figure 3
La figura representa el conjunto de etapas necesarias para la implementación del método descrito en esta patente. El bloque 1 está formado por una variedad de sensores que recogen información cinemática o cinética del temblor en un miembro determinado (posición, velocidad, aceleración, fuerza o par mecánico) y/o información fisiológica del mismo (señal electromiográfica). El bloque 2 representa la estrategia de identificación y seguimiento de las características del temblor, emplea como entrada la información sensorial suministrada por el bloque 1 y genera una estimación de frecuencia, fase y amplitud de la parte temblorosa del movimiento del miembro afectado. El bloque 3 representa la aplicación de un lazo de control repetitivo sintonizado con la información suministrada por el bloque 2 para implementar una zona de rechazo de frecuencias ajustadas a las características del temblor. La acción de control representada por el bloque 3 es la entrada del bloque 4 que representa la aplicación biomecánica de la acción de cancelación del temblor mediante una multiplicidad de actuadores dispuestos en un sistema de esfuerzos internos (ortésis) y/o externos (dispositivos de sobremesa, sillas de ruedas...)
The figure represents the set of steps necessary for the implementation of the method described in this patent. Block 1 is made up of a variety of sensors that collect kinematic or kinetic information about the tremor in a given limb (position, speed, acceleration, force or mechanical torque) and / or physiological information about it (electromyographic signal). Block 2 represents the strategy for identifying and monitoring the characteristics of the tremor, using as input the sensory information provided by block 1 and generating an estimate of the frequency, phase and amplitude of the trembling part of the movement of the affected limb. Block 3 represents the application of a repetitive control loop tuned with the information provided by block 2 to implement a rejection zone of frequencies adjusted to the characteristics of the tremor. The control action represented by block 3 is the input of block 4 that represents the biomechanical application of the action of cancellation of the tremor by means of a multiplicity of actuators arranged in a system of internal (orthotic) and / or external efforts (desktop devices). , wheelchair...)