ES2994763A1 - HYPERBARIC MAGNETIC NEUROSTIMULATION METHOD AND SYSTEM WITH CUSTOMIZABLE SEMI-AUTOMATIC PARAMETRIC ADJUSTMENT (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
METODO Y SISTEMA DE NEUROESTIMULACIÓN MAGNÉTICA HIPERBÁRICA CON HYPERBARIC MAGNETIC NEUROSTIMULATION METHOD AND SYSTEM WITH
AJUSTE PARAMÉTRICO SEMI AUTOMÁTICO PERSONALIZABLE CUSTOMIZABLE SEMI-AUTOMATIC PARAMETRIC ADJUSTMENT
SECTOR TÉCNICOTECHNICAL SECTOR
La invención está relacionada con el campo de dispositivos de neuromodulación mediante estimulación magnética transcraneal, con dispositivos de oxigenoterapia en cámaras hiperbáricas; y con dispositivos de registro de señales biomédicas y sensores inerciales para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable. Más en específico, está relacionado con un método y un sistema de neuromodulación magnética y oxigenación hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático personalizable para el tratamiento terapéutico de algunos trastornos neurológicos. The invention relates to the field of neuromodulation devices using transcranial magnetic stimulation, to oxygen therapy devices in hyperbaric chambers; and to biomedical signal recording devices and inertial sensors for customizable semi-automatic parametric adjustment. More specifically, it relates to a method and system for magnetic neuromodulation and hyperbaric oxygenation with customizable semi-automatic parametric adjustment for the therapeutic treatment of some neurological disorders.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Se estima que actualmente los trastornos neurológicos y sus secuelas afectan en el mundo a mil millones de personas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los trastornos neurológicos son enfermedades del sistema nervioso central y periférico. Es decir, del cerebro, la médula espinal, los nervios craneales y periféricos, las raíces nerviosas, el sistema nervioso autónomo, la placa neuromuscular y los músculos. Entre esos trastornos se cuentan las migrañas, las cefaleas, ciertos cuadros depresivos, algunos síndromes de sensibilización del sistema nervioso como la fibromialgia, algunos trastornos del sueño como el insomnio, trastornos que incluyen alteración a la respuesta muscular como el parkinsonismo y temblores; entre otros. Neurological disorders and their consequences are estimated to affect one billion people worldwide today. According to the World Health Organization (WHO), neurological disorders are diseases of the central and peripheral nervous system. That is, of the brain, spinal cord, cranial and peripheral nerves, nerve roots, autonomic nervous system, neuromuscular plate and muscles. These disorders include migraines, headaches, certain depressive conditions, some nervous system sensitization syndromes such as fibromyalgia, some sleep disorders such as insomnia, disorders that include alterations in muscle response such as parkinsonism and tremors; among others.
Aunque actualmente no existe una cura conocida para algunos de estos trastornos neurológicos, existen una variedad de tratamientos que ayudan a tratar y aliviar sus síntomas entre los que se incluyen opciones de tratamiento alternativo como la neuromodulación mediante estimulación magnética transcraneal y la terapia con oxígeno mediante cámara hiperbárica. La modulación de la actividad cerebral o neuromodulación se lleva a cabo mediante un estímulo (preferiblemente no invasivo) que modifica alguna o algunas de las características de las señales eléctricas cerebrales. Este estímulo puede estar en fase o no con las señales eléctricas cerebrales para lo que es necesario contar con un sistema de registro para la retroalimentación del sistema. En la neuromodulación magnética se utilizan campos magnéticos de muy baja intensidad para estimular áreas específicas del cerebro. Por otro lado, la oxigenoterapia hiperbárica implica la inhalación de oxígeno en una atmósfera a alta presión mejorando la oxigenación que facilita la neovascularización y la reducción de la inflamación de los tejidos. Recientemente se ha demostrado que el aumento de la concentración de oxígeno en el cerebro provoca cambios en el metabolismo cerebral y la función glial, y puede reducir las actividades cerebrales anormales asociadas a diversos trastornos neurológicos. Although there is currently no known cure for some of these neurological disorders, there are a variety of treatments that help treat and relieve their symptoms, including alternative treatment options such as neuromodulation using transcranial magnetic stimulation and hyperbaric oxygen therapy. Modulation of brain activity or neuromodulation is carried out by means of a stimulus (preferably noninvasive) that modifies one or more of the characteristics of the brain's electrical signals. This stimulus may or may not be in phase with the brain's electrical signals, which requires a recording system for system feedback. Magnetic neuromodulation uses very low intensity magnetic fields to stimulate specific areas of the brain. On the other hand, hyperbaric oxygen therapy involves the inhalation of oxygen in a high-pressure atmosphere, improving oxygenation that facilitates neovascularization and the reduction of tissue inflammation. Recently, it has been shown that increasing oxygen concentration in the brain causes changes in brain metabolism and glial function, and can reduce abnormal brain activities associated with various neurological disorders.
La patente US 11,583,690, B2 recoge un sistema terapéutico que consiste en una cámara cilíndrica que comprende una cámara hiperbárica, una matriz de LEDs y anillos de bobinas inductivas. En ésta se describen los beneficios y las aplicaciones de las terapias aplicables de la cámara hiperbárica como la oxigenoterapia y la ozonoterapia. En cuanto a los anillos de bobinas inductivas, se menciona el uso de la estimulación magnética para la regeneración de tejidos principalmente. Finalmente, el uso de la matriz de LEDs está indicada con fines analgésicos en zonas específicas del cuerpo según la descripción de la patente. US Patent 11,583,690, B2 describes a therapeutic system consisting of a cylindrical chamber comprising a hyperbaric chamber, an LED array and inductive coil rings. The patent describes the benefits and applications of applicable hyperbaric chamber therapies such as oxygen therapy and ozone therapy. As for the inductive coil rings, the use of magnetic stimulation is mentioned mainly for tissue regeneration. Finally, the use of the LED array is indicated for analgesic purposes in specific areas of the body according to the patent description.
El modelo de utilidad ES1068435 (U) describe un sistema monoplaza de cámara hiperbárica caracterizado por tener una camilla extraíble para la comodidad de funcionamiento del usuario. Utility model ES1068435 (U) describes a single-seat hyperbaric chamber system characterized by having a removable stretcher for the user's operating comfort.
En cuanto a los sistemas de neuromodulación mediante campos magnéticos la patente ES2293778 describe un estimulador transcraneal de baja intensidad que genera diversas formas de onda de manera digital, pudiendo controlar sus parámetros (frecuencia y amplitud) con una mayor precisión que su contraparte analógica. Regarding neuromodulation systems using magnetic fields, patent ES2293778 describes a low-intensity transcranial stimulator that generates various waveforms digitally, being able to control its parameters (frequency and amplitude) with greater precision than its analog counterpart.
La patente ES2325936 describe un sistema de registro electroencefalográfico simultaneo durante la estimulación magnética transcraneal de baja intensidad que consiste en un doble casco: uno que incluye un conjunto de electrodos para la monitorización de la actividad eléctrica cerebral y otro superpuesto que incluye un conjunto de bobinas conductoras para la generación del campo magnético de baja intensidad. En esta invención el sistema de estimulación y de registro son independientes por lo que es necesario retroalimentar el sistema de registro con la señal de estimulación para su posterior procesado. Patent ES2325936 describes a simultaneous electroencephalographic recording system during low-intensity transcranial magnetic stimulation, which consists of a double helmet: one that includes a set of electrodes for monitoring brain electrical activity and another superimposed one that includes a set of conductive coils for generating the low-intensity magnetic field. In this invention, the stimulation and recording systems are independent, so it is necessary to feed the recording system back with the stimulation signal for subsequent processing.
La alteración de la respuesta somatosensorial es un síntoma significativo en varios trastornos neurológicos, el registro de la actividad cerebral durante la estimulación somatosensorial (generación de potenciales evocados) es un biomarcador indicado para medir el efecto de la neuromodulación magnética con fines terapéuticos. Las patentes ES2317817 (B2) y ES2316331 (B2) describen un sistema neumático somatosensorial que permite el estudio de la actividad cerebral a partir de las respuestas producidas al estímulo incidente. Ambos dispositivos se basan en el movimiento de extensión-retracción que efectúa un pistón controlado por presión neumática, adaptado a puntos determinados de la anatomía humana. The alteration of the somatosensory response is a significant symptom in several neurological disorders, the recording of brain activity during somatosensory stimulation (generation of evoked potentials) is a biomarker indicated to measure the effect of magnetic neuromodulation for therapeutic purposes. Patents ES2317817 (B2) and ES2316331 (B2) describe a somatosensory pneumatic system that allows the study of brain activity from the responses produced to the incident stimulus. Both devices are based on the extension-retraction movement carried out by a piston controlled by pneumatic pressure, adapted to specific points of the human anatomy.
Diversos trastornos neurológicos tienen entre su sintomatología alteraciones a la respuesta muscular que pueden ser registrados mediante sensores inerciales. La patente CN109480858A describe un sistema inteligente portátil y método para detectar síntomas de bradicinesia de pacientes que padecen la enfermedad de Parkinson de manera cuantificada. Este sistema consta de diversos sensores inerciales para la detección de movimiento en las articulaciones del paciente. Various neurological disorders have, among their symptoms, alterations in muscular response that can be recorded by means of inertial sensors. Patent CN109480858A describes a portable intelligent system and method for detecting symptoms of bradykinesia in patients suffering from Parkinson's disease in a quantified manner. This system consists of various inertial sensors for detecting movement in the patient's joints.
Otro síntoma de algunos trastornos neurológicos es la modificación o alteración de las fases del ciclo del sueño. Entre estas alteraciones puede ocurrir que alguna de las fases no esté presente o muestre alteraciones en su patrón característico. La estimulación magnética transcraneal puede inducir, modificar o alterar cualquiera de las fases del ciclo del sueño. La patente ES2712062 (T3) describe un método y un sistema para controlar una terapia basada en el estado del sueño que utiliza electrodos implantables para estimular eléctricamente a nivel neuronal y un electro de registro para detectar la actividad neuronal del cerebro y ajustar los parámetros de estimulación dependiente de la señal recogida. Another symptom of some neurological disorders is the modification or alteration of the phases of the sleep cycle. Among these alterations, it may occur that one of the phases is not present or shows alterations in its characteristic pattern. Transcranial magnetic stimulation can induce, modify or alter any of the phases of the sleep cycle. Patent ES2712062 (T3) describes a method and a system to control a therapy based on the state of sleep that uses implantable electrodes to electrically stimulate at the neuronal level and a recording electrode to detect the neuronal activity of the brain and adjust the stimulation parameters depending on the signal collected.
La presente invención se diferencia de los diversos dispositivos de estimulación magnética, que pueden emplear o no una cámara hiperbárica para un tratamiento de oxigenoterapia simultaneo, en que cuenta con una serie de actuadores neumáticos y sensores biométricos (compatibles con la estimulación magnética) para la generación y registro de potenciales evocados somatosensoriales que posibilita el ajuste paramétrico automático para el tratamiento de algunos trastornos neurológicos. Además, la presente invención registra las alteraciones: en la respuesta muscular y en la actividad eléctrica cerebral de las diversas fases del ciclo del sueño para el mismo fin. Con el uso de la terapia de oxigenación hiperbárica se estimulan cambios en el metabolismo cerebral y la función glial, y se reducen las actividades cerebrales anormales asociadas a diversos trastornos neurológicos. The present invention differs from various magnetic stimulation devices, which may or may not employ a hyperbaric chamber for simultaneous oxygen therapy treatment, in that it has a series of pneumatic actuators and biometric sensors (compatible with magnetic stimulation) for the generation and recording of somatosensory evoked potentials that enables automatic parametric adjustment for the treatment of some neurological disorders. In addition, the present invention records alterations in: the muscular response and in the cerebral electrical activity of the various phases of the sleep cycle for the same purpose. With the use of hyperbaric oxygen therapy, changes in cerebral metabolism and glial function are stimulated, and abnormal cerebral activities associated with various neurological disorders are reduced.
A diferencia de la patente ES2712062 (T3), el sistema y método de la invención propuesta emplea campos magnéticos de baja intensidad, en lugar de corrientes eléctricas, que pueden ser suministrados de forma independiente en cada una de las bobinas de estimulación colocadas en diversas zonas anatómicas del cerebro y que cuenta con mecanismo específicos para la generación de potenciales evocados somatosensoriales. Unlike patent ES2712062 (T3), the system and method of the proposed invention uses low-intensity magnetic fields, instead of electric currents, which can be supplied independently in each of the stimulation coils placed in various anatomical areas of the brain and which have specific mechanisms for the generation of somatosensory evoked potentials.
La patente US 2013/0281759 A1 describe un dispositivo y un método para la estimulación transcraneal basado en pruebas electrofisiológicas. Se plantea el registro electroencefalográfico simultáneo con la estimulación no invasiva que puede ser estimulación eléctrica o magnética transcraneal o estimulación visual, auditoria o de balance mediante unas gafas y unos audífonos para entregar el estímulo. El método y dispositivo tiene su aplicación en localización de lesiones cerebrales traumáticas leves y deterioros cognitivos relacionados a la edad. La patente de la presente invención tiene su aplicación en trastornos neurológicos que no tienen porque estar asociados a lesiones cerebrales o a la edad del paciente. Además, para determinar las características de la sintomatología asociada a estos trastornos neurológicos se emplean sensores biométricos y sensores inerciales, de lo que no habla la presente invención. La generación de los estímulos somatosensoriales es a través de actuadores neumáticos que pueden ajustar la presión individualmente para producir el umbral de potencial evocado medible, mientras que la presente invención utiliza un sistema de gafas y audífonos. Finalmente, se estimulan cambios en el metabolismo cerebral y la función glial, y se reducen las actividades cerebrales anormales asociadas a diversos trastornos neurológicos mediante la terapía simultanea de oxigenación hiperbárica. Todo lo anterior permite un sistema y un método de neuromodulación de ajuste paramétrico automático y personalizable gracias a la base de datos que contiene diversos protocolos y la información terapéutica de los pacientes implementada y gestionada por el sistema informático de la presente invención. US patent 2013/0281759 A1 describes a device and a method for transcranial stimulation based on electrophysiological tests. It proposes simultaneous electroencephalographic recording with noninvasive stimulation that can be transcranial electrical or magnetic stimulation or visual, auditory or balance stimulation using glasses and hearing aids to deliver the stimulus. The method and device have their application in localizing mild traumatic brain injuries and age-related cognitive impairments. The patent of the present invention has its application in neurological disorders that do not have to be associated with brain injuries or the age of the patient. In addition, to determine the characteristics of the symptoms associated with these neurological disorders, biometric sensors and inertial sensors are used, which are not discussed in the present invention. The generation of somatosensory stimuli is through pneumatic actuators that can adjust the pressure individually to produce the measurable evoked potential threshold, while the present invention uses a system of glasses and hearing aids. Finally, changes in brain metabolism and glial function are stimulated, and abnormal brain activities associated with various neurological disorders are reduced by simultaneous hyperbaric oxygenation therapy. All of the above allows for a customizable, automatic parametric adjustment neuromodulation system and method thanks to the database containing various protocols and therapeutic information of patients implemented and managed by the computer system of the present invention.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un método y un sistema de neuromodulación magnética hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático y personalizable para el tratamiento terapéutico de diversos trastornos neurológicos. The present invention relates to a method and a hyperbaric magnetic neuromodulation system with semi-automatic and customizable parametric adjustment for the therapeutic treatment of various neurological disorders.
El sistema consiste en un cilindro con cierre hermético diseñado para crear un entorno en el que se pueden generar presiones superiores a la presión atmosférica normal y administrar oxígeno a diversas concentraciones lo que estimula cambios en el metabolismo cerebral y la función glial, y reduce las actividades cerebrales anormales asociadas a diversos trastornos neurológicos. El cilindro es lo suficientemente grande para acomodar cómodamente a una persona acostada en su interior en una camilla de material no conductor y que es extraíble para mayor confort del usuario. La cámara está construida con materiales conductores y con continuidad eléctrica para garantizar el aislamiento electromagnético al interior de ésta durante el tratamiento de neuroestimulación hiperbárica (jaula de Faraday). El cilindro cuenta alguna ventana transparente para evitar la sensación de claustrofobia al interior de este. La ventana tiene que contener materiales conductores en su construcción y recubrirse con un laminado de material conductor para mantener la continuidad eléctrica del cilindro. El sistema está dividido en tres módulos, todos ellos contenidos en el cilindro: A) Módulo de estimulación magnética transcraneal, B) Módulo de oxigenoterapia hiperbárica, C) Módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable. The system consists of a hermetically sealed cylinder designed to create an environment in which pressures higher than normal atmospheric pressure can be generated and oxygen can be administered at various concentrations, which stimulates changes in brain metabolism and glial function, and reduces abnormal brain activities associated with various neurological disorders. The cylinder is large enough to comfortably accommodate a person lying inside on a stretcher made of non-conductive material, which is removable for the user's comfort. The chamber is constructed of conductive materials and with electrical continuity to ensure electromagnetic isolation inside it during hyperbaric neurostimulation treatment (Faraday cage). The cylinder has a transparent window to avoid the sensation of claustrophobia inside it. The window must contain conductive materials in its construction and be covered with a laminate of conductive material to maintain the electrical continuity of the cylinder. The system is divided into three modules, all contained in the cylinder: A) Transcranial magnetic stimulation module, B) Hyperbaric oxygen therapy module, C) Control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment.
A) Módulo de estimulación magnética transcraneal de baja intensidad A) Low-intensity transcranial magnetic stimulation module
La neuromodulación con fines terapéuticos en diversos trastornos neurológicos se logra mediante la estimulación magnética transcraneal de baja intensidad que modifica alguna o algunas de las características de las señales eléctricas cerebrales. Este estímulo puede estar en fase o no con estas señale eléctricas y puede ser aplicado en áreas específicas del cerebro. Neuromodulation for therapeutic purposes in various neurological disorders is achieved through low-intensity transcranial magnetic stimulation, which modifies one or more of the characteristics of the brain's electrical signals. This stimulus may or may not be in phase with these electrical signals and may be applied to specific areas of the brain.
Este módulo consta de dos dispositivos: This module consists of two devices:
- Dispositivo generador: formado por una etapa digital para la generación de las diversas formas de onda de la señal estimuladora a partir de los parámetros enviados desde la unidad de control y monitorización (amplitud, frecuencia y fase de la señal); una etapa de conversión digital/analógica para transformar los datos digitales en una señal de voltaje; y una etapa de conversión de voltaje en corriente para energizar las bobinas y generar por inducción el campo magnético de baja intensidad para la neuromodulación. - Generator device: consisting of a digital stage for generating the various waveforms of the stimulating signal from the parameters sent from the control and monitoring unit (signal amplitude, frequency and phase); a digital/analogue conversion stage to transform the digital data into a voltage signal; and a voltage-to-current conversion stage to energize the coils and generate by induction the low-intensity magnetic field for neuromodulation.
- Casco de neuromodulación y monitorización simultanea de la actividad eléctrica cerebral (dispositivo aplicador): El casco tiene un diseño ergonómico que permite el ajuste de forma cómoda y segura al paciente. Contiene las bobinas hechas de material conductor que, mediante el principio de inducción, generan los campos magnéticos de baja intensidad que penetran en el tejido cerebral y permiten la neuromodulación. Para una mayor selectividad de la zona del cerebro a estimular, las bobinas pueden energizarse individualmente de manera independiente. Dentro del casco se colocan las bobinas de inducción en cada una de las zonas a estimular de acuerdo con la siguiente distribución: dos zonas frontales, dos zonas temporales, una zona occipital, una zona parietal y una zona cervical. La conexión de las bobinas a energizar al dispositivo generador se hace mediante un sistema de multiplexado que garantiza que la corriente que circula en cada una de ellas sea la misma. Este sistema divide el casco neuromodulador en las diversas zonas de estimulación y agrupa las bobinas en paralelo en cada una de ellas. Mediante un primer selector digital se define la zona o zonas a estimular y un segundo selector energiza las bobinas seleccionadas en cada zona para la estimulación magnética transcraneal. Como todas las bobinas y transistores de conmutación son iguales, el dispositivo generador deberá entregar la corriente suficiente, que, al dividirse de igual forma en cada una de ellas, garantice que el campo que se genere en las zonas de estimulación sea el especificado por el protocolo seleccionado o por el profesional médico. Además, el casco contiene electrodos de registro para la monitorización simultanea de la actividad eléctrica cerebral (EEG) junto con la neuroestimulación lo que permite retroalimentar el sistema para el ajuste paramétrico automático personalizable. La colocación de los electrodos de registro dentro del casco sigue el sistema internacional 10-20. - Neuromodulation helmet and simultaneous monitoring of brain electrical activity (applicator device): The helmet has an ergonomic design that allows for a comfortable and safe fit to the patient. It contains coils made of conductive material that, through the principle of induction, generate low-intensity magnetic fields that penetrate the brain tissue and allow neuromodulation. For greater selectivity of the area of the brain to be stimulated, the coils can be energized individually and independently. Inside the helmet, the induction coils are placed in each of the areas to be stimulated according to the following distribution: two frontal areas, two temporal areas, one occipital area, one parietal area and one cervical area. The connection of the coils to be energized to the generating device is done through a multiplexing system that guarantees that the current circulating in each of them is the same. This system divides the neuromodulation helmet into the various stimulation areas and groups the coils in parallel in each of them. A first digital selector defines the zone or zones to be stimulated and a second selector energizes the coils selected in each zone for transcranial magnetic stimulation. Since all the coils and switching transistors are the same, the generating device must deliver sufficient current, which, when divided equally in each of them, guarantees that the field generated in the stimulation zones is the one specified by the selected protocol or by the medical professional. In addition, the helmet contains recording electrodes for simultaneous monitoring of brain electrical activity (EEG) together with neurostimulation, which allows feedback to the system for customizable automatic parametric adjustment. The placement of the recording electrodes inside the helmet follows the international 10-20 system.
El módulo de estimulación magnética transcraneal de baja intensidad tiene una comunicación con el módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable. The low-intensity transcranial magnetic stimulation module has communication with the control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment.
B) Módulo de oxigenoterapia hiperbárica B) Hyperbaric oxygen therapy module
El cilindro de la presente invención tiene un cierre hermético diseñado para crear un entorno en el que se pueda administrar oxígeno a presiones superiores a la presión atmosférica normal. El módulo de oxigenoterapia hiperbárica contiene un conjunto de manómetros para controlar la presión, válvulas para realizar los procesos de compresión y descompresión, un recirculador de oxígeno y un intercomunicador para mantener comunicación con el paciente. Además, este módulo presenta unos accesorios para la seguridad y control como son una válvula de seguridad, un termómetro y el sistema de exhaustación del aire viciado o de fin de sesión. The cylinder of the present invention has a hermetic seal designed to create an environment in which oxygen can be administered at pressures higher than normal atmospheric pressure. The hyperbaric oxygen therapy module contains a set of pressure gauges to control the pressure, valves to carry out the compression and decompression processes, an oxygen recirculator and an intercom to maintain communication with the patient. In addition, this module has accessories for safety and control such as a safety valve, a thermometer and the exhaust system for stale air or the end-of-session system.
El módulo de oxigenoterapia hiperbárica tiene una comunicación con el módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable The hyperbaric oxygen therapy module has communication with the control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment.
C) Módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable C) Control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment
Los parámetros más importantes de la neuromodulación magnética hiperbárica (puede haber más dependiendo de la terapía) por controlar son los siguientes: The most important parameters of hyperbaric magnetic neuromodulation (there may be more depending on the therapy) to monitor are the following:
- En la estimulación magnética transcraneal de bajo campo: forma de onda, frecuencia, fase y amplitud de la señal estimuladora; y zona del cerebro a estimular definiendo cuales bobinas inductoras deben energizarse (estimulación focalizada). - In low-field transcranial magnetic stimulation: waveform, frequency, phase and amplitude of the stimulating signal; and area of the brain to be stimulated, defining which induction coils should be energized (focused stimulation).
- En la oxigenoterapia hiperbárica: presión y concentración de oxígeno en el cilindro. - In hyperbaric oxygen therapy: pressure and concentration of oxygen in the cylinder.
Estos parámetros pueden ser introducidos manualmente por el profesional médico o pueden ser ajustados de manera automática por este módulo. These parameters can be entered manually by the medical professional or can be automatically adjusted by this module.
Para el ajuste paramétrico automático, el módulo cuenta con un conjunto de sensores: For automatic parametric adjustment, the module has a set of sensors:
- Sensores de la actividad eléctrica cerebral: electrodos de registro dentro del casco de neuromodulación y monitorización del electroencefalograma (EEG). - Brain electrical activity sensors: recording electrodes inside the neuromodulation helmet and electroencephalogram (EEG) monitoring.
- Sensores de la actividad eléctrica cardiaca: electrodos de registros para la monitorización del electrocardiograma (ECG). - Cardiac electrical activity sensors: recording electrodes for monitoring electrocardiogram (ECG).
- Sensores de la actividad eléctrica muscular: electrodos de registro para la monitorización del electromiograma en diversas partes del cuerpo (EMG). - Muscle electrical activity sensors: recording electrodes for monitoring electromyogram in various parts of the body (EMG).
- Sensores de movimiento: sensores inerciales para la monitorización del movimiento de diversas partes del cuerpo. - Motion sensors: inertial sensors for monitoring the movement of various parts of the body.
- Sensores de oximetría para la monitorización de la oxigenación en el paciente. - Oximetry sensors for monitoring patient oxygenation.
Este módulo también contiene un conjunto de actuadores neumáticos para la estimulación somatosensorial (potenciales evocados) dado que en algunos trastornos neurológicos existe una alteración de la respuesta del cerebro ante estos estímulos. Esta estimulación se basa en el movimiento de extensión-retracción que efectúa un pistón adaptado a puntos determinados de la anatomía humana. Los potenciales evocados generados por este medio se recogen en los electrodos de registro dentro del casco de neuromodulación y monitorización del módulo de estimulación magnética transcraneal (EEG) y son empleados como biomarcadores para medir el efecto de la neuromodulación y permitir el ajuste paramétrico automático. This module also contains a set of pneumatic actuators for somatosensory stimulation (evoked potentials) since in some neurological disorders there is an alteration in the brain's response to these stimuli. This stimulation is based on the extension-retraction movement carried out by a piston adapted to specific points of the human anatomy. The evoked potentials generated by this means are collected in the recording electrodes inside the neuromodulation and monitoring helmet of the transcranial magnetic stimulation (EEG) module and are used as biomarkers to measure the effect of neuromodulation and allow automatic parametric adjustment.
El conjunto de actuadores neumáticos y sensores biométricos e inerciales pueden estar integrados en uno o más dispositivo de estimulación neurosensorial y registro de señales biomédicas e inerciales. The set of pneumatic actuators and biometric and inertial sensors can be integrated into one or more neurosensory stimulation and biomedical and inertial signal recording devices.
El módulo también cuenta con un sistema informático embebido (software y hardware) para recoger de los sensores biométricos e inerciales las señales de: The module also has an embedded computer system (software and hardware) to collect signals from biometric and inertial sensors:
- la actividad eléctrica del cerebro (electroencefalograma, EEG). - the electrical activity of the brain (electroencephalogram, EEG).
- la actividad eléctrica muscular (señales mioeléctricas, EMG). - muscular electrical activity (myoelectric signals, EMG).
- la actividad eléctrica cardiaca (electrocardiograma, ECG). - cardiac electrical activity (electrocardiogram, ECG).
- la detección de las diversas fases del ciclo del sueño (estudio polisomnográfico). - the detection of the various phases of the sleep cycle (polysomnographic study).
- las alteraciones de la respuesta muscular. - alterations in muscular response.
- el nivel de oxígeno en sangre del paciente. - the patient's blood oxygen level.
El sistema informático embebido también realiza otras funciones: The embedded computer system also performs other functions:
- controla los actuadores neumáticos para la estimulación somatosensorial (generación de potenciales evocados). - controls pneumatic actuators for somatosensory stimulation (generation of evoked potentials).
- controla el sistema de multiplexado en serie de las bobinas inductoras dentro del casco de neuromodulación y monitorización para la generación de campos magnéticos. - controls the serial multiplexing system of the inductor coils inside the neuromodulation and monitoring helmet for the generation of magnetic fields.
- realiza el ajuste paramétrico automático para la neuromodulación magnética hiperbárica usando las señales recogidas por los sensores biométricos (algunas de ellas generadas con los actuadores neumáticos) y por los sensores inerciales. - performs automatic parametric adjustment for hyperbaric magnetic neuromodulation using the signals collected by the biometric sensors (some of them generated with the pneumatic actuators) and by the inertial sensors.
- gestiona las alarmas y señales de advertencia de todo el sistema. - manages alarms and warning signals for the entire system.
Además de lo anterior, el sistema informático embebido gestiona una base de datos que contiene los protocolos normalizados de la neuroestimulación magnética hiperbárica: In addition to the above, the embedded computer system manages a database containing the standardized protocols of hyperbaric magnetic neurostimulation:
- Formas de onda, rango de frecuencias y rango de amplitudes de las señales aplicables para la terapia de estimulación magnética. - Waveforms, frequency range and amplitude range of the signals applicable for magnetic stimulation therapy.
- Zonas del cerebro a estimular definiendo el número de bobinas inductoras a energizar - Areas of the brain to be stimulated by defining the number of inductor coils to be energized
- Presión atmosférica y concentración de oxígeno dentro del cilindro para la terapia de oxigenación hiperbárica. - Atmospheric pressure and oxygen concentration inside the cylinder for hyperbaric oxygen therapy.
Los protocolos normalizados se clasifican según la sintomatología del trastorno neurológico a tratar que puede ser de la siguiente manera (puede haber otras clasificaciones): Standardized protocols are classified according to the symptoms of the neurological disorder to be treated, which may be as follows (there may be other classifications):
- Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a la alteración de la respuesta neuronal a estímulos somatosensoriales. - Neurological disorders with symptoms associated with altered neuronal response to somatosensory stimuli.
- Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a alteraciones en la respuesta muscular. - Neurological disorders with symptoms associated with alterations in muscular response.
- Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a alteraciones de alguna o algunas fases del ciclo del sueño. - Neurological disorders with symptoms associated with alterations in one or more phases of the sleep cycle.
La base de datos también almacena las configuraciones (datos paramétricos) de las sesiones terapéuticas de cada paciente para reducir el tiempo del ajuste automático paramétrico lo que lo hace un sistema personalizable. The database also stores the configurations (parametric data) of each patient's therapeutic sessions to reduce the time of automatic parametric adjustment, making it a customizable system.
Dentro de la misma base de datos también existen protocolos normalizados que se ajustan manualmente con la información clínica del paciente. Los trastornos neurológicos que se incluyen en este grupo son: Within the same database there are also standardized protocols that are manually adjusted with the patient's clinical information. The neurological disorders included in this group are:
- Cefaleas - Headaches
- Algunos tipos de depresión - Some types of depression
El sistema informático embebido cuenta con una interfaz de usuario para: The embedded computer system has a user interface for:
- la entrada de datos al sistema relativos a la sesión terapéutica como: nombre, edad y genero del paciente, tipo de trastorno neuronal, protocolo de la neuromodulación magnética hiperbárica, duración de la sesión, etc. - the entry of data into the system relating to the therapeutic session such as: name, age and gender of the patient, type of neuronal disorder, hyperbaric magnetic neuromodulation protocol, duration of the session, etc.
- sistema de monitorización de todos los datos relativos a la sesión terapéutica. - monitoring system for all data relating to the therapeutic session.
- sistema de alarmas de mal funcionamiento o funcionamiento incorrecto. - alarm system malfunction or incorrect operation.
- conexión a internet para el control remoto del sistema y con todos los mecanismos de seguridad implementados para garantizar la seguridad del paciente y el protocolo de protección de datos. - Internet connection for remote control of the system and with all security mechanisms implemented to guarantee patient safety and data protection protocol.
La presente invención propone también un método para la neuromodulación magnética hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático. Dicho método puede comprender las siguientes fases (esto es sólo un ejemplo de realización y no todas las fases son esenciales e imprescindibles para que el método se lleve a cabo): The present invention also proposes a method for hyperbaric magnetic neuromodulation with semi-automatic parametric adjustment. Said method may comprise the following phases (this is only an example of implementation and not all phases are essential and indispensable for the method to be carried out):
- Una fase de selección del protocolo normalizado para la neuromodulación magnética hiperbárica que se introduce manualmente desde la interfaz delMódulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizablesegún los síntomas asociados a la alteración de: a) la respuesta neuronal a estímulos somatosensoriales, b) la respuesta muscular, c) la calidad del sueño - A selection phase of the standardized protocol for hyperbaric magnetic neuromodulation that is manually entered from the interface of the Control and Monitoring Module for customizable semi-automatic parametric adjustment according to the symptoms associated with the alteration of: a) the neuronal response to somatosensory stimuli, b) the muscular response, c) the quality of sleep
- Una fase de ajuste paramétrico semiautomático: los parámetros de la neuromodulación magnética hiperbárica pueden ser introducidos de tres formas: de forma manual usando los parámetros prescritos por el profesional médico, de forma manual o de forma automática usando los datos del protocolo seleccionado de la base de datos. - A semi-automatic parametric adjustment phase: the parameters of hyperbaric magnetic neuromodulation can be entered in three ways: manually using the parameters prescribed by the medical professional, manually or automatically using the data from the selected protocol from the database.
El ajuste paramétrico automático se hace en diversas etapas dependiendo de la sintomatología asociada al trastorno neurológico: Automatic parametric adjustment is done in various stages depending on the symptoms associated with the neurological disorder:
Trastornos neumiógicos con sintomatología asociada a la alteración de la respuesta neuronal a estímulos somatosensorialesPulmonary disorders with symptoms associated with altered neuronal response to somatosensory stimuli
- Etapa de detección medible del potencial evocado: el sistema informático delMódulo de controlgenera una señal tipo rampa para ser enviada a uno o varios de los actuadores neumáticos ubicados anatómicamente en el paciente. La estimulación mecánica tipo rampa es un tren de pulsos creciente que permite aplicar distintas presiones al pistón, los parámetros a elegir son duración del pulso e intervalo entre pulsos. En cada uno de los pulsos anteriores, el actuador mecánico se acciona y se retrae generando un potencial evocado en alguno o algunos de los puntos anatómicos seleccionados del paciente. La ejecución del proceso se detiene de forma automática cuando se registra el potencial evocado en el cerebro por uno o un conjunto de electrodos ubicados en el dispositivo aplicador (casco de neuromodulación y monitorización) del estimulador magnético. Es decir, cuando el electroencefalograma registra la actividad cerebral asociada a la estimulación somatosensorial. La ejecución del proceso también puede interrumpirse cuando el paciente active un pulsador de emergencia si considera que existe una respuesta somatosensorial demasiado intenso. El parámetro de presión en el actuador neumático que generan un potencial evocado medible (umbral del potencial somatosensorial medible) es guardado por el sistema para la siguiente etapa del proceso. - Measurable detection stage of the evoked potential: the computer system of the Control Module generates a ramp-type signal to be sent to one or more of the pneumatic actuators located anatomically in the patient. Ramp-type mechanical stimulation is a train of increasing pulses that allows different pressures to be applied to the piston; the parameters to be chosen are pulse duration and interval between pulses. In each of the previous pulses, the mechanical actuator is activated and retracted, generating an evoked potential in one or more of the selected anatomical points of the patient. The execution of the process stops automatically when the evoked potential is recorded in the brain by one or a set of electrodes located in the applicator device (neuromodulation and monitoring helmet) of the magnetic stimulator. That is, when the electroencephalogram records the brain activity associated with somatosensory stimulation. The execution of the process can also be interrupted when the patient activates an emergency button if he considers that there is an excessively intense somatosensory response. The pressure parameter on the pneumatic actuator that generates a measurable evoked potential (measurable somatosensory potential threshold) is stored by the system for the next stage of the process.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema embebido informático envía la señal para la generación de los potenciales evocados por los actuadores colocados en algún o algunos puntos anatómicos del paciente usando el parámetro de presión del umbral del potencial somatosensorial medible. Simultáneamente, se envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud fija y frecuencia variable. El método realiza un barrido en frecuencia hasta que el umbral del potencial somatosensorial medible se modifica en alguna de sus características, se produce la neuromodulación. - Frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system sends the signal for the generation of potentials evoked by the actuators placed at one or more anatomical points of the patient using the pressure parameter of the measurable somatosensory potential threshold. Simultaneously, the signal for transcranial magnetic stimulation of fixed amplitude and variable frequency is sent. The method performs a frequency sweep until the measurable somatosensory potential threshold is modified in one of its characteristics, neuromodulation occurs.
Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a la alteración de la respuesta muscular.Neurological disorders with symptoms associated with altered muscle response.
-Etapa de detección de alteraciones de la respuesta muscular y sus características: el sistema informático embebido del sistema de control registra la alteración de la respuesta muscular del paciente con los sensores inerciales y con la señal mioeléctrica registrada por los electrodos para realizar una parametrización característica. -Stage of detection of alterations in the muscular response and its characteristics: the embedded computer system of the control system records the alteration in the patient's muscular response with the inertial sensors and with the myoelectric signal recorded by the electrodes to perform a characteristic parameterization.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema informático embebido envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud fija y frecuencia variable. El método realiza un barrido en frecuencia hasta que alguno de los parámetros característicos de la alteración de la respuesta muscular se modifica, se produce neuromodulación. - Frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system sends the signal for transcranial magnetic stimulation with a fixed amplitude and variable frequency. The method performs a frequency sweep until one of the characteristic parameters of the alteration of the muscular response is modified, neuromodulation occurs.
Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a la calidad del sueñoNeurological disorders with symptoms associated with sleep quality
- Etapa de determinación de la calidad del sueño: el sistema informático embebido del sistema de control registra, mediante el encefalograma y otros sensores biométricos (polisomnografía), la presencia o ausencia de las diversas fases del ciclo del sueño y realiza una parametrización característica de cada una de ellas. - Sleep quality determination stage: the embedded computer system of the control system records, using the electroencephalogram and other biometric sensors (polysomnography), the presence or absence of the various phases of the sleep cycle and performs a characteristic parameterization of each of them.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema informático embebido envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud y frecuencia variable. El método realiza un barrido en frecuencia hasta que alguno de los parámetros característicos de las diversas fases del ciclo del sueño se modifica, se produce neuromodulación - Frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system sends the signal for transcranial magnetic stimulation of variable amplitude and frequency. The method performs a frequency sweep until one of the characteristic parameters of the various phases of the sleep cycle is modified, neuromodulation occurs.
La frecuencia encontrada en esta etapa se archiva en la base de datos y se asigna al paciente que gestiona elMódulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable.The frequency found at this stage is stored in the database and assigned to the patient who manages the Control and Monitoring Module for customizable semi-automatic parametric adjustment.
La frecuencia de la señal de la estimulación magnética es uno de los parámetros a ajustar mediante el método propuesto en la presente invención, pero puede darse el caso que, una vez encontrada la frecuencia, se aplique el mismo método para determinar la amplitud y fase que producen la neuromodulación. The frequency of the magnetic stimulation signal is one of the parameters to be adjusted using the method proposed in the present invention, but it may be the case that, once the frequency has been found, the same method is applied to determine the amplitude and phase that produce the neuromodulation.
DESCRIPCION DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES
Se acompaña como parte integrante de esta descripción, dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado: As an integral part of this description, drawings are attached, which, for illustrative and non-limiting purposes, represent:
Figura 1: Sistema completo de neuroestimulación magnética hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático personalizable que incluye: A) Módulo de estimulación magnética transcraneal, B) Módulo de oxigenoterapia hiperbárica, C) Módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable. Figure 1: Complete hyperbaric magnetic neurostimulation system with customizable semi-automatic parametric adjustment that includes: A) Transcranial magnetic stimulation module, B) Hyperbaric oxygen therapy module, C) Control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment.
Figura 2: Localización de bobinas basado en el sistema 10-20 de electroencefalograma y zonas independientes de estimulación magnética transcraneal. Figure 2: Location of coils based on the 10-20 electroencephalogram system and independent zones of transcranial magnetic stimulation.
Figura 3: Sistema de multiplexado para la conexión independiente de bobinas conectadas en paralelo en cada una de las zonas a estimular. Multiplexado mediante interruptores digitales que conectan una o más bobinas de cada una de las zonas a estimular a la salida y entrada del dispositivo generador de corriente. Figure 3: Multiplexing system for the independent connection of coils connected in parallel in each of the zones to be stimulated. Multiplexing by means of digital switches that connect one or more coils of each of the zones to be stimulated to the output and input of the current generating device.
Figura 4: Dispositivo integral de estimulación neurosensorial y registro de señales biomédicas e inerciales. Figure 4: Comprehensive device for neurosensory stimulation and recording of biomedical and inertial signals.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCIONPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
La Figura 1 muestra el sistema de neuroestimulación magnética hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático personalizable que consiste en un cilindro de material conductor (comportamiento de jaula de Faraday) con cierre hermético (1) que permite generar presiones superiores a la presión atmosférica normal y administrar oxígeno a diversas concentraciones. Las dimensiones del cilindro permiten recostar a una persona en su interior sobre una camilla extraíble de material no conductor (2). El cilindro cuenta con una ventana transparente, que evita la sensación de claustrofobia al interior de este, construida con un material conductor y recubierta con un laminado, también de material conductor, que garantiza la continuidad eléctrica en la superficie del cilindro (3). Figure 1 shows the hyperbaric magnetic neurostimulation system with customizable semi-automatic parametric adjustment, consisting of a cylinder made of conductive material (Faraday cage behavior) with a hermetic seal (1) that allows generating pressures higher than normal atmospheric pressure and administering oxygen at various concentrations. The dimensions of the cylinder allow a person to lie down inside it on a removable stretcher made of non-conductive material (2). The cylinder has a transparent window, which prevents the sensation of claustrophobia inside it, built with a conductive material and covered with a laminate, also made of conductive material, which guarantees electrical continuity on the surface of the cylinder (3).
El sistema de la presenta invención consta de 3 módulos: The system of the present invention consists of 3 modules:
Módulo de estimulación magnética transcraneal de baja intensidad (4) que consta de: - Un dispositivo generador (5) conformado por una etapa digital para la generación de las diversas formas de onda con sus respectivos parámetros (amplitud, frecuencia y fase) de la señal estimuladora, una etapa de conversión digital/analógica para transformar los datos digitales en una señal de voltaje; y una etapa de conversión de voltaje en corriente para energizar las bobinas y generar por inducción el campo magnético de baja intensidad para la neuromodulación. Low intensity transcranial magnetic stimulation module (4) consisting of: - A generating device (5) consisting of a digital stage for the generation of the various waveforms with their respective parameters (amplitude, frequency and phase) of the stimulating signal, a digital/analog conversion stage to transform the digital data into a voltage signal; and a voltage to current conversion stage to energize the coils and generate by induction the low intensity magnetic field for neuromodulation.
- Un casco de neuromodulación y monitorización simultanea de la actividad eléctrica cerebral (dispositivo aplicador) con un diseño ergonómico que permite el ajuste de forma cómoda y segura al paciente (6). Las bobinas se ubican dentro del casco siguiendo la distribución 10-20 del sistema internacional de EEG (11). La distribución se divide en: dos zonas frontales (12, 13), dos zonas temporales (14, 15), una zona occipital (16), una zona parietal (17) y una zona cervical (18). Cada una de las bobinas de inducción se pueden energizar de manera independiente permitiendo la focalización de la estimulación magnética transcraneal. La conexión de las bobinas (20) al dispositivo generador de corriente se hace mediante un sistema de multiplexado (19) que garantiza que la corriente que circula por cada una de las bobinas es la misma y que el campo inducido será el mismo en cada una de ellas (19). El sistema de multiplexado (19) consta de dos conjuntos de interruptores digitales: uno para seleccionar la zona del cerebro que se desea estimular (21) y otro que selecciona la cantidad de bobinas a energizar dentro de la zona elegida (22). Para la monitorización de la actividad eléctrica cerebral (EEG), el casco contiene electrodos de registro lo que permite retroalimentar el sistema para el ajuste paramétrico automático personalizable. - A helmet for neuromodulation and simultaneous monitoring of brain electrical activity (applicator device) with an ergonomic design that allows a comfortable and safe fit to the patient (6). The coils are located inside the helmet following the 10-20 distribution of the international EEG system (11). The distribution is divided into: two frontal zones (12, 13), two temporal zones (14, 15), an occipital zone (16), a parietal zone (17) and a cervical zone (18). Each of the induction coils can be energized independently allowing the focusing of transcranial magnetic stimulation. The connection of the coils (20) to the current generating device is done through a multiplexing system (19) that guarantees that the current that circulates through each of the coils is the same and that the induced field will be the same in each of them (19). The multiplexing system (19) consists of two sets of digital switches: one to select the area of the brain to be stimulated (21) and another to select the number of coils to be energized within the chosen area (22). For monitoring of brain electrical activity (EEG), the helmet contains recording electrodes which allow feedback to the system for customizable automatic parametric adjustment.
Módulo de oxigenoterapia hiperbárica (7) que contiene un conjunto de manómetros para controlar la presión, válvulas para realizar los procesos de compresión y descompresión; y un recirculador de oxígeno. Hyperbaric oxygen therapy module (7) containing a set of manometers to control the pressure, valves to perform the compression and decompression processes; and an oxygen recirculator.
Módulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable (8) que cuenta con un conjunto de sensores: Control and monitoring module for customizable semi-automatic parametric adjustment (8) that has a set of sensors:
- Sensores de la actividad eléctrica cardiaca y muscular: electrodos de registros para la monitorización del electrocardiograma y del electromiograma en diversas partes del cuerpo (24). - Cardiac and muscle electrical activity sensors: recording electrodes for monitoring the electrocardiogram and electromyogram in various parts of the body (24).
- Sensores de movimiento: sensores inerciales para la monitorización de los movimientos del paciente, respuesta muscular (25). - Motion sensors: inertial sensors for monitoring patient movements, muscle response (25).
- Sensores de oximetría para la monitorización de la oxigenación en el paciente (26). - Oximetry sensors for monitoring oxygenation in the patient (26).
Este módulo también contiene un conjunto de actuadores neumáticos (27) para la estimulación somatosensorial (potenciales evocados) que se basa en el movimiento de extensión-retracción que efectúa un pistón adaptado a puntos determinados de la anatomía humana. This module also contains a set of pneumatic actuators (27) for somatosensory stimulation (evoked potentials) based on the extension-retraction movement performed by a piston adapted to specific points of the human anatomy.
El conjunto de actuadores neumáticos y sensores biométricos e inerciales pueden ser integrados en undispositivo de estimulación somatosensorial y registro de señales biomédicas e inerciales(23). The set of pneumatic actuators and biometric and inertial sensors can be integrated into a device for somatosensory stimulation and recording of biomedical and inertial signals(23).
Este módulo también cuenta con un sistema informático embebido (9) con una interfaz de usuario (10) para: This module also features an embedded computer system (9) with a user interface (10) for:
- la entrada de datos al sistema relativos a la sesión terapéutica como: nombre, edad y genero del paciente, tipo de trastorno neuronal, protocolo de la neuromodulación magnética hiperbárica, duración de la sesión, etc. - the entry of data into the system relating to the therapeutic session such as: name, age and gender of the patient, type of neuronal disorder, hyperbaric magnetic neuromodulation protocol, duration of the session, etc.
- sistema de monitorización de todos los datos relativos a la sesión terapéutica. - monitoring system for all data relating to the therapeutic session.
- sistema de alarmas de mal funcionamiento o funcionamiento incorrecto. - alarm system malfunction or incorrect operation.
- conexión a internet para el control remoto del sistema y con todos los mecanismos de seguridad implementados para garantizar la seguridad del paciente y el protocolo de protección de datos. - Internet connection for remote control of the system and with all security mechanisms implemented to guarantee patient safety and data protection protocol.
El funcionamiento del sistema de neuromodulación magnética hiperbárica con ajuste paramétrico semi automático personalizable comprende varias fases (esto es sólo un ejemplo de realización y no todas las fases son esenciales e imprescindibles para que el método se lleve a cabo): The operation of the hyperbaric magnetic neuromodulation system with customizable semi-automatic parametric adjustment comprises several phases (this is only an example of implementation and not all phases are essential and indispensable for the method to be carried out):
- Una fase de selección del protocolo normalizado para la neuromodulación magnética hiperbárica que se introduce manualmente desde la interfaz delMódulo de control ymonitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizable(10) según los síntomas asociados a la alteración de: a) la respuesta neurona! a estímulos somatosensoriales, b) la respuesta muscular, y c) la calidad del sueño. - A selection phase of the standardized protocol for hyperbaric magnetic neuromodulation that is manually entered from the interface of the Control and Monitoring Module for customizable semi-automatic parametric adjustment (10) according to the symptoms associated with the alteration of: a) the neuron response to somatosensory stimuli, b) the muscular response, and c) the quality of sleep.
Además de los protocolos anteriores existen protocolos de ajuste clínico por el profesional médico (ajuste manual) como son las: d) las cefaleas, y e) algunos tipos de depresión de origen neurológico. In addition to the above protocols, there are clinical adjustment protocols by the medical professional (manual adjustment) such as: d) headaches, and e) some types of depression of neurological origin.
- Una fase de ajuste paramétrico semiautomático: los parámetros de la neuromodulación magnética hiperbárica pueden ser introducidos de tres formas: manual usando los parámetros clínicos prescritos por el profesional médico, manual o automática usando los datos del protocolo seleccionado de la base de datos. - A semi-automatic parametric adjustment phase: the parameters of hyperbaric magnetic neuromodulation can be entered in three ways: manually using the clinical parameters prescribed by the medical professional, manually or automatically using the data from the protocol selected from the database.
El ajuste paramétrico automático se hace en diversas etapas dependiendo de la sintomatología asociada al trastorno neurológico: Automatic parametric adjustment is done in various stages depending on the symptoms associated with the neurological disorder:
Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a la alteración de la respuesta neuronal a estímulos somatosensorialesNeurological disorders with symptoms associated with altered neuronal response to somatosensory stimuli
- Etapa de detección medible del potencial evocado: el sistema informático delMódulo de control(10) genera una señal tipo rampa para ser enviada a uno o varios de los actuadores neumáticos (27) ubicados anatómicamente en el paciente. La estimulación mecánica tipo rampa es un tren de pulsos creciente que permite aplicar distintas presiones al pistón, los parámetros a elegir son duración del pulso e intervalo entre pulsos. En cada uno de los pulsos anteriores, el actuador neumático (27) se acciona y se retrae generando un potencial evocado en alguno o algunos de los puntos anatómicos seleccionados del paciente. La ejecución del proceso se detiene de forma automática cuando se registra el potencial evocado por uno o un conjunto de electrodos ubicados en el dispositivo aplicador (casco de neuromodulación y monitorización) del estimulador magnético (6). Es decir, cuando el electroencefalograma registra la actividad cerebral asociada a la estimulación somatosensorial. La ejecución del proceso también se pude interrumpir cuando el paciente active un pulsador de emergencia si considera que existe una respuesta somatosensorial demasiada intensa. El parámetro de presión en el actuador neumático que generan un potencial evocado medible (umbral del potencial somatosensorial medible) es guardado por el sistema informático (10) para ser usado en la siguiente etapa del proceso. - Measurable detection stage of the evoked potential: the computer system of the Control Module (10) generates a ramp-type signal to be sent to one or more of the pneumatic actuators (27) located anatomically in the patient. The ramp-type mechanical stimulation is a train of increasing pulses that allows different pressures to be applied to the piston, the parameters to be chosen are pulse duration and interval between pulses. In each of the previous pulses, the pneumatic actuator (27) is activated and retracted generating an evoked potential in one or more of the selected anatomical points of the patient. The execution of the process stops automatically when the evoked potential is recorded by one or a set of electrodes located in the application device (neuromodulation and monitoring helmet) of the magnetic stimulator (6). That is, when the electroencephalogram records the brain activity associated with somatosensory stimulation. The execution of the process can also be interrupted when the patient activates an emergency button if he/she considers that there is an excessively intense somatosensory response. The pressure parameter in the pneumatic actuator that generates a measurable evoked potential (measurable somatosensory potential threshold) is saved by the computer system (10) to be used in the next stage of the process.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema embebido informático envía la señal para la generación de los potenciales evocados por los actuadores (27) colocados en algún o algunos puntos anatómicos del paciente usando el parámetro de presión del umbral del potencial somatosensorial medible. Simultáneamente, se envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud fija y frecuencia variable (4). El método realiza un barrido en frecuencia hasta que el umbral del potencial somatosensorial medible se modifica, se produce la neuromodulación. - Signal frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system sends the signal for the generation of the potentials evoked by the actuators (27) placed at one or more anatomical points of the patient using the pressure parameter of the measurable somatosensory potential threshold. Simultaneously, the signal for transcranial magnetic stimulation of fixed amplitude and variable frequency (4) is sent. The method performs a frequency sweep until the measurable somatosensory potential threshold is modified, neuromodulation occurs.
Trastornos neumiógicos con sintomatología asociada a la alteración de la respuesta muscularPulmonary disorders with symptoms associated with altered muscle response
- Etapa de detección de alteraciones de la respuesta muscular y sus características: el sistema informático embebido (10) del sistema de control registra la alteración de la respuesta muscular del paciente con los sensores inerciales (25) y con la señal mioeléctrica registrada por los electrodos (24) para realizar una parametrización característica. - Stage of detection of alterations in the muscular response and its characteristics: the embedded computer system (10) of the control system records the alteration of the patient's muscular response with the inertial sensors (25) and with the myoelectric signal recorded by the electrodes (24) to perform a characteristic parameterization.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema informático (10) embebido envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud fija y frecuencia variable (4). El método realiza un barrido en frecuencia hasta que alguno de los parámetros característicos de la alteración de la respuesta muscular se modifica, se produce neuromodulación. - Frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system (10) sends the signal for transcranial magnetic stimulation with a fixed amplitude and variable frequency (4). The method performs a frequency sweep until one of the characteristic parameters of the alteration of the muscular response is modified, neuromodulation occurs.
Trastornos neurológicos con sintomatología asociada a la calidad del sueñoNeurological disorders with symptoms associated with sleep quality
- Etapa de determinación de la calidad del sueño: el sistema informático embebido del sistema de control registra, mediante el encefalograma (4) y otros sensores biométricos (polisomnografía (24-26)), la calidad del sueño analizando la presencia o ausencia de las diversas fases del ciclo del sueño y realiza una parametrización característica de cada una de ellas. - Sleep quality determination stage: the embedded computer system of the control system records, using the electroencephalogram (4) and other biometric sensors (polysomnography (24-26)), the quality of sleep by analyzing the presence or absence of the various phases of the sleep cycle and performs a characteristic parameterization of each of them.
- Etapa de búsqueda de la frecuencia de la señal para la estimulación magnética transcraneal: el sistema informático embebido (10) envía la señal para la estimulación magnética transcraneal de amplitud y frecuencia variable (4). El método realiza un barrido en frecuencia hasta que alguno de los parámetros característicos de las diversas fases del ciclo del sueño se modifica, se produce neuromodulación - Frequency search stage for transcranial magnetic stimulation: the embedded computer system (10) sends the signal for variable amplitude and frequency transcranial magnetic stimulation (4). The method performs a frequency sweep until one of the characteristic parameters of the various phases of the sleep cycle is modified, neuromodulation occurs.
La frecuencia encontrada en esta etapa se asigna al paciente y se archiva en la base de datos que gestiona elMódulo de control y monitorización para el ajuste paramétrico semiautomático personalizadle (9).The frequency found at this stage is assigned to the patient and stored in the database managed by the Control and Monitoring Module for personalized semi-automatic parametric adjustment (9).
La frecuencia de la señal de la estimulación magnética es uno de los parámetros a ajustar mediante el método propuesto en la presente invención, pero puede darse el caso que, una vez encontrada la frecuencia, se aplique el mismo método para determinar la amplitud y fase que producen la neuromodulación. The frequency of the magnetic stimulation signal is one of the parameters to be adjusted using the method proposed in the present invention, but it may be the case that, once the frequency has been found, the same method is applied to determine the amplitude and phase that produce the neuromodulation.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones específicas, los expertos en la técnica deben entender que los anteriores y diversos otros cambios, omisiones y adiciones en la forma y el detalle de las mismas pueden realizarse sin apartarse del alcance de la invención tal como se definen mediante las reivindicaciones siguientes. Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, it should be understood by those skilled in the art that the foregoing and various other changes, omissions and additions in form and detail thereof may be made without departing from the scope of the invention as defined by the following claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202330634A ES2994763B2 (en) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | HYPERBARIC MAGNETIC NEUROSTIMULATION SYSTEM WITH CUSTOMIZABLE SEMI-AUTOMATIC PARAMETRIC ADJUSTMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202330634A ES2994763B2 (en) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | HYPERBARIC MAGNETIC NEUROSTIMULATION SYSTEM WITH CUSTOMIZABLE SEMI-AUTOMATIC PARAMETRIC ADJUSTMENT |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2994763A1 true ES2994763A1 (en) | 2025-01-30 |
| ES2994763B2 ES2994763B2 (en) | 2025-11-03 |
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ID=94375971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202330634A Active ES2994763B2 (en) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | HYPERBARIC MAGNETIC NEUROSTIMULATION SYSTEM WITH CUSTOMIZABLE SEMI-AUTOMATIC PARAMETRIC ADJUSTMENT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2994763B2 (en) |
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