ES2222515T3 - Estimulacion de musculos. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN ESTIMULADOR MUSCULAR PARA MEJORAR LA FUERZA Y/O LA RESISTENCIA DE UN MUSCULO. SE APLICAN IMPULSOS DE ESTIMULACION AL MUSCULO, LA FORMA DE LOS IMPULSOS INCLUYE UN PRIMER COMPONENTE EN FORMA DE UN TREN CONTINUO DE IMPULSOS A UNA PRIMERA FRECUENCIA DE REPETICION DE LOS IMPULSOS DE POR EJEMPLO ENTRE 1 Y 6 HZ, UN SEGUNDO COMPONENTE EN FORMA DE UNA SERIE DE TRENES DE IMPULSOS A UNA SEGUNDA FRECUENCIA DE REPETICION DE IMPULSOS, POR EJEMPLO ENTRE 40 Y 60 HZ, Y UN TERCER COMPONENTE EN FORMA DE UN PAR IMPULSOS A UNA TERCERA FRECUENCIA DE REPETICION DE IMPULSOS POR EJEMPLO ENTRE 120 Y 200 HZ.

Description

Estimulación de músculos.

La presente invención se refiere a un aparato para la estimulación eléctrica de un músculo que se basa sobre un patrón particular de estimulación eléctrica.

Es bien conocido que la contracción de un músculo es producida por una estimulación nerviosa. La contracción ocurre cuando se aplica un potencial de mando a un nervio que va a una confluencia neuromuscular, luego la señal se comunica a las células del músculo y conduce a la estimulación de la liberación de iones de calcio en el citoplasma de las células musculares que modifican con ello las interacciones entre proteínas contráctiles, dando como resultado una contracción muscular.

Hace tiempo que se estableció que la aplicación de un campo eléctrico a los músculos conlleva una contracción inducida artificialmente de dichos músculos. Además, así como se produce directamente una contracción muscular, la estimulación eléctrica a unas frecuencias específicas también puede modificar el fenotipo de un músculo. Por ejemplo, una estimulación prolongada de un músculo de contracción nerviosa rápida con una frecuencia uniforme de 10 Hz da como resultado que el músculo de contracción nerviosa rápida desarrolle unas características de contracción nerviosa lenta, principalmente de resistencia a la fatiga aumentada, pero con menos potencia que la que sería normal para un músculo de contracción nerviosa rápida. Inversamente, la estimulación prolongada de un músculo de contracción nerviosa lenta con una frecuencia intermitente de 30-50 Hz da como resultado que el músculo de contracción nerviosa lenta desarrolle unas características de contracción nerviosa rápida, principalmente de potencia aumentada, pero con menos resistencia a la fatiga que la que sería normal para un músculo de contracción nerviosa lenta.

Se ha sugerido que la estimulación eléctrica de los músculos puede ser un medio útil para mejorar la fortaleza y/o la resistencia a la fatiga del músculo incapacitado (debido a una lesión, infrautilización o alguna condición patológica). Durante algunos años los músculos se habían estimulado mediante una estimulación farádica que proporcionaba unas frecuencias uniformes (de alrededor de 30-50 Hz) con el propósito de afectar beneficiosamente al músculo. Sin embargo, en el mejor de los casos esos tratamientos resultaron ser inefectivos y, en el peor de los casos, perjudiciales para el músculo a largo término.

La patente GB 2 156 682 de UK examinaba la descarga eléctrica de los nervios que inervan el músculo con un propósito de desarrollar unos medios de estimular beneficiosamente el músculo. La misma da a conocer un método de registrar unas descargas eléctricas de los nervios que inervan los músculos. Una señal generada en la base del registro se emplea luego para estimular "electróficamente" el músculo. La estimulación electrófica se define como "la estimulación eléctrica de la fibra muscular usando una señal estimulante que contiene una información efectiva para proporcionar un cambio estructural y/o funcional de la fibra muscular sin necesidad que dicha fibra muscular responda mecánicamente a la estimulación". No obstante, la señal de estimulación del documento GB 2156682 es compleja y difícil de generar.

El documento US-A-5097833 describe un estimulador muscular eléctrico que comprende medios para generar una señal de estimulación que comprende un tren de impulsos que incluye un primer ritmo de impulsos establecido por el tiempo entre las excursiones positivas de sucesivos impulsos que tienen una amplitud de impulso seleccionada, un segundo ritmo de impulsos establecido por el tiempo entre el borde delantero del primer impulso de un par de impulsos al borde delantero del primer impulso del otro par de impulsos, y un tercer ritmo de impulsos establecido por el tiempo entre el borde delantero del primer impulso de un par de impulsos que tienen una amplitud dada, al borde delantero del primer impulso en el próximo par de impulsos que tienen la misma amplitud de impulso.

Es un objetivo de la presente invención el proporcionar un aparato mejorado destinado a estimular eléctricamente un músculo para mejorar la fortaleza y la resistencia a la fatiga de dicho músculo.

De acuerdo con la presente invención se ha previsto un estimulador muscular eléctrico según se define en la reivindicación 1.

Es preferible que la primera frecuencia de repetición de impulsos sea de entre 1 y 15 Hz, por ejemplo entre 1 y 6 Hz ó entre 5 y 15 Hz. También es preferible que la segunda frecuencia de repetición de impulsos sea de entre 30 y 60 Hz, por ejemplo entre 40 y 60 Hz y que la tercera frecuencia de repetición de impulsos sea de entre 120 y 300 Hz, por ejemplo entre 120 y 200 Hz.

El inventor considera que la estimulación de un músculo con la señal eléctrica de la invención es grandemente beneficiosa para la rehabilitación de, regeneración de o prevención de la atrofia del músculo esquelético. La inspiración para la invención ha surgido del examen de la descarga eléctrica de los nervios que inervan el músculo. Se ha establecido que ciertas señales producen una contracción muscular y que tienen también unos efectos beneficios inesperados en la fortaleza y resistencia a la fatiga muscular.

A continuación se describirá una realización de la invención, a título de ejemplo, con referencia al dibujo que se acompaña.

El dibujo adjunto ilustra un patrón de impulsos generado en un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la invención. Se apreciará que los impulsos

se generan a intervalos regulares de 0,1 segundo de manera que el patrón de impulsos incorpora un primer componente continuo de 10 Hz. A intervalos periódicos este componente continuo de frecuencia relativamente baja se combina con cortas ráfagas de un segundo componente de frecuencia más alta, en el caso ilustrado una serie de cuatro impulsos a intervalos de 0,02 segundos de manera que el ritmo de repetición del impulso de los segundos componentes corresponde a 50 Hz. Además, hay un tercer componente en forma de un "doblete" de impulsos que se acopla con el segundo componente, en el caso ilustrado el espacio entre los dos impulsos del doblete es de 0,0066 segundos que representa un ritmo de repetición de impulsos de 150 Hz. Se habrá notado que en el caso ilustrado el tercer componente precede inmediatamente al segundo componente, aunque su posición relativa con el segundo componente pueda diferir de la que se ilustra en este ejemplo.

Todos los impulsos representados en el dibujo adjunto son de estructura idéntica, incluyendo cada impulso unos componentes de tendencia positiva y negativa. Se podrán usar formas de impulsos tales como las usadas en un equipo de estimulación muscular convencional, originándose las ventajas de la invención por el patrón de tales impulsos más que por la forma de los impulsos individuales.

Se han conseguido buenos resultados usando el patrón de impulsos representado en el dibujo. En todo caso, se considera que se puede conseguir una mejora adicional reduciendo la frecuencia del componente de frecuencia baja de 10 Hz como se ha ilustrado a 6 Hz o inferior.

Se considera que un programa del tratamiento basado en el patrón de impulsos descrito podría ser de una a tres horas por día diariamente durante un período de seis a ocho semanas. Los impulsos se podrían aplicar a cualquier músculo del cuerpo por medio de simples electrodos autoadhesivos. Los impulsos se podrían aplicar por tiempos "activos" de diez a cincuenta segundos, con periodos de inactividad, o sea, tiempos "inactivos" de aproximadamente la misma duración. Se han obtenido buenos resultados con tiempos "activos" de diez segundos en combinación con tiempos "inactivos" de cincuenta segundos.

Claims (8)

1. Un estimulador muscular eléctrico que comprende medios para generar una señal estimulante que consta de una serie de ráfagas de impulsos espaciadas regularmente con cada ráfaga incluyendo un primer componente en forma de un primer tren de impulsos espaciados regularmente, un segundo componente en forma de una serie de segundos trenes espaciados regularmente de impulsos espaciados regularmente, cual espacio entre sucesivos impulsos de cada uno de los segundos trenes de impulsos es menor que el espacio entre sucesivos impulsos del primer tren, y un tercer componente en forma de una serie de terceros trenes de impulsos consistiendo cada tren en dos impulsos solamente, cual espacio entre los impulsos de cada uno de los terceros trenes de impulsos es menor que el espacio entre sucesivos impulsos de cada uno de los segundos trenes, y cada tercer tren de impulsos está acoplado con un respectivo segundo tren de impulsos, y cada uno de los impulsos incluye componentes de tendencia positiva y negativa.

2. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el espacio entre sucesivos impulsos del primer tren es de entre 66,7 ms y 1 s.

3. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el espacio entre sucesivos impulsos del primer tren es de entre 0,167 s y 1 s.

4. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el espacio entre sucesivos impulsos del primer tren es de entre 66,7 ms y 0,2 s.

5. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el espacio entre sucesivos impulsos del segundo tren es de entre 16,7 ms y 33,3 ms.

6. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el espacio entre sucesivos impulsos del segundo tren es de entre 3,33 ms y 25 ms.

7. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que espacio entre los impulsos del tercer tren es de entre 3,33 ms y 8,33 ms.

8. Un estimulador muscular eléctrico de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el espacio entre los impulsos del tercer tren es de entre 5 ms y 8,33 ms.