IT201900008739A1 - ELECTROMAGNETIC INDUCTION DEVICE FOR OPHTHALMIC TREATMENTS - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“DISPOSITIVO DI INDUZIONE ELETTROMAGNETICA PER TRATTAMENTI OFTALMICI” "ELECTROMAGNETIC INDUCTION DEVICE FOR OPHTHALMIC TREATMENTS"
di D'ANDREA PIERDOMENICO DITTA INDIVIDUALE by D'ANDREA PIERDOMENICO INDIVIDUAL COMPANY
di nazionalità italiana of Italian nationality
con sede: VIA MAZZINI 87 with registered office: VIA MAZZINI 87
65121 PESCARA (PE) 65121 PESCARA (PE)
Inventore: D'ANDREA Pierdomenico Inventor: D'ANDREA Pierdomenico
* * * * * *
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di induzione elettromagnetica per trattamenti oftalmici. The present invention relates to an electromagnetic induction device for ophthalmic treatments.
In campo medico, le radiazioni sono da tempo utilizzate nella terapia di numerose malattie. In particolare, le radiazioni sono utilizzate sotto forma di luce coerente, collimata e ad elevata fluenza (LASER), per ottenere effetti coagulativi e fotoablativi. In the medical field, radiation has long been used in the treatment of numerous diseases. In particular, the radiations are used in the form of coherent, collimated and high fluence light (LASER), to obtain coagulative and photoablative effects.
Tuttavia, è stato dimostrato che quando l’intensità della radiazione è molto bassa è possibile realizzare trattamenti di stimolazione tissutale (effetti antinfiammatori). However, it has been shown that when the intensity of the radiation is very low it is possible to carry out tissue stimulation treatments (anti-inflammatory effects).
Inoltre, recenti studi clinici hanno evidenziato la possibilità di stimolare i tessuti animali, compresi quelli umani, utilizzando luce a bassissima energia irradiata (fluenza), per ottenere particolari effetti biologici (riparativi/rigenerativi, antiflogistici, analgesici). Furthermore, recent clinical studies have highlighted the possibility of stimulating animal tissues, including human ones, using light with very low radiated energy (fluence), to obtain particular biological effects (reparative / regenerative, anti-inflammatory, analgesic).
Le correnti teorie spiegano l’effetto biologico ottenibile dalla stimolazione luminosa grazie alla presenza di particolari molecole fotosensibili (cromoaccettori) che, se attivate dalla luce di una peculiare lunghezza d’onda, innescano una cascata di eventi chimico-fisici che si traducono in modificazioni dello stato stazionario tissutale. L’esempio più eclatante è rappresentato dall’attivazione delle porpore visive dei coni della retina ad opera delle radiazioni rosso-blu-verde, per la visione dei colori. Current theories explain the biological effect that can be obtained from light stimulation thanks to the presence of particular photosensitive molecules (chromo-acceptors) which, if activated by the light of a particular wavelength, trigger a cascade of chemical-physical events that result in modifications of the tissue steady state. The most striking example is represented by the activation of the visual purples of the cones of the retina by the red-blue-green radiation, for the vision of colors.
Inoltre, è stato provato che per la degenerazione maculare a livello retinico legata all’età (AMD), la stimolazione con luce rossa 630nm, 660nm e vicino infrarosso 810nm comporta il miglioramento del quadro anatomopatologico (riduzione del volume delle drusen) e funzionale (aumento della sensibilità al contrasto, dell’acuità visiva il miglioramento della sensibilità retinica media). Furthermore, it has been proven that for age-related macular degeneration at the retinal level (AMD), stimulation with 630nm, 660nm and near infrared 810nm red light leads to an improvement in the anatomopathological (reduction of the volume of drusen) and functional (increase contrast sensitivity, visual acuity the improvement of average retinal sensitivity).
Ad oggi, la strumentazione realizzata per poter applicare i trattamenti oftalmici sopra descritti risulta essere estremamente ingombrante, costosa e utilizzabile solamente se collegata alla rete elettrica e, soprattutto, solamente sotto la supervisione di personale specializzato. To date, the instrumentation made to be able to apply the ophthalmic treatments described above is extremely bulky, expensive and usable only if connected to the electrical network and, above all, only under the supervision of specialized personnel.
Era, quindi, sentita l’esigenza di disporre di un dispositivo di induzione elettromagnetica per trattamenti oftalmici, le cui caratteristiche tecniche fossero tali da garantire dimensioni ridotte, costi contenuti, operatività anche in assenza di rete elettrica, utilizzo anche in assenza di personale medico o paramedico (terapia domiciliare), l’utilizzo di segnali a bassissima fluenza e a diverse lunghezze d’onda a seconda della patologia da trattare. The need was therefore felt to have an electromagnetic induction device for ophthalmic treatments, whose technical characteristics were such as to guarantee reduced dimensions, low costs, operation even in the absence of electricity, use even in the absence of medical personnel or paramedic (home therapy), the use of very low fluence signals and at different wavelengths depending on the pathology to be treated.
Oggetto della presente invenzione è un dispositivo di induzione elettromagnetica per trattamenti oftalmici, comprendente un corpo trasparente e dielettrico avente una superficie di ingresso della luce, una superficie di uscita della luce e una parete laterale estendentesi tra le dette superfici e di altezza di almeno 0,5 mm; una bobina di materiale elettroconduttore avvolta attorno a detta parete laterale; almeno un LED induttore disposto ad illuminare la detta bobina. The object of the present invention is an electromagnetic induction device for ophthalmic treatments, comprising a transparent and dielectric body having a light-in surface, a light-emitting surface and a side wall extending between said surfaces and having a height of at least 0, 5 mm; a coil of electroconductive material wound around said side wall; at least one inductor LED arranged to illuminate said coil.
Preferibilmente, il detto dispositivo comprende almeno un LED induttore disposto ad illuminare la detta bobina e almeno un LED condizionatore disposto ad illuminare la detta superficie di ingresso della luce; detto LED condizionatore avendo una lunghezza d’onda compresa tra 800 nm e 400 nm e una potenza compresa tra 5 µW e 1 mW. Preferably, said device comprises at least one inductor LED arranged to illuminate said coil and at least one conditioner LED arranged to illuminate said light inlet surface; said conditioner LED having a wavelength between 800 nm and 400 nm and a power between 5 µW and 1 mW.
Qui e nel seguito per LED induttore si intende una sorgente luminosa che induce una corrente elettrica nella bobina che circonda il dielettrico; per LED condizionatore si intende una sorgente luminosa a stretta benda di emissione che costituisce il segnale per il substrato biologico Preferibilmente, detto LED induttore è luce bianca. Preferibilmente, detto corpo trasparente e dielettrico ha una forma cilindrica. Here and in the following by inductor LED is meant a light source which induces an electric current in the coil surrounding the dielectric; by conditioner LED is meant a light source with a narrow emission band which constitutes the signal for the biological substrate. Preferably, said inductor LED is white light. Preferably, said transparent and dielectric body has a cylindrical shape.
Preferibilmente, detto LED condizionatore ha una potenza compresa tra 5 e 50 µW Preferably, said conditioner LED has a power of between 5 and 50 µW
Preferibilmente, la bobina ha una lunghezza pari almeno a 3 cm o a multipli di 3 cm. Preferably, the coil has a length of at least 3 cm or multiples of 3 cm.
Preferibilmente, la bobina è connessa ad un alimentatore elettrico atto a fornire una tensione compresa tra 1,5 e 9 Volt. Preferably, the coil is connected to an electric power supply adapted to supply a voltage of between 1.5 and 9 Volts.
Preferibilmente, detto dispositivo comprende una coppia di specchi piani, forati eccentricamente e ognuno dei quali è disposto con la superficie riflettente o semiriflettente a contatto di una rispettiva superficie di ingresso e di uscita della luce. Preferably, said device comprises a pair of flat mirrors, eccentrically perforated and each of which is arranged with the reflecting or semi-reflecting surface in contact with a respective light inlet and outlet surface.
Preferibilmente, detto dispositivo comprende tre LED condizionatore di lunghezza d’onda rispettivamente pari a 630 nm, 532 nm, 490 nm. Preferably, said device comprises three conditioner LEDs with wavelengths respectively equal to 630 nm, 532 nm, 490 nm.
Preferibilmente, detto dispositivo comprende quindici LED condizionatore di lunghezza d’onda rispettivamente pari a 810 nm, 690 nm, 665 nm, 643 nm, 625 nm, 604 nm, 568 nm, 509 nm, 466 nm, 459 nm, 434 nm, 428 nm, 412 nm, 403 nm, 384 nm. Preferably, said device comprises fifteen conditioner LEDs with wavelengths respectively equal to 810 nm, 690 nm, 665 nm, 643 nm, 625 nm, 604 nm, 568 nm, 509 nm, 466 nm, 459 nm, 434 nm, 428 nm, 412 nm, 403 nm, 384 nm.
La presente invenzione si basa sul principio che le interazioni tra tessuti e stimoli fisici sono legate alla specificità di segnale e all’equivalenza tra diverse modalità di induzione. Infatti, per migliorare la trasparenza di un’opacità corneale può essere utilizzata un’induzione con una bobina che genera un campo elettromagnetico multifrequenziale a bassa o bassissima frequenza (ULF/ELF), oppure una stimolazione diretta con luce rossa a 660nm proiettata direttamente sulla cornea a fluenza estremamente bassa per un tempo prestabilito. The present invention is based on the principle that the interactions between tissues and physical stimuli are related to the specificity of the signal and the equivalence between different induction modes. In fact, to improve the transparency of a corneal opacity, an induction with a coil that generates a multi-frequency electromagnetic field at low or very low frequency (ULF / ELF) can be used, or a direct stimulation with red light at 660nm projected directly on the cornea. extremely low fluency for a set time.
Questo ha indotto ad effettuare studi in vitro sull’effetto di segnali elettromagnetici di varie lunghezze d’onda su substrati di diversa origine embrionale. This has led to in vitro studies on the effect of electromagnetic signals of various wavelengths on substrates of different embryonic origin.
Tali studi mostrano gli effetti di alcune lunghezze d’onda su particolari linee cellulari: per esempio, la sopravvivenza cellulare delle U937 (della serie ematica) sopravvivono maggiormente se stimolate a 403nm, rispetto a 630nm e 490nm, mentre linee neuronali (SH-5YSY) sono più recettive a 630nm rispetto a 490 e 403nm. Altre valutazioni sono state effettuate riguardo all’intensità ed alla durata dell’esposizione ad una data frequenza per ottenere effetti biologici. These studies show the effects of some wavelengths on particular cell lines: for example, the cell survival of U937 (blood series) survive more if stimulated at 403nm, compared to 630nm and 490nm, while neuronal lines (SH-5YSY) are more receptive at 630nm than at 490 and 403nm. Other assessments were made regarding the intensity and duration of exposure at a given frequency to obtain biological effects.
È stato dimostrato dall’inventore che per fluenze infinitesimamente più basse di quelle utilizzate possono essere ottenute variazioni biologiche, aumentando però il tempo di esposizione. Appare evidente che uno stimolo fisico si caratterizza per almeno cinque variabili: It has been demonstrated by the inventor that biological variations can be obtained for infinitesimally lower fluences than those used, while increasing the exposure time. It is clear that a physical stimulus is characterized by at least five variables:
1. frequenza o lunghezza d’onda 1. frequency or wavelength
2. ampiezza d’onda 2. wave width
3. forma d’onda 3. waveform
4. tempo d’esposizione 4. exposure time
5. fase. 5. phase.
Infatti, i sistemi di comunicazione intercellulari utilizzano tutte le sopracitate caratteristiche dell’onda. In fact, intercellular communication systems use all the aforementioned characteristics of the wave.
Se l’interazione si basa sulla presenza di un cromoaccettore, il rosso ha effetto, il viola no. Ma se l’effetto dipendesse dall’energia veicolata dalla radiazione, allora le due radiazioni dovrebbero avere un effetto più o meno sovrapponibile, perché non c’è bisogno di cromoaccettori, ma è sufficiente che il campo elettromagnetico veicolato dall’onda/informazione sia in risonanza con quello endogeno tissutale. If the interaction is based on the presence of a chromium acceptor, red has an effect, purple does not. But if the effect depended on the energy conveyed by the radiation, then the two radiations should have a more or less superimposable effect, because there is no need for chromium acceptors, but it is sufficient that the electromagnetic field conveyed by the wave / information is in resonance with the endogenous tissue.
Sulla base di quanto sopra detto, il dispositivo della presente invenzione rende possibile utilizzare un sistema di stimolazione ad energie estremamente basse (dell’ordine dei μJoule) essendo in grado di aumentare alcune caratteristiche intrinseche dello stimolo fisico, come ad esempio la coerenza di spin dei fotoni, utilizzando un dielettrico trasparente immerso in un campo elettromagnetico indotto da una bobina aperta (spira, alternatore, circuito oscillante), oppure chiusa (loop, anello, corrente continua). In tal modo, una debolissima radiazione (monocromatica, teoricamente non collimata e non coerente) può diventare efficace, al pari di un laser a bassissima fluenza o di LED a fluenza relativamente più alta, che soffrirebbero dello svantaggio di incrementare la temperatura dei tessuti bersaglio (effetto Joule) con il rischio di provocare mutazioni nel DNA (potenziale teratogenicità). On the basis of the above, the device of the present invention makes it possible to use a stimulation system at extremely low energies (of the order of μJoules) being able to increase some intrinsic characteristics of the physical stimulus, such as for example the spin coherence of the photons, using a transparent dielectric immersed in an electromagnetic field induced by an open coil (coil, alternator, oscillating circuit), or closed (loop, ring, direct current). In this way, a very weak radiation (monochromatic, theoretically not collimated and not coherent) can become effective, like a laser with very low fluence or LEDs with a relatively higher fluence, which would suffer from the disadvantage of increasing the temperature of the target tissues ( Joule effect) with the risk of causing mutations in DNA (teratogenic potential).
Per una migliore comprensione della presente invenzione è di seguito riportato un esempio di attuazione e scopo illustrativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure allegate, in cui: For a better understanding of the present invention, an example of implementation and illustrative and non-limiting purpose is given below, with the aid of the attached figures, in which:
- la figura 1 è una vista prospettica, con parti illustrate in forma schematica, del dispositivo della presente invenzione in un cui risulta interamente visibile una superficie di ingresso della luce; e Figure 1 is a perspective view, with parts illustrated in schematic form, of the device of the present invention in which a light inlet surface is fully visible; And
- la figura 2 è un’altra vista prospettica, con parti illustrate in forma schematica, del dispositivo di figura 1 in cui risulta interamente visibile una superficie di uscita della luce. - Figure 2 is another perspective view, with parts illustrated in schematic form, of the device of Figure 1 in which a light-emitting surface is fully visible.
Nelle figure 1 e 2 è indicato nel suo insieme con 1 il dispositivo di induzione elettromagnetica per trattamenti oftalmici secondo la presente invenzione. In Figures 1 and 2 the electromagnetic induction device for ophthalmic treatments according to the present invention is indicated as a whole with 1.
Il dispositivo 1 comprende un corpo dielettrico trasparente 2 di forma cilindrica, realizzato in policarbonato e definito da una superficie di ingresso della luce 3, una superficie di uscita della luce 4 e una parete laterale 5 di altezza pari a 3 mm; una bobina 6 realizzata in rame, avvolta attorno alla parete laterale 5 e avente una lunghezza di 3 cm e uno spessore di 0,4 mm; un LED induttivo 7 di luce bianca avente una potenza di 25 µW e un LED condizionatore 8 (illustrato solo in figura 1) che emette a luna lunghezza d’onda pari a 630 nm e avente un potenza di 10 µW. The device 1 comprises a transparent dielectric body 2 of cylindrical shape, made of polycarbonate and defined by a light inlet surface 3, a light outlet surface 4 and a side wall 5 with a height of 3 mm; a coil 6 made of copper, wound around the side wall 5 and having a length of 3 cm and a thickness of 0.4 mm; an inductive LED 7 of white light having a power of 25 µW and a conditioner LED 8 (shown only in Figure 1) which emits a wavelength equal to 630 nm and having a power of 10 µW.
I LED 7 e 8 sono connessi a rispettivi alimentatori elettrici 9 e 10 atti a fornire una tensione di 1,5 V. The LEDs 7 and 8 are connected to respective electrical power supplies 9 and 10 suitable for supplying a voltage of 1.5 V.
A differenza di quanto sopra descritto, il dispositivo 1 può preferibilmente comprendere tre LED condizionatori 8 di lunghezza d’onda rispettivamente pari a 630 nm, 532 nm, 490 nm. Unlike what has been described above, the device 1 can preferably comprise three conditioner LEDs 8 having a wavelength respectively equal to 630 nm, 532 nm, 490 nm.
A differenza di quanto sopra descritto, il dispositivo 1 può preferibilmente comprendere quindici LED condizionatori di lunghezza d’onda rispettivamente pari a 810 nm, 690 nm, 665 nm, 643 nm, 625 nm, 604 nm, 568 nm, 509 nm, 466 nm, 459 nm, 434 nm, 428 nm, 412 nm, 403 nm, 384 nm. Unlike what has been described above, the device 1 can preferably comprise fifteen conditioning LEDs with wavelengths respectively equal to 810 nm, 690 nm, 665 nm, 643 nm, 625 nm, 604 nm, 568 nm, 509 nm, 466 nm , 459 nm, 434 nm, 428 nm, 412 nm, 403 nm, 384 nm.
A differenza di quanto descritto, la bobina 6 può anche essere connessa ad un alimentatore. Unlike what has been described, the coil 6 can also be connected to a power supply.
Il dispositivo oggetto di brevetto può essere definito come induttore elettromagnetico a fotoni ed utilizzabile in campo biologico. Consta di un emettitore luminoso costituito da comuni LED monocromatici a bassissima fluenza la cui lunghezze d’onda è funzione delle caratteristiche dei substrati biologici da stimolare. I LED sono alimentati da comuni batterie o da cellule fotovoltaiche di voltaggio sufficiente. The patented device can be defined as a photon electromagnetic inductor and can be used in the biological field. It consists of a light emitter consisting of common very low fluence monochromatic LEDs whose wavelengths depend on the characteristics of the biological substrates to be stimulated. The LEDs are powered by common batteries or photovoltaic cells of sufficient voltage.
Il dispositivo oggetto della presente invenzione viene utilizzato mantenendo la superficie di uscita della luce ad una distanza pari a circa 12,5 mm dal vertice corneale. The device object of the present invention is used by keeping the light-emitting surface at a distance of approximately 12.5 mm from the corneal vertex.
La luce attraversa il copro cilindrico 2 di policarbonato avvolto dalla bobina 3 allo scopo di ottenere un effetto Faraday diretto ed inverso, al fine di mettere in coerenza di fase gli spin (±1⁄2) i fotoni monocromatici che si inscrivono sulla portante rappresentata dalla luce ambientale che diventa anch’essa in coerenza di spin dei fotoni nel momento in cui attraversano il dielettrico immerso nel campo elettromagnetico autoindotto. The light passes through the cylindrical body 2 of polycarbonate wound by the coil 3 in order to obtain a direct and inverse Faraday effect, in order to bring the spins (± 1⁄2) of the monochromatic photons inscribed on the carrier represented by the monochromatic photons into phase coherence. ambient light which also becomes in spin coherence of photons when they cross the dielectric immersed in the self-induced electromagnetic field.
Uno studio clinico randomizzato, controllato sugli effetti a breve termine di questa stimolazione su pazienti affetti da maculopatia atrofica, autorizzato dal Comitato etico della Società Oftalmologica Italiana (numero di protocollo 1152018R), non pubblicato, dimostra l’efficacia del dispositivo nel migliorare la sensibilità retinica media, l’acuità visiva per lontano e per vicino in pazienti maculopatici (stadio III dell’AMD) con elevata significatività statistica al termine del ciclo terapeutico rispetto al base line ed al gruppo di controllo (p<0,001). A randomized, controlled clinical trial on the short-term effects of this stimulation on patients with atrophic maculopathy, authorized by the Ethics Committee of the Italian Ophthalmological Society (protocol number 1152018R), unpublished, demonstrates the efficacy of the device in improving retinal sensitivity. mean, the visual acuity for far and near in maculopathic patients (AMD stage III) with high statistical significance at the end of the therapeutic cycle compared to the base line and the control group (p <0.001).
Osservazioni cliniche, collaterali allo studio di cui sopra, hanno posto in evidenza che la presentazione sequenziale di appropriati stimoli di diversa lunghezza d’onda (es. turchese, lime e rosso scuro) hanno migliorato le performances visive nella neuropatia ottica glaucomatosa. Clinical observations, collateral to the above study, have shown that the sequential presentation of appropriate stimuli of different wavelengths (eg. Turquoise, lime and dark red) have improved visual performance in glaucomatous optic neuropathy.
E’ ragionevole pensare che modulando opportunamente la frequenza dell’informazione/segnale possano essere trattate altre patologie oculari e sistemiche. It is reasonable to think that by appropriately modulating the information / signal frequency, other ocular and systemic pathologies can be treated.
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2019
- 2019-06-12 IT IT102019000008739A patent/IT201900008739A1/en unknown
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