WO2013001349A2 - System for dynamic electrotherapy and device for the application thereof - Google Patents

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WO2013001349A2
WO2013001349A2 PCT/IB2012/001291 IB2012001291W WO2013001349A2 WO 2013001349 A2 WO2013001349 A2 WO 2013001349A2 IB 2012001291 W IB2012001291 W IB 2012001291W WO 2013001349 A2 WO2013001349 A2 WO 2013001349A2
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signal
module
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electrotherapy
signals
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PCT/IB2012/001291
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WO2013001349A3 (en
Inventor
Francisco BARBOSA-ESCUDERO
Original Assignee
Barbosa-Escudero Francisco
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Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents

Definitions

  • the present invention is related to the technique for delivering musculoskeletal electrostimulation, and more particularly it is related to a system for dynamic electrotherapy and the device for its application.
  • Electrostimulation is the technique that uses electric current to cause muscle contraction. Precisely, by means of the contractions that are generated when using the devices called electro-stimulators, it is possible to prevent, train or treat the muscles, looking for a therapeutic purpose or an improvement in their performance.
  • electrostimulation had as its main objective to achieve the rehabilitation of patients, nowadays due to technological advances and the accumulation of knowledge, their employment has diversified achieving an important development in improving the physical performance of athletes .
  • the electrostimulation technique has been used for years in therapeutic rehabilitation providing important benefits in this field, especially to solve the most common muscular pathologies, such as:
  • the form of application of electrical stimulation depends essentially on the purpose of the treatment. The therapist must know the different types of stimulators and how to apply them.
  • the electrode itself which can be self-adhesive, made of sheet metal or conductive rubber.
  • the coupling means which provides a bridge between the electrode and the skin.
  • An adhesive gel pad is used with the conductive rubber electrodes.
  • the pad is soft and flexible but at the same time it is adhesive and conductive.
  • the coupling means can be by means of a gel electrode or a thread pad, cotton gauze or some form of spongy material that absorbs and retains water. This type of electrode is held fixed using straps or bandages.
  • said device only supplies conventional waveforms in addition to the fact that it does not have modules for storing patient information.
  • Another drawback of said device is that it requires additional components (sensors) for the measurement of impedance increasing the final cost of the device.
  • Another example of devices for electrostimulation of the state of the art is the device of European Patent Application No. EP 1 985 332 A1 which uses microcurrents to stimulate different parts of the body.
  • the use of such devices is based on the fact that, by supplying small levels of current to areas of the body affected by various painful diseases such as macular degeneration, a considerable reduction in pain is achieved. This is because the current blocks the neurotransmitters of pain and stimulates the production of endorphins.
  • Said device in general terms comprises two signal generators, signal combining circuits, current and voltage meters, current and voltage limiters, two electrodes (passive and active) in the form of a probe and a data acquisition system. It has adjustment devices for the variation of the parameters of the two waveforms generated. The impedance measurement of the patient is required.
  • One of the disadvantages of this device is that it requires two variable signal generators to be able to work, in addition to not having predetermined profiles for the treatment of certain conditions. It employs the principle of potential difference between electrodes to function just like the device of the application US 2003/0191510, so the measurement of patient impedance is required.
  • Said modulated signal enters an adder together with a 10kHz sinusoidal signal.
  • a power and balance controller At the output of the adder a power and balance controller, an inverter, operational amplifiers and transformers are connected.
  • an inverter At the output of the adder a power and balance controller, an inverter, operational amplifiers and transformers are connected.
  • a pair of electrodes As a final output of the system there are a pair of electrodes, which are placed in the patient's body.
  • the exponential signal In relation to the characteristics of the exponential signal, it is made up of a series of square pulses that, after being convolved with the impulse responses of a capacitor, result in a double exponential signal with an adjustable frequency of 40 to 500Hz and with a level of 5Vcd;
  • the sinusoidal signal is an ultra low frequency square pulse signal that, after being convolved with the impulse responses of a capacitor, results in a double exponential signal with a frequency of less than 1Hz, preferably 0.05Hz and a variable duty cycle between 0 to 100%;
  • the output signal is made up of the convolution of the exponential signal and the sinusoidal signal with adjustable voltage levels between 0 and 10V;
  • the carrier signal is preferably a square average high frequency signal of the order of 10kHz with a level of 5Vdc and the working signal that adopts the required waveform with an adjustable amplitude of 0 to 110V to be applied to the user.
  • Each of the modules and system components for dynamic electrotherapy (control module, analog processing module, gain module digital and the power module) are incorporated inside the device for dynamic electrotherapy.
  • Figure 1 is a block diagram showing the different modules that make up the dynamic electrotherapy system of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram showing each of the modules and the components of each of them, to obtain the working signal of the dynamic electrotherapy system of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic and block diagram showing the different signals that make up the work signal of the dynamic electrotherapy system of the present invention.
  • Figure 4 is a front and side perspective view of a device employing the dynamic electrotherapy system of the present invention.
  • FIG. 1 there is shown a system for dynamic electrotherapy 1000 constructed in accordance with a particularly preferred embodiment of the present invention, which should be considered as illustrative but not limiting thereof, wherein said system generally comprises a module of control 100 that sends signals to the modules that constitute the system for electrotherapy 1000; an analog processing module 200 that receives a signal from the control module 100 and a feedback signal from the digital gain module 300 to be processed by convolution, amplification and signal compensation processes, so that once processed, it send to digital gain module 300; a digital gain module 300 that receives signals from the control module 100 and the analog processing module 200 to be reconditioned and achieve a desired voltage level, so that once reconditioned, they are sent to the power module 400; a power module 400 that receives the signals from the control module 100 and the digital gain module 300 to be conditioned at the current intensity prior to being applied to a patient; and, a signal application module 500.
  • a module of control 100 that sends signals to the modules that constitute the system for electrotherapy 1000
  • FIG. 2 shows the different modules and elements that make up the system for dynamic electrotherapy 1000 of this invention.
  • the control module 100 consists of at least one microcontroller 110 that generates output signals to feed both the analog processing module 200, the digital gain module 300 and the power module 400.
  • the signals that are sent to the module Analog processing 200 is an exponential signal "A” and a sine signal "B"; while the signal that is sent to digital gain module 300 and power module 400 is a control signal.
  • the analog processing module 200 is constituted by a plurality of both conditioning and signal convolving circuits, whose functions are to condition and convolve the input signals it receives, providing a certain level of compensation to them, for which they are used a plurality of amplifiers based on operational circuits.
  • a first operational circuit 201 that receives and sends an output signal to a first convolving circuit 204; for the sine signal "B” a second operational circuit 202 is used which receives and sends an output signal also to the first convolving circuit 204; and, for the carrier signal "D" from the timer circuit 301 of the digital gain module 300, a third operational circuit 203 is used that receives and sends an output signal to a second convolving circuit 206.
  • the output signals of the first and second operational circuits 201 and 202 respectively are sent to a first convolving circuit 204, which is preferably formed of an NPN type transistor, where both signals are convolved.
  • the output signal "C” of said convolving circuit 204 is sent to a fourth operational circuit 205 where the signal is amplified and compensated, to be sent to the second convolving circuit 206.
  • the carrier signal "D" once which is amplified and compensated in the operational circuit 203, it is also sent to the second convolving circuit 206.
  • the work signal "E” feeds the gain module 300 where it is reconditioned to achieve the desired voltage level. Also in said digital gain module 300, the work signal “E” is divided into at least two branches of supply, which have the same electronic components and whose final output has the same characteristics.
  • the work signal ⁇ "of the first and second supply branches are sent to a first and second amplifier circuits 302 and 303 respectively, where the signals are amplified and compensated.
  • a voltage divider is used that uses a first and second array of digital resistors 304 and 305 at the output of each of the amplifier circuits 302 and 303 respectively; each of said arrays of digital resistors 304 and 305 forming a cascade arrangement.
  • both the first array of digital resistors 304 and the second array of digital resistors 305 receive a control signal from the microcontroller 110.
  • the working signal ⁇ "of each supply branch is amplified and compensated again to the desired final level of voltage through a first and second operational amplifier 306 and 307 respectively.
  • Both the first supply branch and the second supply branch feed the power module 400, whose function is to achieve the desired current intensity in each and for this a plurality of transformers and relays are used, thereby ensuring that the Current supplied to the user is constant without variations, which translates into a reduction in rehabilitation time.
  • the signals of the first supply branch and the second supply branch that feed the power module 400 pass through a first and second power amplifier 401 and 402 respectively, which provide the current intensity necessary for stimulation and rehabilitation of the user.
  • a first and second power amplifier 401 and 402 To raise the operating voltage by a ratio of 1: 10 preferably, the signals from the first and second power amplifier 401 and 402, feed a first and second transformer 403 and 404 respectively.
  • the signal application module 500 has a plurality of electrodes, which constitute the final interface between the dynamic electrotherapy system 1000 and the user.
  • Each of the two supply branches has at least one pair of electrodes 510, which are placed on the muscular region that requires therapy for the work signal "E" to be supplied. It should be mentioned that due to the configuration used by the system of the present invention, both electrodes 510 are of the active type.
  • FIG. 3 shows a schematic and block diagram for illustratively representing the shape of the different signals that are introduced and exited from the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention.
  • the signals essentially comprise: an exponential signal "A" from the microcontroller 110 of the control module 100, which is formed by a series of square pulses that have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor (not shown in the figures) ) resulting in an exponentially double signal with an adjustable frequency of 40 to 500Hz, with a level of 5Vdc that feeds the convolving circuit 204 of the analog signal processing module 200; a sinusoidal signal "B”, from the microcontroller 110 of the control module 100, which is a signal of ultra low frequency square pulses, which have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor (not shown in the figures) resulting in a double exponential signal with a frequency less than 1 Hz and preferably 0.05Hz, and a variable duty cycle between 0 to 100%, which feeds the convolving circuit 204 of the analog signal processing module 200; an output signal "C” from the first convolving circuit 204 being formed by the convolution of the exponential signal "A” and the sinusoidal signal "B” with
  • the device 600 generally comprises a body of 601 cabinet; a support handle 602 fixedly attached to the side faces of the cabinet body 601 by articulation means 603; a control board 604 located on the front face of the cabinet body 601, where at least one selection knob 605, a knob for regulating power 606, a liquid crystal display 607 and an initialization button 608 are located.
  • the cabinet body 601 includes on one of its side faces, at least two female connectors 609 for connecting at least one pair of electrodes 510 and a reader for smart cards 610 to decode the information contained within the corresponding smart card 700.
  • FIG. 7 it can be seen the back of the cabinet body 601, where a first voltage regulator 611 is located to power the analog components of the dynamic electrotherapy system of the present invention, a second voltage regulator 612 to power the digital components of the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention, a plurality of heat dissipating fins 613 interconnected alternately to the cabinet body, a switch device 614 which is responsible for turning the dynamic electrotherapy device 600 on and off, as well as an input for power supply 615, where the power cable is inserted (not shown in the figures).
  • the support handle 602 preferably takes the form of an inverted "C" of straight ends, which mainly fulfills two functions: to serve as a clamping means for gripping the device for dynamic electrotherapy 600; as well as serving as a support so that when the cabinet 601 is placed on a smooth surface, the support handle 602 lifts it and tilts at a certain angle to improve the visibility of the liquid crystal display 607.
  • control panel 604 is located on the front face of the cabinet 601, which contains the reading and feedback elements of the system 1000, of parameter variation and of the time measurement of the therapy provided by the device 600.
  • the board of control 604 includes in its portion central a liquid crystal display 607 as a reading and feedback device between the system 1000 and the user; a pair of control parameter regulating elements, namely the selection knob 605 and the knob for regulating the power 606 located at the ends of the liquid crystal display 607, one at each end; and, an initialization button 608, located in the lower right side of the control board 604.
  • both the selection knob 605 and the knob for regulating the power 606 are optical decoders.
  • Selection knob 605 is used to choose one of the different options shown on liquid crystal display 607 when programming a therapy for a user.
  • the knob for regulating the power 606, as the name implies, is used to adjust the output power on the electrodes 510 connected to the user.
  • the initialization button 608 fulfills two functions essentially: a) indicating by lighting a light emitting diode integrated to the button, when the device is supplying a combination of signals, including ultra low frequency signals; and, b) restart the cycle of use or therapy time, shown on the liquid crystal display 607.
  • two female connectors 609 are located to connect the male junction of a pair of electrodes 510, which will be placed on the patient's body to deliver the therapy.
  • the device 600 includes four female outputs 609 to place two pairs of electrodes 510. Also, the card reader 610 is used to insert inside it, the smart card 700, to decode the information contained in it.
  • the device for dynamic electrotherapy 600 To start using the device for dynamic electrotherapy 600, it must be connected to a power source by means of the power input 615.
  • the device can operate in two different modes: in a first mode, the smart card 700 contains the necessary permission for the user, in this case a therapist, to modify the values of both the cycle of work of the sine signal 502 as the operating frequency of the exponential signal 501;
  • Microcontroller 110 upon detecting a smart card 700 enabled with all necessary permissions, automatically stores the data related to the patient who is under the supervision of said therapist.

Abstract

The invention relates to a system for dynamic electrotherapy and to the device for the application thereof, said system comprising: a control module that sends signals to the other modules forming the system; an analog processing module that receives a signal from the control module and a feedback signal from the digital gain module, which are to be processed by means of signal convolution, amplification and compensation processes, said processed signals then being sent to the digital gain module; a digital gain module that receives signals from the control module and from the analog processing module in order to obtain a desired voltage level, said signals then being sent to the power module; a power module that receives signals from the control module and from the digital gain module; and a signal application module. The device also comprises: a housing; a supporting handle securely fixed to the side faces of the housing by articulation means; and a control panel arranged on the front face of the housing, the control panel comprising a selection knob, a power-regulating knob, a liquid crystal screen and a starter button.

Description

"SISTEMA PARA ELECTROTERAPIA DINÁMICA Y EL DISPOSITIVO PARA SU  "SYSTEM FOR DYNAMIC ELECTROTHERAPY AND THE DEVICE FOR YOUR
APLICACIÓN"  APPLICATION"
CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION
La presente invención está relacionada con la técnica para suministrar electroestimulación músculo-esquelética, y más particularmente se encuentra relacionada con un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN  The present invention is related to the technique for delivering musculoskeletal electrostimulation, and more particularly it is related to a system for dynamic electrotherapy and the device for its application. BACKGROUND OF THE INVENTION
La electroestimulación es la técnica que emplea la corriente eléctrica para provocar una contracción muscular. Precisamente, mediante las contracciones que se generan al utilizar los dispositivos denominados electro-estimuladores, es posible prevenir, entrenar o tratar los músculos, buscando una finalidad terapéutica o una mejora en su rendimiento.  Electrostimulation is the technique that uses electric current to cause muscle contraction. Precisely, by means of the contractions that are generated when using the devices called electro-stimulators, it is possible to prevent, train or treat the muscles, looking for a therapeutic purpose or an improvement in their performance.
En un principio, la electroestimulación tenía como objetivo principal el lograr la rehabilitación de los pacientes, hoy en día debido a los avances tecnológicos y la acumulación del conocimiento, su empleo se ha diversificado logrando un importante desarrollo en la mejora del rendimiento físico de los deportistas.  Initially, electrostimulation had as its main objective to achieve the rehabilitation of patients, nowadays due to technological advances and the accumulation of knowledge, their employment has diversified achieving an important development in improving the physical performance of athletes .
La técnica de electroestimulación se emplea desde hace años en la rehabilitación terapéutica aportando importantes beneficios en éste campo, sobre todo para resolver las patologías musculares más comunes, como son:  The electrostimulation technique has been used for years in therapeutic rehabilitation providing important benefits in this field, especially to solve the most common muscular pathologies, such as:
• Rehabilitación de lesiones músculo-esqueléticas de deportistas y atletas. • Rehabilitation of musculoskeletal injuries of athletes and athletes.
• Relajación de espasmos musculares, mejorando la elongación del músculo. · Incremento de manera local del flujo sanguíneo. • Relaxation of muscle spasms, improving muscle elongation. · Local increase in blood flow.
• Incremento del rango de movimiento.  • Increased range of motion.
• Rehabilitación post-cirugía (hombro, codo, rodilla, cadera, pie, espina lumbar y cervical).  • Post-surgery rehabilitation (shoulder, elbow, knee, hip, foot, lumbar and cervical spine).
El desarrollo del conocimiento de la contracción muscular por electroestimulación, ha permitido conocer sus diferentes efectos en función de la frecuencia de los impulsos eléctricos suministrados al paciente. El empleo de frecuencias ultra bajas (por debajo de 10Hz) da lugar a un aumento en la circulación sanguínea así como un efecto descontracturante y relajante a la vez, lográndose también un aumento en la secreción de endorfinas. Si se utilizan frecuencias bajas de estimulación (entre 10 y 35Hz), se logra la activación de las fibras musculares lentas (de metabolismo principalmente aeróbico), las cuales son muy útiles en las pruebas de fondo. Con frecuencias intermedias (entre 30 y 50Hz), se logra provocar contracciones de las fibras musculares del tipo mixto (fibras de metabolismo mixto de tipo aeróbico-anaeróbico). Mientras que frecuencias altas (por encima de 50Hz), traen consigo la activación de las fibras musculares más rápidas (fibras de metabolismo anaeróbico) que son fácilmente fatigables, las cuales intervienen en los ejercicios de muy alta intensidad. The development of knowledge of muscle contraction by electrostimulation has allowed us to know its different effects depending on the frequency of electrical impulses supplied to the patient. The use of ultra-low frequencies (below 10Hz) results in an increase in blood circulation as well as a decontracting and relaxing effect, also achieving an increase in the secretion of endorphins. If low frequencies of stimulation are used (between 10 and 35Hz), the activation of slow muscle fibers (mainly aerobic metabolism) is achieved, which are very useful in background tests. With intermediate frequencies (between 30 and 50Hz), it is possible to cause contractions of the muscle fibers of the mixed type (aerobic-anaerobic mixed metabolism fibers). While high frequencies (above 50Hz), they bring about the activation of faster muscle fibers (anaerobic metabolism fibers) that are easily fatigued, which intervene in very high intensity exercises.
Las aplicaciones clínicas de la estimulación eléctrica, requieren de una fuente de potencia, un estimulador y por lo menos dos electrodos y cables. Existen tres formas de aplicación de la estimulación eléctrica:  The clinical applications of electrical stimulation, require a power source, a stimulator and at least two electrodes and cables. There are three ways of applying electrical stimulation:
• Estimulación subcutánea (bajo la piel)  • Subcutaneous stimulation (under the skin)
• Estimulación transcutánea (a través de cables en la superficie de la piel) • Transcutaneous stimulation (through wires on the surface of the skin)
• Estimulación percutánea (a través de cables que penetran la piel) • Percutaneous stimulation (through wires that penetrate the skin)
La forma de aplicación de la estimulación eléctrica depende esencialmente del objetivo del tratamiento. El terapeuta debe conocer los diferentes tipos de estimuladores y como aplicarlos.  The form of application of electrical stimulation depends essentially on the purpose of the treatment. The therapist must know the different types of stimulators and how to apply them.
Con referencia a la estimulación transcutánea es muy importante una correcta selección de los electrodos, ya que éstos no solamente son un medio para la aplicación de la corriente al cuerpo, sino también un medio para distribuirla.  With reference to transcutaneous stimulation, a correct selection of the electrodes is very important, since these are not only a means for the application of current to the body, but also a means to distribute it.
En los sistemas de electrodos hay dos elementos comunes:  In electrode systems there are two common elements:
• El electrodo mismo, que puede ser autoadhesivo, de hoja de metal o goma conductora.  • The electrode itself, which can be self-adhesive, made of sheet metal or conductive rubber.
• El medio de acoplamiento, que provee un puente entre el electrodo y la piel. Con los electrodos de goma conductora se utiliza un pad de gel adhesivo. El pad es suave y flexible pero a la vez es adhesivo y conductor. Con los electrodos de hoja de metal, el medio de acoplamiento puede ser mediante un electrodo de gel o un pad de hilo, gasa de algodón o alguna forma de material esponjoso que absorba y retenga agua. Este tipo de electrodo se mantiene fijo usando correas o vendajes.  • The coupling means, which provides a bridge between the electrode and the skin. An adhesive gel pad is used with the conductive rubber electrodes. The pad is soft and flexible but at the same time it is adhesive and conductive. With the metal sheet electrodes, the coupling means can be by means of a gel electrode or a thread pad, cotton gauze or some form of spongy material that absorbs and retains water. This type of electrode is held fixed using straps or bandages.
En la actualidad existen una gran variedad de productos que ofrecen soluciones para electroterapia. Su principal problema es que producen irritación y dolor en la piel. La mayoría de dichos dispositivos proporcionan tratamientos genéricos que no se adecúan a las necesidades específicas de cada paciente.  There are currently a wide variety of products that offer solutions for electrotherapy. Their main problem is that they produce irritation and pain in the skin. Most of these devices provide generic treatments that do not meet the specific needs of each patient.
Un ejemplo de lo anterior es el dispositivo descrito en la solicitud de patente estadounidense No. US 2003/0191510 en la cual se discute un aparato de electroterapia conformado por una fuente de poder, un controlador, un mecanismo de conexión, sensores y electrodos. El objetivo principal de dicho dispositivo es lograr un óptimo control dinámico de la forma de onda a través de la medición de la variación de la impedancia en los pacientes. La forma de onda que el dispositivo puede suministrar al paciente es de tipo monofásica, bifásica, exponencial truncada, senoidal amortiguada o similar. El controlador emplea un programa de control, el cual tiene valores límites preestablecidos que sirven para hacer compensaciones en los diferentes niveles de energía aplicados. Estas variaciones dependen de las mediciones de impedancia por parte de los sensores conectados al cuerpo del paciente. An example of the above is the device described in US Patent Application No. US 2003/0191510 in which an electrotherapy apparatus is discussed conformed by a power source, a controller, a connection mechanism, sensors and electrodes. The main objective of this device is to achieve optimal dynamic control of the waveform through the measurement of the variation of the impedance in the patients. The waveform that the device can provide to the patient is of a single-phase, biphasic, truncated exponential, damped sinusoidal or similar type. The controller uses a control program, which has preset limit values that are used to compensate for the different energy levels applied. These variations depend on the impedance measurements by the sensors connected to the patient's body.
Sin embargo presenta la desventaja de que dicho dispositivo sólo suministra formas de onda convencionales además de que no cuenta con módulos de almacenamiento de la información del paciente. Otro inconveniente de dicho dispositivo es que requiere de componentes adicionales (sensores) para la medición de la impedancia aumentando el costo final del dispositivo.  However, it has the disadvantage that said device only supplies conventional waveforms in addition to the fact that it does not have modules for storing patient information. Another drawback of said device is that it requires additional components (sensors) for the measurement of impedance increasing the final cost of the device.
Otro ejemplo de dispositivos para electroestimulación del estado de la técnica es el dispositivo de la solicitud de patente europea No. EP 1 985 332 A1 el cual emplea micro corrientes para estimular diferentes partes del cuerpo. El uso de este tipo de dispositivos se basa en que, al suministrar pequeños niveles de corriente a áreas del cuerpo afectadas por diversas enfermedades dolorosas como la degeneración macular, se logra una reducción considerable del dolor. Esto se debe a que la corriente bloquea los neurotransmisores del dolor y estimula la producción de endorfinas. Dicho dispositivo en términos generales comprende dos generadores de señales, circuitos combinadores de señales, medidores de corriente y voltaje, limitadores de corriente y voltaje, dos electrodos (pasivo y activo) en forma de sonda y un sistema de adquisición de datos. Cuenta con dispositivos de ajuste para la variación de los parámetros de las dos formas de onda generadas. Se requiere de la medición de impedancia del paciente.  Another example of devices for electrostimulation of the state of the art is the device of European Patent Application No. EP 1 985 332 A1 which uses microcurrents to stimulate different parts of the body. The use of such devices is based on the fact that, by supplying small levels of current to areas of the body affected by various painful diseases such as macular degeneration, a considerable reduction in pain is achieved. This is because the current blocks the neurotransmitters of pain and stimulates the production of endorphins. Said device in general terms comprises two signal generators, signal combining circuits, current and voltage meters, current and voltage limiters, two electrodes (passive and active) in the form of a probe and a data acquisition system. It has adjustment devices for the variation of the parameters of the two waveforms generated. The impedance measurement of the patient is required.
Una de las desventajas de este dispositivo es que requiere de dos generadores de señales variables para poder trabajar, además de que no cuenta con perfiles predeterminados para el tratamiento de ciertos padecimientos. Emplea el principio de diferencia de potencial entre electrodos para funcionar al igual que el dispositivo de la solicitud US 2003/0191510, por lo que se requiere la medición de impedancia del paciente.  One of the disadvantages of this device is that it requires two variable signal generators to be able to work, in addition to not having predetermined profiles for the treatment of certain conditions. It employs the principle of potential difference between electrodes to function just like the device of the application US 2003/0191510, so the measurement of patient impedance is required.
Asimismo, la Patente Estadounidense No. US 5,109,846 discute tanto el método como el aparato para suministrar electroterapia mediante el empleo de frecuencias obtenidas a partir de la' suma y modulación de frecuencias tanto medias como altas. En específico, el objetivo fundamental del dispositivo es ayudar en el tratamiento de enfermedades infraoculares como glaucoma, cataratas y/o iritis mediante un método no invasivo que induce electroestimulación en los tejidos dañados. Se describen diversas modalidades del dispositivo siendo la tercera la más relevante, ya que su uso se encuentra enfocado al tratamiento de padecimientos musculares y nerviosos en todo el cuerpo. El dispositivo emplea una señal periódica exponencial del rango de 5 a 400Hz, la cual alimenta a un modulador. A dicha señal se le pueden modificar la frecuencia, ciclo de trabajo y amplitud. Dicha señal modulada entra a un sumador junto con una señal senoidal de 10kHz. A la salida del sumador se encuentra conectado un controlador de potencia y balance, un inversor, amplificadores operacionales y transformadores. Como salida final del sistema se tienen un par de electrodos, los cuales son colocados en el cuerpo del paciente. US Patent No. US 5,109,846 also discusses both the method and the apparatus for supplying electrotherapy by using frequencies obtained from the 'amount and frequency modulation half as much high. In specifically, the fundamental objective of the device is to help in the treatment of infraocular diseases such as glaucoma, cataracts and / or iritis through a non-invasive method that induces electrostimulation in damaged tissues. Various modalities of the device are described, the third being the most relevant, since its use is focused on the treatment of muscular and nervous diseases throughout the body. The device uses an exponential periodic signal in the range of 5 to 400Hz, which feeds a modulator. This signal can be modified frequency, duty cycle and amplitude. Said modulated signal enters an adder together with a 10kHz sinusoidal signal. At the output of the adder a power and balance controller, an inverter, operational amplifiers and transformers are connected. As a final output of the system there are a pair of electrodes, which are placed in the patient's body.
Su principal inconveniente es que no se menciona la presencia de medios de almacenamiento de información del paciente, parte esencial para llevar un control sobre la evolución terapéutica del mismo, así como de la terapia aplicada. Adicionalmente emplea circuitos sumadores lo que limita en gran medida las características finales de la señal de salida.  Its main drawback is that there is no mention of the presence of means of storing the patient's information, an essential part of keeping track of the therapeutic evolution of the patient, as well as of the applied therapy. Additionally, it uses adding circuits, which greatly limits the final characteristics of the output signal.
Por consecuencia de lo anterior, se ha buscado suprimir los inconvenientes que presentan tanto los sistemas, así como los dispositivos para electroterapia, desarrollando un dispositivo que emplea un sistema que además de proporcionar una señal de salida con características variables dependiendo de las necesidades del paciente, logre acelerar su recuperación resultando ser un dispositivo preciso y confiable en diversas condiciones de operación, pero sobre todo, que sea de fácil operación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN  As a result of the foregoing, it has been sought to suppress the inconveniences presented by both the systems, as well as the devices for electrotherapy, developing a device that uses a system that in addition to providing an output signal with variable characteristics depending on the needs of the patient, I managed to accelerate its recovery, proving to be an accurate and reliable device in various operating conditions, but above all, that it is easy to operate. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
A fin de suprimir las desventajas de la técnica anterior, se ha desarrollado un sistema para electroterapia dinámica y un dispositivo para su aplicación, en donde dicho sistema en términos generales comprende un módulo de control conformado de por lo menos un microcontrolador que envía señales a los demás módulos que constituyen el sistema para electroterapia; un módulo de procesamiento analógico que recibe una señal proveniente del módulo de control y una señal de retroalimentación proveniente del módulo de ganancia digital para ser procesadas mediante procesos de convolución, amplificación y compensación de señales empleando una pluralidad de amplificadores basados en circuitos operacionales, por lo que una vez procesadas dichas señales, se envían al módulo de ganancia digital; un módulo de ganancia digital que recibe señales provenientes del módulo de control y del módulo de procesamiento analógico para ser reacondicionadas y lograr un nivel de voltaje deseado, por lo que una vez reacondicionadas, se envían al módulo de potencia; un módulo de potencia que recibe las señales provenientes del módulo de control y del módulo de ganancia digital para ser acondicionadas en la intensidad de corriente previo a ser aplicadas a un paciente; y un módulo de aplicación de señales. In order to eliminate the disadvantages of the prior art, a system for dynamic electrotherapy and a device for its application have been developed, wherein said system in general terms comprises a control module formed of at least one microcontroller that sends signals to the other modules that constitute the system for electrotherapy; an analog processing module that receives a signal from the control module and a feedback signal from the digital gain module to be processed by convolution, amplification and signal compensation processes using a plurality of amplifiers based on operational circuits, so that once these signals are processed, they are sent to the digital gain module; a digital gain module that receives signals from the control module and the analog processing module to be reconditioned and achieve a desired voltage level, so once reconditioned, they are sent to the power module; a power module that receives the signals from the control module and the digital gain module to be conditioned at the current intensity prior to being applied to a patient; and a signal application module.
Las señales generadas en el módulo de control son una señal exponencial, una señal senoidal y señales de control para los demás módulos del sistema para electroterapia. Para acondicionar la señal exponencial se emplea un primer circuito operacional que envía una señal de salida a un primer circuito convolucionador; para el acondicionamiento de la señal senoidal se emplea un segundo circuito operacional que envía una señal de salida también hacia el primer circuito convolucionador; ambas señales se convolucionan obteniéndose una señal de salida que se envía a un cuarto circuito operacional para compensarla y enviarla a un segundo circuito convolucionador.  The signals generated in the control module are an exponential signal, a sinusoidal signal and control signals for the other modules of the electrotherapy system. To condition the exponential signal a first operational circuit is used that sends an output signal to a first convolving circuit; For the conditioning of the sinusoidal signal, a second operational circuit is used, which also sends an output signal to the first convolving circuit; both signals are convolved obtaining an output signal that is sent to a fourth operational circuit to compensate for it and send it to a second convolving circuit.
Por otra parte, una señal portadora proveniente de un circuito temporizador localizado en el módulo de ganancia digital es amplificada y compensada en un tercer circuito operacional para enviarla también al segundo circuito convolucionador. Tanto la señal de salida del cuarto circuito operacional como la señal de salida del tercer circuito operacional se convolucionan de manera que se obtiene la señal de trabajo.  On the other hand, a carrier signal from a timer circuit located in the digital gain module is amplified and compensated in a third operational circuit to also send it to the second convolving circuit. Both the output signal of the fourth operational circuit and the output signal of the third operational circuit are convolved so that the work signal is obtained.
La señal de trabajo alimenta al módulo de ganancia digital en donde es reacondicionada y divida en al menos dos ramas de suministro las cuales poseen los mismos componentes electrónicos y cuya salida final posee las mismas características. La señal de trabajo de la primera y segunda rama de suministro se envían a un primero y segundo circuitos amplificadores en donde las señales son compensadas. A la salida de cada uno de dichos circuitos amplificadores se utiliza un primero y segundo arreglo de resistencias digitales para lograr el nivel deseado de voltaje en cada una de las ramas de suministro.  The work signal feeds the digital gain module where it is reconditioned and divided into at least two branches of supply which have the same electronic components and whose final output has the same characteristics. The work signal of the first and second supply branches are sent to a first and second amplifier circuits where the signals are compensated. At the output of each of said amplifier circuits a first and second array of digital resistors is used to achieve the desired level of voltage in each of the supply branches.
Tanto la primera rama de suministro como la segunda rama de suministro alimentan al módulo de potencia, cuya función es lograr la intensidad deseada de corriente en cada una y para ello se emplean una pluralidad de transformadores y relevadores. Las señales de ambas ramas de suministro deben pasan por un primero y segundo amplificador de potencia quienes proporcionan la intensidad de corriente necesaria para la estimulación y rehabilitación del usuario. Asimismo para elevar el voltaje de operación, dichas señales alimentan a un primero y segundo transformador. Para protección del usuario, antes de que las señales salgan del módulo de potencia éstas deben pasan a través de un primero y segundo relevador colocados a la salida de cada uno de los transformadores. Both the first supply branch and the second supply branch feed the power module, whose function is to achieve the desired current intensity in each and for this a plurality of transformers and relays are used. The signals of both branches of supply must pass through a first and second power amplifier who provide the current intensity necessary for the stimulation and rehabilitation of the user. Also to raise the operating voltage, said signals feed a first and second transformer. For user protection, before the signals leave the power module these must pass through a first and second relay placed at the output of each of the transformers.
Por último, el modulo de aplicación de señales cuenta con una pluralidad de eléctrodos, los cuales constituyen la interfase final entre el sistema para electroterapia dinámica y el usuario. Cada una de las dos ramas de suministro cuenta con por lo menos un par de electrodos.  Finally, the signal application module has a plurality of electrodes, which constitute the final interface between the dynamic electrotherapy system and the user. Each of the two supply branches has at least one pair of electrodes.
En relación a las características de la señal exponencial, ésta se conforma por una serie de pulsos cuadrados que después de ser convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor, resultan en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia ajustable de 40 a 500Hz y con un nivel de 5Vcd; la señal senoidal es una señal de pulsos cuadrados de ultra baja frecuencia que después de ser convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor, resultan en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia menor a 1Hz, siendo preferentemente de 0.05Hz y un ciclo de trabajo variable de entre 0 a 100%; la señal de salida esta conformada por la convolución de la señal exponencial y la señal senoidal con niveles de voltaje ajustable de entre 0 y 10V; la señal portadora es preferiblemente una señal media cuadrada de alta frecuencia del orden de 10kHz con un nivel de 5Vcd y la señal de trabajo que adopta la forma de onda requerida con una amplitud ajustable de 0 a 110V para ser aplicada al usuario.  In relation to the characteristics of the exponential signal, it is made up of a series of square pulses that, after being convolved with the impulse responses of a capacitor, result in a double exponential signal with an adjustable frequency of 40 to 500Hz and with a level of 5Vcd; The sinusoidal signal is an ultra low frequency square pulse signal that, after being convolved with the impulse responses of a capacitor, results in a double exponential signal with a frequency of less than 1Hz, preferably 0.05Hz and a variable duty cycle between 0 to 100%; the output signal is made up of the convolution of the exponential signal and the sinusoidal signal with adjustable voltage levels between 0 and 10V; The carrier signal is preferably a square average high frequency signal of the order of 10kHz with a level of 5Vdc and the working signal that adopts the required waveform with an adjustable amplitude of 0 to 110V to be applied to the user.
La presente invención comprende a su vez un dispositivo para la aplicación del sistema para electroterapia dinámica el cual en términos generales se encuentra conformado por un cuerpo de gabinete; una manija de soporte unida fijamente a las caras laterales del cuerpo del gabinete por medios de articulación; un tablero de control localizado en la cara frontal del cuerpo de gabinete donde se encuentran localizadas por lo menos una perilla de selección, una perilla para regular la potencia, una pantalla de cristal líquido y un botón de inicialización.  The present invention comprises, in turn, a device for the application of the dynamic electrotherapy system which in general terms is formed by a cabinet body; a support handle fixedly attached to the side faces of the cabinet body by means of articulation; a control panel located on the front face of the cabinet body where at least one selection knob, a knob for regulating power, a liquid crystal display and an initialization button are located.
Dicho dispositivo incluye en una de sus caras laterales, al menos dos conectores del tipo hembra para conectar al menos un par de electrodos y un lector para tarjetas inteligentes para decodificar la información contenida dentro de la correspondiente tarjeta inteligente. Asimismo en su parte posterior se localiza un primero y segundo regulador de voltaje para alimentar tanto los componentes analógicos como digitales que integran al sistema de electroterapia dinámica asi como una pluralidad de aletas disipadoras que evitan el sobrecalentamiento de los módulos electrónicos analógicos y digitales.  Said device includes in one of its lateral faces, at least two female type connectors to connect at least one pair of electrodes and a smart card reader to decode the information contained within the corresponding smart card. Likewise, a first and second voltage regulator is located on its back to feed both the analog and digital components that integrate the dynamic electrotherapy system as well as a plurality of dissipating fins that prevent overheating of the analog and digital electronic modules.
Cada uno de los módulos y componentes del sistema para electroterapia dinámica (módulo de control, módulo de procesamiento analógico, módulo de ganancia digital y el módulo de potencia) se encuentran incorporados en el interior del dispositivo para electroterapia dinámica. Each of the modules and system components for dynamic electrotherapy (control module, analog processing module, gain module digital and the power module) are incorporated inside the device for dynamic electrotherapy.
OBJETOS DE LA INVENCIÓN OBJECTS OF THE INVENTION
Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior, es un objeto de la, presente invención el proveer un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación, el cual sea capaz de tratar lesiones en pacientes con músculos dañados, mediante la generación y aplicación de una señal con una forma de onda con características específicas en la zona afectada. Given the shortcomings of the prior art, an object of the present invention to provide a system for dynamic electrotherapy and device for its implementation, which is able to treat lesions in patients with damaged muscles, by the generation and application of a signal with a waveform with specific characteristics in the affected area.
Un objeto adicional de la presente invención es el proveer un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación, el cual sea capaz de suministrar la suficiente potencia para la rehabilitación de lesiones músculo-esqueléticas.  A further object of the present invention is to provide a system for dynamic electrotherapy and the device for its application, which is capable of providing sufficient power for the rehabilitation of musculoskeletal injuries.
Es otro objeto de la presente invención el proveer un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación, el cual sea capaz de ofrecer tratamientos personalizados a los pacientes al poder almacenar su perfil de datos clínicos, tanto dentro del propio dispositivo, como en una tarjeta inteligente externa.  It is another object of the present invention to provide a system for dynamic electrotherapy and the device for its application, which is capable of offering personalized treatments to patients by being able to store their clinical data profile, both within the device itself, and in a external smart card
Es todavía un objeto más de la presente invención el proveer un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación, el cual pueda establecer un registro histórico del tratamiento del paciente, así como los niveles de las señales y tiempo de aplicación durante la sesión de terapia.  It is still a further object of the present invention to provide a system for dynamic electrotherapy and the device for its application, which can establish a historical record of the treatment of the patient, as well as the levels of the signals and application time during the session of therapy.
Es todavía más un objeto de la presente invención el proveer un sistema para electroterapia dinámica y el dispositivo para su aplicación, el cual permita realizar ajustes en la señal de salida de manera digital, para dar un tratamiento más preciso al paciente, facilitando así su recuperación.  It is even more an object of the present invention to provide a system for dynamic electrotherapy and the device for its application, which allows adjustments to be made in the output signal digitally, to give a more precise treatment to the patient, thus facilitating its recovery .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, la invención misma, tanto por su estructura así como por su funcionamiento, conjuntamente con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderán mejor en la siguiente descripción detallada de una modalidad preferida, cuando se lea en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:  The novel aspects that are considered characteristic of the present invention will be established with particularity in the appended claims. However, the invention itself, both for its structure as well as for its operation, together with other objects and advantages thereof, will be better understood in the following detailed description of a preferred embodiment, when read in relation to the drawings that are accompany, in which:
La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra los diferentes módulos que conforman el sistema para electroterapia dinámica de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra cada uno de los módulos y los componentes de cada uno de ellos, para obtener la señal de trabajo del sistema para electroterapia dinámica de la presente invención. Figure 1 is a block diagram showing the different modules that make up the dynamic electrotherapy system of the present invention. Figure 2 is a block diagram showing each of the modules and the components of each of them, to obtain the working signal of the dynamic electrotherapy system of the present invention.
La Figura 3 es un diagrama esquemático y de bloques que muestra las distintas señales que conforman la señal de trabajo del sistema para electroterapia dinámica de la presente invención.  Figure 3 is a schematic and block diagram showing the different signals that make up the work signal of the dynamic electrotherapy system of the present invention.
La Figura 4 es una vista en perspectiva frontal y lateral de un dispositivo que emplea el sistema para electroterapia dinámica de la presente invención.  Figure 4 is a front and side perspective view of a device employing the dynamic electrotherapy system of the present invention.
La Figura 5 es una vista en perspectiva posterior y lateral del dispositivo para electroterapia dinámica mostrado en la Figura 4.  Figure 5 is a rear and side perspective view of the dynamic electrotherapy device shown in Figure 4.
La Figura 6 es una vista en perspectiva superior y lateral del dispositivo para electroterapia dinámica mostrado en la Figura 4.  Figure 6 is a top and side perspective view of the dynamic electrotherapy device shown in Figure 4.
La Figura 7 es una vista en perspectiva superior y posterior del dispositivo para electroterapia dinámica mostrado en la Figura 4.  Figure 7 is a top and rear perspective view of the dynamic electrotherapy device shown in Figure 4.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Haciendo ahora referencia a los dibujos que se acompañan, y más específicamente a la FIG. 1 de los mismos, en ella se muestra un sistema para electroterapia dinámica 1000 construido de conformidad con una modalidad particularmente preferida de la presente invención, que debe considerarse como ilustrativa más no limitativa de la misma, en donde dicho sistema comprende en términos generales un módulo de control 100 que envía señales a los módulos que constituyen el sistema para electroterapia 1000; un módulo de procesamiento analógico 200 que recibe una señal proveniente del módulo de control 100 y una señal de retroalimentación proveniente del módulo de ganancia digital 300 para ser procesadas mediante procesos de convolución, amplificación y compensación de señales, por lo que una vez procesadas, se envían al módulo de ganancia digital 300; un módulo de ganancia digital 300 que recibe señales provenientes del módulo de control 100 y del módulo de procesamiento analógico 200 para ser reacondicionadas y lograr un nivel de voltaje deseado, por lo que una vez reacondicionadas, se envían al módulo de potencia 400; un módulo de potencia 400 que recibe las señales provenientes del módulo de control 100 y del módulo de ganancia digital 300 para ser acondicionadas en la intensidad de corriente previo a ser aplicadas a un paciente; y, un módulo de aplicación de señales 500.  Referring now to the accompanying drawings, and more specifically to FIG. 1 thereof, there is shown a system for dynamic electrotherapy 1000 constructed in accordance with a particularly preferred embodiment of the present invention, which should be considered as illustrative but not limiting thereof, wherein said system generally comprises a module of control 100 that sends signals to the modules that constitute the system for electrotherapy 1000; an analog processing module 200 that receives a signal from the control module 100 and a feedback signal from the digital gain module 300 to be processed by convolution, amplification and signal compensation processes, so that once processed, it send to digital gain module 300; a digital gain module 300 that receives signals from the control module 100 and the analog processing module 200 to be reconditioned and achieve a desired voltage level, so that once reconditioned, they are sent to the power module 400; a power module 400 that receives the signals from the control module 100 and the digital gain module 300 to be conditioned at the current intensity prior to being applied to a patient; and, a signal application module 500.
Haciendo mención a la FIG. 2 en ella se muestran los diferentes módulos y elementos que conforman el sistema para electroterapia dinámica 1000 de la presente invención. El módulo de control 100 consiste de por lo menos un microcontrolador 110 que genera señales de salida para alimentar tanto al módulo de procesamiento analógico 200, como al módulo de ganancia digital 300 y al módulo de potencia 400. Las señales que se envían al módulo de procesamiento analógico 200 son una señal exponencial "A" y una señal senoidal "B"; mientras que la señal que se envía al módulo de ganancia digital 300 y al módulo de potencia 400 es una señal de control. Mentioning FIG. 2 shows the different modules and elements that make up the system for dynamic electrotherapy 1000 of this invention. The control module 100 consists of at least one microcontroller 110 that generates output signals to feed both the analog processing module 200, the digital gain module 300 and the power module 400. The signals that are sent to the module Analog processing 200 is an exponential signal "A" and a sine signal "B"; while the signal that is sent to digital gain module 300 and power module 400 is a control signal.
El módulo de procesamiento analógico 200 está constituido por una pluralidad de circuitos tanto acondicionadores como convolucionadores de señales, cuyas funciones son las de acondicionar y convolucionar las señales de entrada que recibe, suministrando un cierto nivel de compensación a las mismas, para lo cual se emplean una pluralidad de amplificadores basados en circuitos operacionales. Para acondicionar la señal exponencial "A" se emplea un primer circuito operacional 201 que recibe y envía una señal de salida a un primer circuito convolucionador 204; para la señal senoidal "B" se emplea un segundo circuito operacional 202 que recibe y envía una señal de salida también hacia el primer circuito convolucionador 204; y, para la señal portadora "D" proveniente del circuito temporizador 301 del módulo de ganancia digital 300, se emplea un tercer circuito operacional 203 que recibe y envía una señal de salida a un segundo circuito convolucionador 206.  The analog processing module 200 is constituted by a plurality of both conditioning and signal convolving circuits, whose functions are to condition and convolve the input signals it receives, providing a certain level of compensation to them, for which they are used a plurality of amplifiers based on operational circuits. To condition the exponential signal "A" a first operational circuit 201 is used that receives and sends an output signal to a first convolving circuit 204; for the sine signal "B" a second operational circuit 202 is used which receives and sends an output signal also to the first convolving circuit 204; and, for the carrier signal "D" from the timer circuit 301 of the digital gain module 300, a third operational circuit 203 is used that receives and sends an output signal to a second convolving circuit 206.
Como ya se mencionó arriba, las señales de salida del primero y segundo circuitos operacionales 201 y 202 respectivamente, se envían a un primer circuito convolucionador 204, el cual está conformado preferentemente de un transistor tipo NPN, en donde ambas señales son convolucionadas. La señal de salida "C" de dicho circuito convolucionador 204 se envía a un cuarto circuito operacional 205 en donde la señal es amplificada y compensada, para ser enviada al segundo circuito convolucionador 206. A su vez, la señal portadora "D" una vez que es amplificada y compensada en el circuito operacional 203, se envía también al segundo circuito convolucionador 206.  As already mentioned above, the output signals of the first and second operational circuits 201 and 202 respectively, are sent to a first convolving circuit 204, which is preferably formed of an NPN type transistor, where both signals are convolved. The output signal "C" of said convolving circuit 204 is sent to a fourth operational circuit 205 where the signal is amplified and compensated, to be sent to the second convolving circuit 206. In turn, the carrier signal "D" once which is amplified and compensated in the operational circuit 203, it is also sent to the second convolving circuit 206.
La señal de salida "C" y la señal portadora "D" una vez que pasan por el cuarto circuito operacional 205 y por el tercer circuito operacional 203 respectivamente, son enviadas al segundo circuito convolucionador 206 en donde se convolucionan de manera que se obtiene la señal de trabajo "E".  The output signal "C" and the carrier signal "D" once they pass through the fourth operational circuit 205 and the third operational circuit 203 respectively, are sent to the second convolving circuit 206 where they are convolved so that the work signal "E".
La señal de trabajo "E" alimenta al módulo de ganancia 300 en donde es reacondicionada para lograr el nivel deseado de voltaje. Asimismo en dicho módulo de ganancia digital 300, la señal de trabajo "E" se divide en al menos dos ramas de suministro, las cuales poseen los mismos componentes electrónicos y cuya salida final posee las mismas características. The work signal "E" feeds the gain module 300 where it is reconditioned to achieve the desired voltage level. Also in said digital gain module 300, the work signal "E" is divided into at least two branches of supply, which have the same electronic components and whose final output has the same characteristics.
La señal de trabajo Έ" de la primera y segunda rama de suministro se envían a un primero y segundo circuitos amplificadores 302 y 303 respectivamente, en donde las señales son amplificadas y compensadas. Para lograr el nivel deseado de voltaje en cada una de las ramas de suministro, se emplea un divisor de voltaje que utiliza un primero y segundo arreglo de resistencias digitales 304 y 305 a la salida de cada uno de los circuitos amplificadores 302 y 303 respectivamente; cada uno de dichos arreglos de resistencias digitales 304 y 305 conformando un arreglo en cascada.  The work signal Έ "of the first and second supply branches are sent to a first and second amplifier circuits 302 and 303 respectively, where the signals are amplified and compensated. To achieve the desired level of voltage in each of the branches of supply, a voltage divider is used that uses a first and second array of digital resistors 304 and 305 at the output of each of the amplifier circuits 302 and 303 respectively; each of said arrays of digital resistors 304 and 305 forming a cascade arrangement.
Adicionalmente, para permitir un control grueso y un control fino de la caída de voltaje, tanto el primer arreglo de resistencias digitales 304 como el segundo arreglo de resistencias digitales 305, reciben una señal de control proveniente del microcontrolador 110. A la salida de dichos arreglos de resistencias digitales 304 y 305, la señal de trabajo Έ" de cada rama de suministro se amplifica y compensa nuevamente al nivel final deseado de voltaje a través de un primero y segundo amplificador operacional 306 y 307 respectivamente.  Additionally, in order to allow a thick control and a fine control of the voltage drop, both the first array of digital resistors 304 and the second array of digital resistors 305 receive a control signal from the microcontroller 110. At the output of said arrangements of digital resistors 304 and 305, the working signal Έ "of each supply branch is amplified and compensated again to the desired final level of voltage through a first and second operational amplifier 306 and 307 respectively.
Tanto la primera rama de suministro como la segunda rama de suministro alimentan al módulo de potencia 400, cuya función es lograr la intensidad deseada de corriente en cada una y para ello se emplean una pluralidad de transformadores y relevadores, con lo que se garantiza que la corriente suministrada al usuario es constante sin variaciones, lo que se traduce en una reducción en el tiempo de rehabilitación.  Both the first supply branch and the second supply branch feed the power module 400, whose function is to achieve the desired current intensity in each and for this a plurality of transformers and relays are used, thereby ensuring that the Current supplied to the user is constant without variations, which translates into a reduction in rehabilitation time.
Las señales de la primera rama de suministro y de la segunda rama de suministro que alimentan al módulo de potencia 400, pasan por un primero y segundo amplificador de potencia 401 y 402 respectivamente, los cuales proporcionan la intensidad de corriente necesaria para la estimulación y rehabilitación del usuario. Para elevar el voltaje de operación en una relación de 1 :10 preferentemente, las señales provenientes del primero y segundo amplificador de potencia 401 y 402, alimentan a un primero y segundo transformador 403 y 404 respectivamente.  The signals of the first supply branch and the second supply branch that feed the power module 400, pass through a first and second power amplifier 401 and 402 respectively, which provide the current intensity necessary for stimulation and rehabilitation of the user. To raise the operating voltage by a ratio of 1: 10 preferably, the signals from the first and second power amplifier 401 and 402, feed a first and second transformer 403 and 404 respectively.
Asimismo para protección del usuario, antes de que las señales salgan del módulo de potencia 400, éstas pasan a través de un primero y segundo relevador 405 y 406 colocados a la salida de los transformadores 403 y 404 respectivamente. Dichos relevadores 405 y 406 son controlados mediante señales de control provenientes del microcontrolador 110, lo que hace posible invertir la polaridad de la señal de trabajo Έ" que se envía al módulo de aplicación de señales 500. El modulo de aplicación de señales 500 cuenta con una pluralidad de eléctrodos, los cuales constituyen la interfase final entre el sistema para electroterapia dinámica 1000 y el usuario. Cada una de las dos ramas de suministro cuenta con por lo menos un par de electrodos 510, los cuales se colocan sobre la región muscular que requiera la terapia para que le sea suministrada la señal de trabajo "E". Cabe mencionar que debido a la configuración que emplea el sistema de la presente invención, ambos electrodos 510 son de tipo activo. Also for user protection, before the signals leave the power module 400, they pass through a first and second relay 405 and 406 placed at the output of the transformers 403 and 404 respectively. Said relays 405 and 406 are controlled by control signals from the microcontroller 110, which makes it possible to reverse the polarity of the work signal Έ "that is sent to the signal application module 500. The signal application module 500 has a plurality of electrodes, which constitute the final interface between the dynamic electrotherapy system 1000 and the user. Each of the two supply branches has at least one pair of electrodes 510, which are placed on the muscular region that requires therapy for the work signal "E" to be supplied. It should be mentioned that due to the configuration used by the system of the present invention, both electrodes 510 are of the active type.
La FIG. 3 muestra un diagrama esquemático y de bloques para representar de manera ilustrativa la forma de las distintas señales que se introducen y salen del sistema para electroterapia dinámica 1000 de la presente invención.  FIG. 3 shows a schematic and block diagram for illustratively representing the shape of the different signals that are introduced and exited from the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention.
Las señales comprenden esencialmente: una señal exponencial "A" proveniente del microcontrolador 110 del módulo de control 100, la cual esta conformada por una serie de pulsos cuadrados que han sido preferiblemente convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor (no mostrado en las figuras) resultando en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia ajustable de 40 a 500Hz, con un nivel de 5Vcd que alimenta al circuito convolucionador 204 del módulo de procesamiento de señales analógico 200; una señal senoidal "B", proveniente del microcontrolador 110 del módulo de control 100, la cual es una señal de pulsos cuadrados de ultra baja frecuencia, que han sido preferiblemente convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor (no mostrado en las figuras) resultando en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia menor a 1 Hz y de preferencia 0.05Hz, y un ciclo de trabajo variable de entre 0 a 100%, que alimenta al circuito convolucionador 204 del módulo de procesamiento de señales analógico 200; una señal de salida "C" proveniente del primer circuito convolucionador 204 estando conformada por la convolución de la señal exponencial "A" y la señal senoidal "B" con niveles de voltaje ajustable de 0 a 10V y que alimenta al segundo circuito convolucionador 206; una señal portadora "D" proveniente del circuito temporizador 301 , preferiblemente una señal media cuadrada de alta frecuencia del orden de 10kHz con un nivel de 5Vcd, que alimenta al segundo circuito convolucionador 206 para ser convolucionada junto con la señal de salida "C"; y, una señal de trabajo "E" proveniente del segundo circuito convolucionador 206, la cual adopta la forma final de onda que se representa con una amplitud ajustable de 0 a 110V y que esta lista para ser aplicada a un usuario.  The signals essentially comprise: an exponential signal "A" from the microcontroller 110 of the control module 100, which is formed by a series of square pulses that have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor (not shown in the figures) ) resulting in an exponentially double signal with an adjustable frequency of 40 to 500Hz, with a level of 5Vdc that feeds the convolving circuit 204 of the analog signal processing module 200; a sinusoidal signal "B", from the microcontroller 110 of the control module 100, which is a signal of ultra low frequency square pulses, which have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor (not shown in the figures) resulting in a double exponential signal with a frequency less than 1 Hz and preferably 0.05Hz, and a variable duty cycle between 0 to 100%, which feeds the convolving circuit 204 of the analog signal processing module 200; an output signal "C" from the first convolving circuit 204 being formed by the convolution of the exponential signal "A" and the sinusoidal signal "B" with adjustable voltage levels from 0 to 10V and feeding the second convolving circuit 206; a carrier signal "D" from the timer circuit 301, preferably a square average high frequency signal of the order of 10kHz with a level of 5Vdc, which feeds the second convolving circuit 206 to be convolved together with the output signal "C"; and, a work signal "E" from the second convolving circuit 206, which adopts the final waveform that is represented with an adjustable amplitude of 0 to 110V and that is ready to be applied to a user.
Haciendo ahora referencia a las FIG. 4 a 7, en ellas se muestra un dispositivo para electroterapia dinámica 600 construido de conformidad con los principios de la presente invención. El dispositivo 600 comprende en términos generales un cuerpo de gabinete 601 ; una manija de soporte 602 unida fijamente a las caras laterales del cuerpo del gabinete 601 por medios de articulación 603; un tablero de control 604 localizado en la cara frontal del cuerpo de gabinete 601 , donde se encuentran localizadas por lo menos una perilla de selección 605, una perilla para regular la potencia 606, una pantalla de cristal líquido 607 y un botón de inicialización 608. Como se podrá observar en la FIG. 5, el cuerpo de gabinete 601 incluye en una de sus caras laterales, al menos dos conectores 609 del tipo hembra para conectar al menos un par de electrodos 510 y un lector para tarjetas inteligentes 610 para decodificar la información contenida dentro de la correspondiente tarjeta inteligente 700. Referring now to FIG. 4 to 7, there is shown a dynamic electrotherapy device 600 constructed in accordance with the principles of the present invention. The device 600 generally comprises a body of 601 cabinet; a support handle 602 fixedly attached to the side faces of the cabinet body 601 by articulation means 603; a control board 604 located on the front face of the cabinet body 601, where at least one selection knob 605, a knob for regulating power 606, a liquid crystal display 607 and an initialization button 608 are located. As can be seen in FIG. 5, the cabinet body 601 includes on one of its side faces, at least two female connectors 609 for connecting at least one pair of electrodes 510 and a reader for smart cards 610 to decode the information contained within the corresponding smart card 700.
Por lo que respecta a la FIG. 7, en ella se puede apreciar la parte posterior del cuerpo de gabinete 601 , en donde se localiza un primer regulador de voltaje 611 para alimentar los componentes analógicos del sistema para electroterapia dinámica de la presente invención, un segundo regulador de voltaje 612 para alimentar los componentes digitales del sistema para electroterapia dinámica 1000 de la presente invención, una pluralidad de aletas disipadoras de calor 613 interconectadas de manera alternada al cuerpo de gabinete, un dispositivo interruptor 614 que es el encargado de encender y apagar al dispositivo para electroterapia dinámica 600, así como una entrada para alimentación de corriente eléctrica 615, donde se inserta el cable de alimentación de la energía eléctrica (no mostrado en las figuras).  With regard to FIG. 7, it can be seen the back of the cabinet body 601, where a first voltage regulator 611 is located to power the analog components of the dynamic electrotherapy system of the present invention, a second voltage regulator 612 to power the digital components of the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention, a plurality of heat dissipating fins 613 interconnected alternately to the cabinet body, a switch device 614 which is responsible for turning the dynamic electrotherapy device 600 on and off, as well as an input for power supply 615, where the power cable is inserted (not shown in the figures).
El cuerpo de gabinete 601 en la modalidad que se describe, se encuentra conformado por un cuerpo de forma rectangular, el cual preferiblemente incluye en sus caras laterales los extremos de la manija de soporte 602, los cuales están firmemente sujetos al cuerpo mediante los medios de articulación 603. Los medios de articulación 603 le brindan la posibilidad a la manija de soporte 602 de poder adoptar varias posiciones (ángulos de inclinación) con respecto al eje de giro de dichos medios de articulación 603. En una modalidad preferida, la manija de soporte 602 adopta preferiblemente la forma de una "C" invertida de extremos rectos, la cual cumple con dos funciones principalmente: servir como medio de sujeción para asir el dispositivo para electroterapia dinámica 600; así como servir de apoyo para que al momento de ser colocado el gabinete 601 sobre una superficie lisa, la manija de soporte 602 lo levante e incline a cierto ángulo para mejorar la visibilidad de la pantalla de cristal líquido 607.  The cabinet body 601 in the embodiment described, is formed by a rectangular shaped body, which preferably includes on its side faces the ends of the support handle 602, which are firmly attached to the body by means of articulation 603. The articulation means 603 provide the possibility for the support handle 602 to be able to adopt various positions (angles of inclination) with respect to the axis of rotation of said articulation means 603. In a preferred embodiment, the support handle 602 preferably takes the form of an inverted "C" of straight ends, which mainly fulfills two functions: to serve as a clamping means for gripping the device for dynamic electrotherapy 600; as well as serving as a support so that when the cabinet 601 is placed on a smooth surface, the support handle 602 lifts it and tilts at a certain angle to improve the visibility of the liquid crystal display 607.
Adicionalmente en la cara frontal del gabinete 601 se encuentra localizado el tablero de control 604, el cual contiene los elementos de lectura y retroalimentación del sistema 1000, de variación de parámetros y de medición del tiempo de la terapia proporcionado por el dispositivo 600. El tablero de control 604 incluye en su porción central una pantalla de cristal líquido 607 como dispositivo de lectura y retroalimentación entre el sistema 1000 y el usuario; un par de elementos reguladores de parámetros de control, a saber, la perilla de selección 605 y la perilla para regular la potencia 606 localizadas a los extremos de la pantalla de cristal líquido 607, una por cada extremo; y, un botón de inicialización 608, localizado en la parte inferior lateral derecha del tablero de control 604. Additionally, the control panel 604 is located on the front face of the cabinet 601, which contains the reading and feedback elements of the system 1000, of parameter variation and of the time measurement of the therapy provided by the device 600. The board of control 604 includes in its portion central a liquid crystal display 607 as a reading and feedback device between the system 1000 and the user; a pair of control parameter regulating elements, namely the selection knob 605 and the knob for regulating the power 606 located at the ends of the liquid crystal display 607, one at each end; and, an initialization button 608, located in the lower right side of the control board 604.
En una modalidad preferida, tanto la perilla de selección 605 como la perilla para regular la potencia 606 son decodificadores ópticos. La perilla de selección 605 se utiliza para elegir una de las diferentes opciones mostradas en la pantalla de cristal líquido 607 al programar una terapia para un usuario. La perilla para regular la potencia 606, como su nombre lo indica, se utiliza para graduar la potencia de salida en los electrodos 510 conectados al usuario. El botón de inicialización 608 cumple con dos funciones esencialmente: a) indicar mediante el encendido de un diodo emisor de luz integrado al botón, cuando el dispositivo está suministrando una combinación de señales, incluyendo señales de ultra baja frecuencia; y, b) reinicíar el ciclo de tiempo de uso o de terapia, mostrado en la pantalla de cristal líquido 607.  In a preferred embodiment, both the selection knob 605 and the knob for regulating the power 606 are optical decoders. Selection knob 605 is used to choose one of the different options shown on liquid crystal display 607 when programming a therapy for a user. The knob for regulating the power 606, as the name implies, is used to adjust the output power on the electrodes 510 connected to the user. The initialization button 608 fulfills two functions essentially: a) indicating by lighting a light emitting diode integrated to the button, when the device is supplying a combination of signals, including ultra low frequency signals; and, b) restart the cycle of use or therapy time, shown on the liquid crystal display 607.
En la modalidad que se describe, en una cara lateral del gabinete 601 , se encuentran localizados dos conectores 609 del tipo hembra para conectar la unión macho de un par de electrodos 510, que se colocarán sobre el cuerpo del paciente para suministrar la terapia.  In the embodiment described, on a side face of the cabinet 601, two female connectors 609 are located to connect the male junction of a pair of electrodes 510, which will be placed on the patient's body to deliver the therapy.
En una modalidad adicional no mostrada en las figuras, el dispositivo 600 incluye cuatro salidas hembra 609 para colocar dos pares de electrodos 510. Asimismo, el lector de tarjetas 610 se utiliza para insertar en su interior, la tarjeta inteligente 700, para decodificar la información contenida en ella.  In an additional embodiment not shown in the figures, the device 600 includes four female outputs 609 to place two pairs of electrodes 510. Also, the card reader 610 is used to insert inside it, the smart card 700, to decode the information contained in it.
La tarjeta 700 cuenta con medios de almacenamiento electrónico que permiten albergar datos referentes al perfil de tratamiento del usuario, así como su historial, entre otro tipo de información. En una modalidad adicional, el dispositivo 600 de la presente invención cuenta con una memoria electrónica interna para almacenar la información relacionada con las señales aplicadas al paciente, sus características así como su duración e intensidad.  The 700 card has electronic storage means that allow data to be stored regarding the user's treatment profile, as well as its history, among other information. In a further embodiment, the device 600 of the present invention has an internal electronic memory for storing information related to the signals applied to the patient, its characteristics as well as its duration and intensity.
En la cara posterior del gabinete 601 se encuentran localizados entre los bloques de aletas disipadoras 613, el primer regulador de voltaje 611 , que se encarga de alimentar a los módulos electrónicos de tipo analógico alojados al interior del gabinete 601 y el segundo regulador de voltaje 612, que alimenta los módulos electrónicos digitales del dispositivo 600. La pluralidad de aletas disipadoras de calor 613 tiene como función evitar el sobrecalentamiento de los módulos electrónicos analógicos y digitales. También se localiza en la cara posterior del gabinete 601 , en su extremo superior derecho, el interruptor 614 que prende o apaga el dispositivo 600, así como la entrada de alimentación 615, localizada por debajo del interruptor 614, para recibir la corriente de alimentación de tipo alterna. On the back side of the cabinet 601 are located between the blocks of dissipating fins 613, the first voltage regulator 611, which is responsible for feeding the analogue type electronic modules housed inside the cabinet 601 and the second voltage regulator 612 , which feeds the digital electronic modules of the device 600. The plurality of heat dissipating fins 613 has as its function prevent overheating of analog and digital electronic modules. It is also located on the rear face of the cabinet 601, at its upper right end, the switch 614 that turns on or off the device 600, as well as the power input 615, located below the switch 614, to receive the power supply current from alternate type
Cabe mencionar que el dispositivo para electroterapia dinámica 600, incorpora en su interior cada uno de los módulos y componentes del sistema de electroterapia dinámica 1000 de la presente invención, es decir, el módulo de control 100, el módulo de procesamiento analógico 200, el módulo de ganancia digital 300 y el módulo de potencia 400.  It should be mentioned that the device for dynamic electrotherapy 600, incorporates inside each of the modules and components of the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention, that is, the control module 100, the analog processing module 200, the module of digital gain 300 and power module 400.
A fin de hacer claro el modo de operación del dispositivo 600 que emplea el sistema para electroterapia dinámica 1000 de la presente invención, a continuación se muestra de manera secuencial, una modalidad preferida del mismo:  In order to make clear the mode of operation of the device 600 using the dynamic electrotherapy system 1000 of the present invention, a preferred embodiment thereof is shown sequentially below:
1. Para comenzar a utilizar el dispositivo para electroterapia dinámica 600, éste debe ser conectado a una fuente de alimentación mediante la entrada de alimentación 615.  1. To start using the device for dynamic electrotherapy 600, it must be connected to a power source by means of the power input 615.
2. Una vez conectado el dispositivo 600, se coloca el interruptor 61 en posición de "encendido" y se despliega en la pantalla de cristal líquido 607 un mensaje que le indica al usuario que debe insertar la tarjeta inteligente 700 en el lector de tarjetas 610 para continuar.  2. Once the device 600 is connected, the switch 61 is placed in the "on" position and a message is displayed on the liquid crystal display 607 indicating that the user must insert the smart card 700 into the card reader 610 to continue.
3. Una vez insertada la tarjeta 700, el dispositivo puede operar en dos modalidades diferentes: en una primera modalidad, la tarjeta inteligente 700 contiene el permiso necesario para que el usuario, en este caso un terapeuta, pueda modificar los valores tanto del ciclo de trabajo de la señal senoidal 502 como la frecuencia de operación de la señal exponencial 501 ;  3. Once the 700 card is inserted, the device can operate in two different modes: in a first mode, the smart card 700 contains the necessary permission for the user, in this case a therapist, to modify the values of both the cycle of work of the sine signal 502 as the operating frequency of the exponential signal 501;
4. En una segunda modalidad de operación, la tarjeta inteligente 700 contiene previamente almacenados, los valores predefinidos de ciclo de trabajo de la señal senoidal 502 y la frecuencia de operación de la señal exponencial 501. El usuario, en este caso un paciente, no puede modificar dichos valores evitando así que se aplique una señal incorrecta para su padecimiento.  4. In a second mode of operation, the smart card 700 contains previously stored, the predefined duty cycle values of the sinusoidal signal 502 and the operating frequency of the exponential signal 501. The user, in this case a patient, does not You can modify these values, thus avoiding an incorrect signal for your condition.
5. Si el terapeuta requiere saber si el paciente está cumpliendo cabalmente su tratamiento, puede insertar la tarjeta inteligente 700 en el lector de tarjetas 610 del dispositivo.  5. If the therapist needs to know if the patient is fully complying with his treatment, he can insert the 700 smart card into the card reader 610 of the device.
6. El microcontrolador 110, al detectar una tarjeta inteligente 700 habilitada con todos los permisos necesarios, almacena de forma automática, los datos relacionados con el paciente que se encuentra bajo la supervisión de dicho terapeuta. 6. Microcontroller 110, upon detecting a smart card 700 enabled with all necessary permissions, automatically stores the data related to the patient who is under the supervision of said therapist.
7. Una vez reconocido el usuario por el dispositivo 600, aparece un mensaje en la pantalla de cristal líquido 607 que indica que los relevadores 405 y 406 se encuentran abiertos y por lo tanto no se está suministrando potencia a las salidas hembra 709; asimismo aparece en la pantalla 607 el indicador de la frecuencia de trabajo de la señal exponencial 501.  7. Once the user is recognized by the device 600, a message appears on the liquid crystal display 607 indicating that the relays 405 and 406 are open and therefore no power is being supplied to the female outputs 709; Likewise, the display of the working frequency of the exponential signal 501 appears on the screen 607.
8. A través de la perilla de selección 605 se selecciona el parámetro de la señal de trabajo 505 que se quiere modificar (frecuencia de la señal exponencial 501 y/o ciclo de trabajo de la señal senoidal 502). Lo anterior considerando que el usuario reconocido por el dispositivo (terapeuta) goza de los permisos necesarios.  8. Through the selection knob 605, the parameter of the work signal 505 to be modified is selected (frequency of the exponential signal 501 and / or duty cycle of the sinusoidal signal 502). The above considering that the user recognized by the device (therapist) has the necessary permissions.
9. Al presionar la perilla de selección 605 se selecciona el balance de la señal de trabajo 505. Cabe mencionar que la señal de trabajo 505 es aplicada simétricamente al cuerpo del paciente mediante los dos pares de electrodos 510 pero a través de esta selección, el usuario puede alterar los niveles de salida para que se pueda suministrar mayor o menor cantidad de energía al lado seleccionado.  9. Pressing the selector knob 605 selects the balance of the work signal 505. It should be mentioned that the work signal 505 is applied symmetrically to the patient's body by means of the two pairs of electrodes 510 but through this selection, the User can alter the output levels so that more or less energy can be supplied to the selected side.
10. Al presionar nuevamente la perilla de selección 605, la polaridad de la señal de trabajo 505 suministrada a los electrodos 510 se invierte.  10. When the selection knob 605 is pressed again, the polarity of the work signal 505 supplied to the electrodes 510 is reversed.
11. Una vez que se han seleccionado los parámetros de la señal de trabajo 505, se conectan los electrodos 510 a las salidas hembra 609 (previamente colocados sobre la piel del usuario) y se presiona la perilla reguladora de potencia 606 para habilitar los relevadores 405 y 406. A través de dicha perilla 606 se puede incrementar el valor del voltaje de salida de acuerdo a las necesidades del paciente.  11. Once the parameters of the work signal 505 have been selected, the electrodes 510 are connected to the female outputs 609 (previously placed on the user's skin) and the power regulator knob 606 is pressed to enable the relays 405 and 406. Through said knob 606 the value of the output voltage can be increased according to the needs of the patient.
12. El dispositivo para electroterapia 600 suministra la señal de trabajo "E" al usuario con los parámetros y características previamente definidas en las etapas anteriores.  12. The electrotherapy device 600 supplies the work signal "E" to the user with the parameters and characteristics previously defined in the previous stages.
Aún cuando en la anterior descripción se ha descrito y mostrado una modalidad preferida de la presente invención, deberá hacerse hincapié en que son posibles numerosas modificaciones a la misma, sin apartarse del verdadero alcance de la invención, tal como modificar la configuración interna de los módulos electrónicos, el número de salidas hembra, las características de las señales de entrada, la funcionalidad de la tarjeta inteligente, entre otras modificaciones. Por lo tanto, la presente invención no debe ser restringida excepto por lo que sea requerido por la técnica anterior y por las reivindicaciones anexas. Although a preferred embodiment of the present invention has been described and shown in the foregoing description, it should be emphasized that numerous modifications to it are possible, without departing from the true scope of the invention, such as modifying the internal configuration of the modules electronic, the number of female outputs, the characteristics of the input signals, the functionality of the smart card, among other modifications. Therefore, the present invention does not it must be restricted except for what is required by the prior art and the appended claims.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES NEWS OF THE INVENTION CLAIMS
1. - Un sistema para electroterapia dinámica caracterizado porque comprende: a) un módulo de control que envía señales a los módulos que constituyen el sistema para electroterapia dinámica; b) un módulo de procesamiento analógico que recibe una señal proveniente del módulo de control y una señal de retroalimentación proveniente del módulo de ganancia digital para ser procesadas mediante procesos de convolución, amplificación y compensación de señales, por lo que una vez procesadas, se envían al módulo de ganancia digital; c) un módulo de ganancia digital que recibe señales provenientes del módulo de control y del módulo de procesamiento analógico para ser reacondicionadas y lograr un nivel de voltaje deseado, por lo que una vez reacondicionadas, se envían al módulo de potencia; d) un módulo de potencia que recibe las señales provenientes del módulo de control y del módulo de ganancia digital para ser acondicionadas en la intensidad de corriente previo a ser aplicadas a un paciente; y, e) un módulo de aplicación de señales. 1. - A system for dynamic electrotherapy characterized in that it comprises: a) a control module that sends signals to the modules that constitute the system for dynamic electrotherapy; b) an analog processing module that receives a signal from the control module and a feedback signal from the digital gain module to be processed through signal convolution, amplification and compensation processes, so once processed, they are sent to the digital gain module; c) a digital gain module that receives signals from the control module and the analog processing module to be reconditioned and achieve a desired voltage level, so once reconditioned, they are sent to the power module; d) a power module that receives the signals coming from the control module and the digital gain module to be conditioned into the current intensity prior to being applied to a patient; and, e) a signal application module.
2. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 2. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with the claim
1 , caracterizado además porque el módulo de control consiste de por lo menos un microcontrolador que genera señales de salida para alimentar tanto al módulo de procesamiento analógico, como al módulo de ganancia digital y al módulo de potencia. 1, further characterized in that the control module consists of at least one microcontroller that generates output signals to feed both the analog processing module, the digital gain module and the power module.
3.- Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 3.- A system for dynamic electrotherapy, in accordance with the claim
2, caracterizado además porque las señales que se envían al módulo de procesamiento analógico son una señal exponencial y una señal senoidal; y, las señales que se envían al módulo de ganancia digital y al módulo de potencia es una señal de control. 2, further characterized in that the signals that are sent to the analog processing module are an exponential signal and a sinusoidal signal; and, the signals sent to the digital gain module and power module is a control signal.
4. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de procesamiento analógico recibe una señal exponencial y una señal senoidal provenientes del modulo de control, así como una señal portadora proveniente de un circuito temporizador del módulo de ganancia digital; por lo que, para procesarlas está constituido por una pluralidad de circuitos tanto acondicionadores como convolucionadores de señales, cuyas funciones son las de acondicionar y convolucionar las señales de entrada que se reciben, suministrando un cierto nivel de compensación a las mismas, para lo cual se emplean una pluralidad de amplificadores basados en circuitos operacionales. 4. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 1, further characterized in that the analog processing module receives an exponential signal and a sinusoidal signal from the control module, as well as a carrier signal from a timer circuit of the module. digital gain; Therefore, to process them, it is made up of a plurality of signal conditioning and convolution circuits, whose functions are to condition and convolve the input signals that are received, providing a certain level of compensation to them, for which They employ a plurality of amplifiers based on operational circuits.
5. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque para acondicionar la señal exponencial, se emplea un primer circuito operacional que recibe y envía una señal de salida a un primer circuito convolucionador; para acondicionar la señal senoidal, se emplea un segundo circuito operacional que recibe y envía una señal de salida también hacia el primer circuito convolucionador; y, para acondicionar la señal portadora, se emplea un tercer circuito operacional que recibe y envía una señal de salida a un segundo circuito convolucionador. 5. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 4, further characterized in that to condition the exponential signal, a first operational circuit is used that receives and sends an output signal to a first circuit. convolutioner; To condition the sinusoidal signal, a second operational circuit is used that receives and sends an output signal also to the first convolution circuit; and, to condition the carrier signal, a third operational circuit is used that receives and sends an output signal to a second convolution circuit.
6. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 6. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with the claim
5, caracterizado además porque el primer circuito convolucionador está conformado preferentemente por un transistor tipo NPN, y la señal de salida de dicho primer circuito convolucionador, se envía a un cuarto circuito operacional, en donde la señal es amplificada y compensada, para ser enviada al segundo circuito convolucionador. 5, further characterized in that the first convolution circuit is preferably made up of an NPN type transistor, and the output signal of said first convolution circuit is sent to a fourth operational circuit, where the signal is amplified and compensated, to be sent to the second convolution circuit.
7. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 7. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with the claim
6, caracterizado además porque el tercer circuito operacional amplifica y compensa la señal portadora, para después enviarla al segundo circuito convolucionador. 6, further characterized in that the third operational circuit amplifies and compensates the carrier signal, and then sends it to the second convolution circuit.
8. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la señal de salida proveniente del primer circuito convolucionador y la señal portadora proveniente del módulo de ganancia digital, una vez que pasan por el cuarto circuito operacional y por el tercer circuito operacional, son enviadas al segundo circuito convolucionador, en donde se convolucionan a manera de que se obtiene una señal de trabajo que es enviada al módulo de ganancia digital. 8. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 7, further characterized in that the output signal coming from the first convolution circuit and the carrier signal coming from the digital gain module, once they pass through the fourth operational circuit and through the third operational circuit, are sent to the second convolution circuit, where they are convolved so that a working signal is obtained that is sent to the digital gain module.
9.- Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 9.- A system for dynamic electrotherapy, in accordance with the claim
8, caracterizado además porque la señal de trabajo se alimenta al módulo de ganancia en donde es reacondicionada para lograr un nivel deseado de voltaje. 8, further characterized in that the work signal is fed to the gain module where it is reconditioned to achieve a desired voltage level.
10. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de ganancia digital recibe una señal de trabajo que se divide en al menos dos ramas de suministro, las cuales poseen los mismos componentes electrónicos y cuya salida final posee las mismas características; la señal de trabajo de la primera y segunda rama de suministro se envían a un primero y segundo circuitos amplificadores, en donde las señales son amplificadas y compensadas, para lograr el nivel deseado de voltaje en cada una de las ramas de suministro, se emplea un divisor de voltaje que utiliza un primero y segundo arreglo de resistencias digitales a la salida de cada uno de los circuitos amplificadores; cada uno de dichos arreglos de resistencias digitales conforma un arreglo en cascada. 10. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 1, further characterized in that the digital gain module receives a work signal that is divided into at least two supply branches, which have the same electronic components and whose output final has the same characteristics; The working signal of the first and second supply branches are sent to a first and second amplifier circuits, where the signals are amplified and compensated, to achieve the desired voltage level in each of the supply branches, a voltage divider that uses a first and second array of digital resistors at the output of each of the amplifier circuits; Each of said arrays of digital resistors forms a cascade array.
11. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque para permitir un control grueso y un control fino de la caída de voltaje, tanto el primer arreglo de resistencias digitales como el segundo arreglo de resistencias digitales, recibe una señal de control proveniente del microcontrolador del módulo de control, de tal manera que a la salida de dichos primero y segundo arreglos de resistencias digitales, la señal de trabajo de cada rama de suministro, se amplifica y compensa nuevamente al nivel final deseado de voltaje a través de un primero y segundo amplificador operacional que se encuentran interconectados en serie respectivamente a la salida de dichos primero y segundo arreglo de resistencias, una vez amplificadas y compensadas las señales, estás son enviadas al módulo de potencia. 11. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 10, further characterized in that to allow coarse control and fine control of the voltage drop, both the first arrangement of digital resistors and the second array of digital resistors, receives a control signal from the microcontroller of the control module, in such a way that at the output of said first and second arrays of digital resistors, the work signal of each supply branch is amplified and compensated again to the desired final voltage level through a first and second operational amplifier that are interconnected in series respectively at the output of said first and second array of resistors, once the signals are amplified and compensated, they are sent to the power module .
12. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de potencia consiste de una pluralidad de transformadores y relevadores interconectados en serie a dos ramas de suministro que lo alimentan, cuya función es lograr la intensidad deseada de corriente en cada una de las ramas, con lo que se garantiza que la corriente suministrada a un usuario en rehabilitación sea constante y sin variaciones, lo que permite una reducción en el tiempo de rehabilitación. 12. - A system for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 1, further characterized in that the power module consists of a plurality of transformers and relays interconnected in series to two supply branches that feed it, whose function is to achieve the desired intensity. of current in each of the branches, which guarantees that the current supplied to a user undergoing rehabilitation is constant and without variations, which allows a reduction in rehabilitation time.
13. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque las señales de la primera rama de suministro y de la segunda rama de suministro que alimentan al módulo de potencia pasan por un primero y segundo amplificadores de potencia, los cuales proporcionan la intensidad de corriente necesaria para la estimulación y rehabilitación del usuario; y, para elevar el voltaje de operación en una relación de 1 :10 preferentemente, las señales provenientes del primero y segundo amplificador de potencia alimentan a un primero y segundo transformadores; de donde son enviadas a un primero y segundo relevadores colocados a la salida de dichos primero y segundo transformadores, dichos primero y segundo relevadores estando controlados mediante señales de control provenientes del microcontrolador del módulo de control, lo que hace posible invertir la polaridad de la señal de trabajo que se envía al módulo de aplicación de señales protegiendo de esta manera al usuario de una posible desajuste en las señales. 13. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 12, further characterized in that the signals from the first supply branch and the second supply branch that feed the power module pass through a first and second power amplifiers, which provide the current intensity necessary for the stimulation and rehabilitation of the user; and, to raise the operating voltage in a ratio of preferably 1:10, the signals from the first and second power amplifier feed a first and second transformers; from where they are sent to a first and second relays placed at the output of said first and second transformers, said first and second relays being controlled by control signals coming from the microcontroller of the control module, which makes it possible to invert the polarity of the signal. of work that is sent to the signal application module, thus protecting the user from a possible mismatch in the signals.
14. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el modulo de aplicación de señales consiste de una pluralidad de eléctrodos, los cuales constituyen la interfase final entre el sistema para electroterapia dinámica y el usuario. 14. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 1, further characterized in that the signal application module consists of a plurality of electrodes, which constitute the final interface between the system for dynamic electrotherapy and the user.
15. - Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque preferiblemente se emplean por lo menos un par de electrodos, que se colocan sobre la región muscular que requiere la terapia para que le sea suministrada la señal de trabajo correspondiente. 15. - A system for dynamic electrotherapy, according to claim 14, further characterized in that preferably they are used at least one pair of electrodes, which are placed on the muscle region that requires the therapy so that the corresponding work signal is supplied.
16.- Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se emplean electrodos del tipo activo. 16.- A system for dynamic electrotherapy, according to claim 1, further characterized in that active type electrodes are used.
17.- Un sistema para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la señal exponencial proveniente del microcontrolador del módulo de control, esta conformada por una serie de pulsos cuadrados que han sido preferiblemente convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor resultando en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia ajustable de 40 a 500Hz, con un nivel de 5Vcd que alimenta al circuito convolucionador del módulo de procesamiento de señales analógico; la señal senoidal, proveniente del microcontrolador del módulo de control, es una señal de pulsos cuadrados de ultra baja frecuencia que han sido preferiblemente convolucionados con las respuestas al impulso de un capacitor, resultando en una señal de forma de doble exponencial con una frecuencia menor de 1Hz y de preferencia 0.05Hz, y un ciclo de trabajo variable de entre 0 a 100%, que alimenta al circuito convolucionador del módulo de procesamiento de señales analógico; la señal de salida proveniente del primer circuito convolucionador esta conformada por la convolución de la señal exponencial y la señal senoidal con niveles de voltaje ajustable de 0 a 10V y que alimenta al segundo circuito convolucionador del módulo de procesamiento de señales analógico; la señal portadora proveniente del circuito temporizador, preferiblemente es una señal media cuadrada de alta frecuencia del orden de 10kHz con un nivel de 5Vcd, que alimenta al segundo circuito convolucionador para ser convolucionada junto con la señal de salida y, la señal de trabajo proveniente del segundo circuito convolucionador del módulo de procesamiento de señales analógico, que pasa por el modulo de ganancia y el modulo de potencia, adopta al final la forma de onda requerida con amplitud ajustable de 0 a 110V y que esta lista para ser aplicada a un usuario. 17.- A system for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 1, further characterized in that the exponential signal coming from the microcontroller of the control module is made up of a series of square pulses that have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor resulting in a double exponential signal with an adjustable frequency of 40 to 500Hz, with a level of 5Vdc that feeds the convolution circuit of the analog signal processing module; The sinusoidal signal, coming from the microcontroller of the control module, is a signal of ultra-low frequency square pulses that have preferably been convolved with the impulse responses of a capacitor, resulting in a double exponential signal with a frequency less than 1Hz and preferably 0.05Hz, and a variable duty cycle from 0 to 100%, which feeds the convolution circuit of the analog signal processing module; The output signal from the first convolution circuit is made up of the convolution of the exponential signal and the sinusoidal signal with adjustable voltage levels from 0 to 10V and which feeds the second convolution circuit of the analog signal processing module; The carrier signal coming from the timer circuit is preferably a high frequency mean square signal of the order of 10kHz with a level of 5Vdc, which feeds the second convolution circuit to be convolved together with the output signal and the work signal coming from the timer circuit. second convolution circuit of the analog signal processing module, which passes through the gain module and the power module, finally adopts the required waveform with adjustable amplitude from 0 to 110V and is ready to be applied to a user.
8. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, caracterizado porque comprende un cuerpo de gabinete; una manija de soporte unida fijamente a las caras laterales del cuerpo del gabinete por medios de articulación; un tablero de control localizado en la cara frontal del cuerpo de gabinete, donde se localizan por lo menos una perilla de selección, una perilla para regular potencia, una pantalla de cristal líquido y un botón de inicialización. 8. - A device for dynamic electrotherapy, characterized in that it comprises a cabinet body; a support handle fixedly attached to the side faces of the cabinet body by hinge means; a control board located on the front face of the cabinet body, where at least one selection knob, a power regulation knob, a liquid crystal display and an initialization button are located.
19. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el cuerpo de gabinete incluye en una de sus caras laterales, al menos dos conectores del tipo hembra para conectar al menos un par de electrodos y un lector para tarjetas inteligentes para decodificar la información contenida dentro de la correspondiente tarjeta inteligente. 19. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 18, further characterized in that the cabinet body includes in one of its lateral faces, at least two female type connectors to connect at least one pair of electrodes and a smart card reader to decode the information contained within the corresponding smart card.
20. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el cuerpo de gabinete incluye en su parte posterior un primer regulador de voltaje para alimentar los componentes analógicos del dispositivo para electroterapia dinámica; un segundo regulador de voltaje para alimentar los componentes digitales del dispositivo para electroterapia dinámica; una pluralidad de aletas disipadoras de calor interconectadas de manera alternada al cuerpo de gabinete; un dispositivo interruptor para encender y apagar al dispositivo para electroterapia dinámica; y, una entrada para alimentación de corriente eléctrica, para insertar el cable de alimentación de la energía eléctrica. 20. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 19, further characterized in that the cabinet body includes in its rear part a first voltage regulator to power the analog components of the device for dynamic electrotherapy; a second voltage regulator to power the digital components of the dynamic electrotherapy device; a plurality of heat dissipating fins alternately interconnected to the cabinet body; a switch device for turning the dynamic electrotherapy device on and off; and, an input for power supply, to insert the power supply cable.
21. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el cuerpo de gabinete adopta preferiblemente la forma de un cuerpo rectangular, que incluye en sus caras laterales los extremos de la manija de soporte, dichos extremos estando firmemente sujetos al cuerpo mediante los medios de articulación; la manija de soporte adopta preferiblemente la forma de una "C" invertida de extremos rectos, la cual cumple con dos funciones principalmente, servir como medio de sujeción para asir el dispositivo para electroterapia dinámica y servir como apoyo para que al momento de ser colocado el gabinete sobre una superficie lisa, lo levante y lo incline a cierto ángulo para mejorar la visibilidad de la pantalla de cristal líquido; adicionalmente en la cara frontal del gabinete se encuentra localizado el tablero de control, el cual contiene los elementos de lectura y retroalimentación del sistema, así como de variación de parámetros y de medición del tiempo de la terapia proporcionado por el dispositivo; el tablero de control incluye en su porción central una pantalla de cristal líquido como dispositivo de lectura y retroalimentación entre el sistema y el usuario; un par de elementos reguladores de parámetros de control, a saber, la perilla de selección y la perilla para regular la potencia localizadas a los extremos de la pantalla de cristal líquido, una por cada extremo; y, un botón de inicialización, localizado en la parte inferior lateral derecha del tablero de control. 21. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 18, further characterized in that the cabinet body preferably adopts the shape of a rectangular body, which includes on its lateral faces the ends of the support handle, said ends being firmly attached to the body by means of articulation; The support handle preferably takes the shape of an inverted "C" with straight ends, which mainly fulfills two functions, serving as a holding means to hold the device for dynamic electrotherapy and serving as support so that when the device is placed cabinet on a smooth surface, lift it up and tilt it at an angle to improve the visibility of the LCD screen; Additionally, the control board is located on the front face of the cabinet, which contains the system reading and feedback elements, as well as parameter variation and measurement of the therapy time provided by the device; The control panel includes in its central portion a liquid crystal screen as a reading and feedback device between the system and the user; a pair of control parameter regulating elements, namely, the selection knob and the power regulation knob located at the ends of the liquid crystal display, one at each end; and, an initialization button, located at the bottom right side of the control panel.
22. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque la perilla de selección y la perilla para regular la potencia son decodificadores ópticos, en donde la perilla de selección se emplea para elegir una de las diferentes opciones mostradas en la pantalla de cristal líquido al programar una terapia para un usuario; y, la perilla para regular la potencia gradúa la potencia de salida en los electrodos conectados al usuario. 22. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 21, further characterized in that the selection knob and the knob to regulate the power are optical decoders, wherein the selection knob is used to choose one of the different options shown. on the glass screen liquid when scheduling a therapy for a user; and, the power regulation knob adjusts the output power on the electrodes connected to the user.
23- Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el botón de inicialización cumple con dos funciones esencialmente: a) indicar mediante el encendido de un diodo emisor de luz integrado al botón, cuando el dispositivo está suministrando una combinación de señales, incluyendo señales de ultra baja frecuencia; y, b) reiniciar el ciclo de tiempo de uso o de terapia, mostrado en la pantalla de cristal líquido. 23- A device for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 21, further characterized in that the initialization button essentially performs two functions: a) indicating by turning on a light-emitting diode integrated into the button, when the device is providing a combination of signals, including ultra-low frequency signals; and, b) restart the use or therapy time cycle, displayed on the liquid crystal display.
24. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque en una de las caras laterales del gabinete, se localizan dos conectores del tipo hembra para conectar la unión macho de un par de electrodos, que se colocarán sobre el cuerpo del paciente para suministrar la terapia. 24. - A device for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 21, further characterized in that on one of the side faces of the cabinet, two female type connectors are located to connect the male union of a pair of electrodes, which will be placed on the patient's body to deliver the therapy.
25. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque el dispositivo incluye cuatro salidas hembra para colocar dos pares de electrodos; y, el lector de tarjetas se utiliza para insertar una tarjeta inteligente, para decodificar la información contenida en ella. 25. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 24, further characterized in that the device includes four female outputs for placing two pairs of electrodes; and, the card reader is used to insert a smart card, to decode the information contained therein.
26. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque la tarjeta inteligente cuenta con medios de almacenamiento electrónico que permiten albergar datos referentes al perfil de tratamiento del usuario, así como su historial, entre otro tipo de información. 26. - A device for dynamic electrotherapy, in accordance with claim 25, further characterized in that the smart card has electronic storage means that allow it to store data referring to the user's treatment profile, as well as its history, among other types of information. .
27. - Un dispositivo para electroterapia dinámica, de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el dispositivo incluye una memoria electrónica interna para almacenar la información relacionada con las señales aplicadas al paciente, sus características así como su duración e intensidad. 27. - A device for dynamic electrotherapy, according to claim 26, further characterized in that the device includes an internal electronic memory to store information related to the signals applied to the patient, their characteristics as well as their duration and intensity.
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