BR102012023193A2

BR102012023193A2 - PORTABLE ARTIFICIAL ELECTRIC STIMULATOR, PRODUCTION PROCESS AND MUSCULAR ELECTRIC STIMULATION METHOD

Info

Publication number: BR102012023193A2
Application number: BR102012023193A
Authority: BR
Inventors: Marco Aurelio Vaz; Joel Machado Dos Santos; Danton Pereira Da Junior Silva
Original assignee: Univ Fed Do Rio Grande Do Sul
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-12-02

Abstract

ESTIMULADOR ELÉTRICO ARTIFICIAL PORTÁTIL, PROCESSO DE PRODUÇÃO E MÉTODO DE ESTÍMULO ELÉTRICO MUSCULAR. A presente invenção descreve um estimulador elétrico artificial, seu processo de produção e método de estímulo elétrico muscular. Mais especificamente, um aparelho que recebe protocolo programado por um profissional habilitado, e realiza, através de eletrdos ligados à pele, estimulação para fortalecimento muscular.PORTABLE ARTIFICIAL ELECTRIC STIMULATOR, PRODUCTION PROCESS AND MUSCULAR ELECTRIC STIMULATION METHOD. The present invention describes an artificial electrical stimulator, its production process and method of muscle electrical stimulation. More specifically, a device that receives a protocol programmed by a qualified professional, and performs, through electrodes connected to the skin, stimulation for muscle strengthening.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção Estimulador Elétrico Artificial Portátil, Processo de Produção e Método de Estímulo Elétrico Muscular Campo da Invenção A presente invenção descreve um estimulador elétrico artificial, seu processo de produção e método de estímulo elétrico muscular. Mais especificamente, um aparelho que recebe protocolo programado por um profissional habilitado, e realiza, através de eletrodos ligados à pele, estimulação para fortalecimento muscular. A presente invenção está situada no campo da medicina, engenharia, fisioterapia e educação física. / Antecedentes da invenção A estimulação elétrica artificial é uma técnica terapêutica utilizada para reeducação e fortalecimento muscular, prevenindo a hipotrofia e reduzindo a espasticidade (Bax, Filip e Verhagen, 1995; Vanderthommen e Jacques, 2007). Estudos prévios demonstraram que existe uma relação positiva dose-dependente entre a força gerada por contrações produzidas por estimulação elétrica artificial e ganho de força muscular (Lai, De Domenico e Strauss, 1988; Snyder-Mackler et al., 1994). A estimulação elétrica artificial tem sido utilizada para aumentar a capacidade de produção de força em indivíduos saudáveis (Soo et al., 1988; Lieber e Kelly, 1991) e em indivíduos portadores de enfermidades diversas (Quittan et al., 2001; Zanotti et al., 2002) que apresentam redução do uso da musculatura.Field of the Invention The present invention describes an artificial electric stimulator, its production process and method of muscle electric stimulation. More specifically, a device that receives protocol programmed by a qualified professional, and performs, through electrodes attached to the skin, stimulation for muscle strengthening. The present invention is situated in the field of medicine, engineering, physiotherapy and physical education. Background of the invention Artificial electrical stimulation is a therapeutic technique used for muscle re-education and strengthening, preventing hypotrophy and reducing spasticity (Bax, Filip and Verhagen, 1995; Vanderthommen and Jacques, 2007). Previous studies have shown that there is a positive dose-dependent relationship between the force generated by contractions produced by artificial electrical stimulation and muscle strength gain (Lai, De Domenico and Strauss, 1988; Snyder-Mackler et al., 1994). Artificial electrical stimulation has been used to increase strength production capacity in healthy individuals (Soo et al., 1988; Lieber and Kelly, 1991) and in individuals with various illnesses (Quittan et al., 2001; Zanotti et al. ., 2002) that present reduced use of muscles.

Avanços tecnológicos na área elétrica, eletrônica e de materiais condutores, permitiram o uso de pulsos elétricos na pele para estimulação de músculos e nervos, simulando assim, contrações semelhantes àquelas produzidas pelo sistema nervoso central durante uma contração voluntária. A capacidade de um músculo gerar força quando estimulado artificialmente pode ser regulada controlando-se alguns parâmetros do estimulador tais como frequência e amplitude dos pulsos. Entretanto, não existe um consenso na literatura em relação à quais parâmetros são os ideais para o fortalecimento muscular. Não existe hoje no mercado um aparelho portátil que possa ser programado apenas pelo médico ou profissional da área da saúde que está elaborando o programa de tratamento, especificamente visando o fortalecimento muscular, e que possa ser utilizado durante todo o período do programa de treinamento ou intervenção no próprio domicílio do usuário sem a necessidade de programação diária dos parâmetros de estimulação elétrica em cada sessão. Da mesma forma, também não foi encontrado no mercado um estimulador portátil que possibilite a determinação dos parâmetros de cada sessão de estimulação elétrica até um período de 12 semanas de, intervenção, e que possibilite a identificação exata do que foi efetivamente executado durante o protocolo de intervenção por meio do registro de cada sessão de estimulação elétrica artificial, permitindo ao profissional da área da saúde o acompanhamento e adesão ao programa domiciliar de intervenção. Nesse sentido, a presente invenção vem solucionar esse problema. A busca na literatura patentaria apontou alguns documentos relevantes, que serão descritos a seguir. O documento US2004/0098065 apresenta um aparelho elétrico de estimulação transcutânea de músculos e nervos, que utiliza baterias descartáveis, leve, portátil e programável com uma memória regravável que armazena os protocolos terapêuticos. Sua programação é feita através de um software com interface simples no qual se seleciona os parâmetros da terapia, tais como tipo e tempo de duração da terapia, tempo de intervalo entre uma terapia e outra, características do trem de pulsos, tais como número, polaridade, tempo de duração e o período de acordo com a necessidade de cada paciente. O sistema possui eletrodos para estímulo, uma estação de programação que pode ser ligada a um computador através de conexão paralela, serial ou rede, e o software que fica à disposição do médico ou profissional da saúde. O computador ou a estação podem ainda ser utilizados para receber os dados do estimulador, tais como um resumo do desempenho do estimulador desde a ultima programação, para detecção de possíveis erros, A presente invenção difere desse documento por compreender, adicionalmente, a possibilidade de registrar o resultado do protocolo terapêutico utilizado pelo paciente, incluindo tempo da terapia e a amperagem que o paciente utilizou, controlando melhor o tratamento do paciente e aperfeiçoando a terapia para cada paciente. Além disso, a presente invenção difere desse documento por somente o profissional da área de saúde poder programar ou alterar o tratamento adequado para o paciente por um período de 12 semanas, de modo a garantir o uso do estimulador a domicílio sem que ocorra qualquer alteração do programa de intervenção. O documento US 2009/0216294 descreve um estimulador muscular eletrônico operado à bateria substituível, o qual consiste em eletrodos de estimulação ligados a um circuito de controle que estão alojados em um material composto por cloreto de polivinila (PVC), de modo a se obter um equipamento flexível e adaptável a todas as partes do corpo. Este dispositivo é feito para, através de um protocolo de tratamento, promover estimulação do músculo. Este protocolo pode ser selecionado por botões no próprio aparelho, que permitem controlar a intensidade ou a amplitude da estimulação eletrônica, bem como ativar ou desativar estímulos eletrônicos. O aparato também é capaz de transmitir informações do paciente através de um sinal sem fio, por isso o número de vezes que o aparelho foi usado e o nível de intensidade para cada uso do aparelho pode ser determinado pelo fabricante ou pelo médico. A presente invenção difere desse documento pelo fato de que possui um software para programação dos parâmetros do programa de terapia, permitindo uma faixa muito maior de protocolos de tratamento a serem empregados, bem como a garantia de que somente o profissional de saúde possa alterar o protocolo. Além disso, o equipamento possui uma memória reprogramável, para que se salve não apenas os protocolos terapêuticos para semanas de tratamento, mas também o histórico das sessões efetivamente realizadas pelo usuário. O documento US 2006/0052844 descreve um dispositivo de estimulação para administrar um tratamento. O dito dispositivo pode assumir diversas formas, de modo a se adapatar ao formato da pele, pode ser portátil ou fazer parte de uma máquina maior, sendo que em seu modo portátil, utiliza um recarregador de baterias. O equipamento pode ser configurado para obter parâmetros de tratamento de um operador em que o dispositivo de estimulação está ainda configurado para fornecer o tratamento e salvar os dados do histórico de uso. Compreende também um componente de comunicação configurado para periodicamente interligar o dispositivo de estimulação com uma central de programação. O dispositivo de estimulação é configurado para obter dados do histórico do tratamento e enviá-los à central, on<de os dados serão processados, podendo haver alterações nos parâmetros. ' A presente invenção difere desse documento no sentido de que a invenção não apenas armazena dados para possível análise, mas também pelo fato de que somente o profissional da área de saúde pode programar ou alterar o tratamento adequado para o paciente. O documento W02007/081284A1 descreve um sistema de estimulação muscular eletrônica, compreendendo um controlador sem fios conectado a cada uma das unidades estimuladoras, incluindo uma interface configurada para receber do usuário entrada, um modo de estimulação muscular. O controlador é configurado para fornecer um sinal de controle sem fio para cada unidade de estimulador separadamente, permitindo assim que se estimule diferentemente e simultaneamente diferentes músculos do corpo, sendo que a amplitude e a freqüência do dito sinal de controle são dependentes da entrada do usuário. O sinal de controle também pode ser dependente de um sinal de música, sendo neste caso os dois sinais, da música e da estimulação sincronizados. A presente invenção difere desse documento por ter recursos para armazenamento de dados das terapias utilizadas, bem como por não permitir ao paciente que mude ou programe seu próprio tratamento. O documento US2003/0195587A1 descreve um estimulador elétrico para estimulação de músculos e medição das reações dos músculos aos estímulos elétricos. O dispositivo inclui um gerador de pulsos elétricos, eletrodos de estimulação a serem colocados na pele de um usuário, cada eletrodo sendo ligado a um cabo elétrico conector de maneira removível a uma fonte de sinal de entrada e/ou tomada de saída do processo para receber os pulsos elétricos. Quando usado para tomada de sinais pelo menos um sensor é acionado para medir as reações musculares causadas pelos impulsos elétricos. O sensor está ligado a um dos eletrodos ou ao conector. A presente invenção difere desse documento por permitir um armazenamento de dados do tratamento e possibilitar um controle maior por parte do terapeuta no tratamento, uma vez que somente o mesmo pode alterar os parâmetros terapêuticos.Technological advances in electrical, electronic and conductive materials have allowed the use of electrical pulses in the skin to stimulate muscles and nerves, thus simulating contractions similar to those produced by the central nervous system during voluntary contraction. The ability of a muscle to generate force when artificially stimulated can be regulated by controlling some parameters of the stimulator such as pulse frequency and amplitude. However, there is no consensus in the literature regarding which parameters are ideal for muscle strengthening. There is no portable device on the market today that can be programmed only by the doctor or healthcare professional who is preparing the treatment program, specifically aimed at muscle strengthening, and which can be used throughout the training or intervention program. in the user's own home without the need for daily programming of the electrical stimulation parameters in each session. Likewise, a portable stimulator was not found on the market that allows the determination of the parameters of each session of electrical stimulation up to a 12-week intervention period, and that allows the exact identification of what was effectively performed during the protocol. intervention by recording each session of artificial electrical stimulation, allowing the healthcare professional to follow up and adhere to the home intervention program. In this sense, the present invention solves this problem. The search in patent literature has pointed out some relevant documents, which will be described below. US2004 / 0098065 discloses an electrical transcutaneous muscle and nerve stimulation apparatus utilizing disposable, lightweight, portable and programmable batteries with a rewritable memory that stores therapeutic protocols. It is programmed using simple interface software which selects therapy parameters such as type and duration of therapy, time between therapy and pulse train characteristics such as number, polarity. , duration and period according to the needs of each patient. The system has stimulus electrodes, a programming station that can be connected to a computer via a parallel, serial or network connection, and software available to the physician or health care professional. The computer or station may further be used to receive stimulator data, such as a summary of stimulator performance since last programming, for detection of possible errors. The present invention differs from that document in that it further comprises the ability to record the outcome of the patient's therapeutic protocol, including duration of therapy and the amperage the patient used, better controlling the patient's treatment and perfecting the therapy for each patient. In addition, the present invention differs from this document in that only the healthcare professional can schedule or change the appropriate treatment for the patient for a period of 12 weeks to ensure the use of the home stimulator without any change in the condition. intervention program. US 2009/0216294 describes a replaceable battery operated electronic muscle stimulator consisting of stimulation electrodes connected to a control circuit which are housed in a material composed of polyvinyl chloride (PVC) to obtain a flexible equipment adaptable to all parts of the body. This device is made to, through a treatment protocol, promote muscle stimulation. This protocol can be selected by buttons on the device itself, which allow you to control the intensity or amplitude of electronic stimulation, as well as enable or disable electronic stimuli. The device is also capable of transmitting patient information via a wireless signal, so the number of times the device has been used and the intensity level for each use of the device can be determined by the manufacturer or physician. The present invention differs from this document in that it has software for programming the parameters of the therapy program, allowing for a much wider range of treatment protocols to be employed, as well as ensuring that only the healthcare professional can change the protocol. . In addition, the equipment has a reprogrammable memory, to save not only the therapeutic protocols for weeks of treatment, but also the history of the sessions actually performed by the user. US 2006/0052844 describes a stimulation device for administering a treatment. Said device can take various forms, to adapt to the shape of the skin, can be portable or be part of a larger machine, and in its portable mode, uses a battery charger. The equipment can be configured to obtain treatment parameters from an operator where the pacing device is still configured to provide treatment and save usage history data. It also comprises a communication component configured to periodically interconnect the pacing device with a programming center. The pacing device is configured to retrieve treatment history data and send it to the center, where data will be processed and parameters may change. The present invention differs from this document in that the invention not only stores data for possible analysis, but also in the fact that only the healthcare professional can program or alter the appropriate treatment for the patient. Document W02007 / 081284A1 describes an electronic muscle stimulation system comprising a wireless controller connected to each of the stimulator units, including an interface configured to receive input from the user, a muscle stimulation mode. The controller is configured to provide a wireless control signal to each stimulator unit separately, thereby allowing different and simultaneous stimulation of different body muscles, the amplitude and frequency of said control signal being dependent on user input. . The control signal may also be dependent on a music signal, in which case both synchronized music and stimulation signals. The present invention differs from this document in that it has data storage capabilities of the therapies used, as well as in not allowing the patient to change or schedule their own treatment. US2003 / 0195587A1 describes an electrical stimulator for muscle stimulation and measurement of muscle reactions to electrical stimuli. The device includes an electrical pulse generator, stimulation electrodes to be placed on a user's skin, each electrode being removably connected to an electrical connector cable to an input signal source and / or process output socket to receive the electric pulses. When used for signal taking at least one sensor is triggered to measure muscle reactions caused by electrical impulses. The sensor is connected to one of the electrodes or to the connector. The present invention differs from that document in that it allows for storage of treatment data and for greater control by the therapist in treatment as only the therapist can alter the therapeutic parameters.

Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.From what is clear from the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here has novelty and inventive activity in the state of the art.

Sumário da Invenção A presente invenção descreve um estimulador elétrico programável portátil, para recuperação e tratamento de músculos através de estímulos elétricos terapêuticos. A presente invenção possui como vantagens o fato de registrar o tempo de cada terapia e os parâmetros utilizados, bem como o fato de somente poder ser programável ou reprogramável com seu software pelo terapeuta que prescreve o tratamento, garantindo fidelidade da terapia ao protocolo de tratamento. É, portanto, um objeto da presente invenção o dispositivo de estimulação elétrica muscular compreendendo: a) meios para estimulação elétrica muscular; b) meios para comunicação com o estimulador elétrico; c) módulo controlador que pode ser ligado a um meio de processamento de dados que contenha uma unidade de programação; d) meios para alimentação elétrica do dispositivo; e) software para interface e programação dos protocolos de tratamento, os quais somente podem ser programados pelo profissional da saúde.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention describes a portable programmable electrical stimulator for muscle recovery and treatment by therapeutic electrical stimuli. The advantages of the present invention are that it records the time of each therapy and the parameters used, as well as the fact that it can only be programmable or reprogrammable with its software by the therapist who prescribes the treatment, ensuring the therapy's faithfulness to the treatment protocol. It is therefore an object of the present invention the electrical muscle stimulation device comprising: a) means for electrical muscle stimulation; b) means for communication with the electrical stimulator; c) controller module which may be connected to a data processing medium containing a programming unit; d) means for powering the device; e) software for interface and programming of treatment protocols, which can only be programmed by the health professional.

Em uma realização preferencial, o referido meio de processamento de dados compreende um computador.In a preferred embodiment, said data processing means comprises a computer.

Em uma realização preferencial, o referido meio de alimentação do dispositivo compreende uma bateria recarregável.In a preferred embodiment, said device feeding means comprises a rechargeable battery.

Em uma realização preferencial, o dispositivo compreende meios para estimulação adicionais, sendo estes controláveis separadamente.In a preferred embodiment, the device comprises additional stimulation means, which are separately controllable.

Em uma realização preferencial, os eletrodos podem ser òonectados ao controlador por conexão com fio. É um objeto adicional da presente invenção o processo de produção do dispositivo estimulador compreendendo as etapas de: a) definição dos parâmetros de estimulação elétrica; b) definição do hardware de saída; c) definição dos meios de interface com usuário e dos parâmetros a serem salvos em cada sessão terapêutica; d) diagramação e simulação do hardware final com montagem da placa utilizando ferramentas de CAD; e) montagem física dos componentes, incluindo estimuladores, central de controle e um meio para alimentar o dispositivo; f) confecção do software utilizado para programação e download dos dados; g) interligação entre software e hardware, onde o software compreende protocolos de tratamento, os quais somente podem ser programados pelo profissional da saúde. É um objeto adicional da presente invenção o método de estimulação muscular compreendendo a etapa de estimular um músculo através de um dispositivo conforme descrito acima com o fim específico de fortalecimento muscular.In a preferred embodiment, the electrodes may be connected to the controller by wired connection. It is a further object of the present invention the process of producing the stimulator device comprising the steps of: a) defining the electrical stimulation parameters; b) definition of output hardware; c) definition of the means of user interface and the parameters to be saved in each therapeutic session; d) diagramming and simulation of the final hardware with board mounting using CAD tools; e) physical assembly of components including stimulators, control center and a means for powering the device; f) making software used for programming and downloading data; g) interconnection between software and hardware, where the software comprises treatment protocols, which can only be programmed by the health professional. It is a further object of the present invention the muscle stimulation method comprising the step of stimulating a muscle through a device as described above for the specific purpose of muscle strengthening.

Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.These and other objects of the invention will be immediately appreciated by those skilled in the art and companies having an interest in the segment, and will be described in sufficient detail for their reproduction in the following description.

Descrição detalhada Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo, sem limitar o escopo da mesma.Detailed Description The examples shown herein are intended solely to exemplify one of the numerous ways of carrying out the invention, however, without limiting the scope thereof.

Meios para estimulação elétrica Os meios para estimulação elétrica da presente invenção dompreendem, mas não se limitam a, eletrodos, estimuladores eletrônicos ou demais formas de estímulo elétrico do músculo. Em especial, na presente invenção foram utilizados eletrodos para a realização da estimulação elétrica.Means for Electrical Stimulation The electrical stimulation means of the present invention encompass, but are not limited to, electrodes, electronic stimulators, or other forms of electrical stimulation of the muscle. In particular, in the present invention electrodes were used to perform electrical stimulation.

Meios para comunicação com os eletrodos Os meios para comunicação entre o estimulador e central de controle da presente invenção compreendem, mas não se limitam a, cabos de comunicação. Em especial, na presente invenção utilizou-se um cabo conectado a cada um dos eletrodos.Means for Communicating with the Electrodes Means for communicating between the stimulator and control center of the present invention comprise, but are not limited to, communication cables. In particular, in the present invention a cable connected to each of the electrodes was used.

Meios para alimentação do dispositivo Os meios para alimentação elétrica da presente invenção compreendem, mas não se limitam a, baterias, recarregáveis ou substituíveis, alimentação com ligação diretamente na rede elétrica para recarga das baterias. Em especial, na presente invenção utilizaram-se baterias recarregáveis com intuito de proporcionar maior conforto pela facilidade de uso do dispositivo sem conexão à rede elétrica por meio de fios e segurança ao usuário pela redução de riscos de descarga elétrica proveniente da rede elétrica.Means for Powering the Device Means for powering the present invention comprise, but are not limited to, rechargeable or replaceable batteries, power connected directly to the mains for recharging the batteries. In particular, rechargeable batteries have been used in the present invention to provide greater comfort for ease of use of the device without wiring to the mains and safety for the user by reducing the risk of electric discharge from the mains.

Meio de processamento de dados O meio para processamento de dados, ou seja, dispositivo no qual o software de programação dos parâmetros está ligado na presente invenção compreende, porém não se limita a, um computador, celular, palm top, smart phone, notebook ou demais meios de processamento de dados. Em especial, na presente invenção, o meio utilizado foi um computador notebook.Data Processing Medium The data processing medium, ie device on which the parameter programming software is connected in the present invention comprises, but is not limited to, a computer, mobile phone, palm top, smart phone, notebook or other means of data processing. In particular, in the present invention, the medium used was a notebook computer.

Software para interface, programação e controle dos protocolos de tratamento O software para interface e programação de dados na presente invenção compreende, mas não se limita a, um programa no qual somente o usuário que detém o software determina os parâmetros do tratamento e analisa os dados obtidos de tratamentos anteriores. Em especial, na presente ' invenção, os parâmetros passíveis de programação são duração do pulso elétrico, tempo de descida e subida da corrente, duração da terapia e freqüência do pulso elétrico, e os parâmetros que podem ser armazenados são tempo utilizado do equipamento em cada estímulo, a corrente empregada em cada estímulo, o dia e a hora de cada sessão e o tempo total de duração de cada sessão.Software for interface, programming and control of treatment protocols The software for interface and programming of data in the present invention comprises, but is not limited to, a program in which only the user who owns the software determines the treatment parameters and analyzes the data. obtained from previous treatments. In particular, in the present invention, the programmable parameters are electric pulse duration, current rise and fall time, therapy duration, and electrical pulse frequency, and the parameters that can be stored are equipment time spent on each device. stimulus, the current used in each stimulus, the day and time of each session, and the total duration of each session.

Exemplo 1. Realização preferencial A presente invenção trata-se de um equipamento de estimulação elétrica portátil do tipo carga constante e corrente variável, o que significa dizer que para variar a intensidade da corrente elétrica é possível modificar a amperagem da corrente, sendo que o valor máximo da amperagem permitido pelo estimulador é de 120 mA, considerando que o tecido que está sendo estimulado possua uma impedância de 500 ohms. Essa característica confere ao equipamento maior segurança no seu manuseio, uma vez que impede o uso de amperagens inadequadas para seres humanos, as quais poderíam ser selecionadas no caso de eventuais descuidos ou distrações por parte do usuário. O dispositivo possui características físicas que lhe asseguram portabilidade e baixo custo, como dimensões de largura, altura e profundidade de 84 x 122 x 36 mm, respectivamente, e massa não superior a 300 gramas. Além disso, o fato de o aparelho apresentar um design moderno, projetado no formato retangular e nas cores azul e branco, com tamanho e peso que permitem o seu transporte em uma bolsa pequena, faz dele uma ferramenta amigável a qualquer usuário (Anexo 1).Example 1. Preferred Embodiment The present invention is a portable constant current and variable current type electrical stimulation device, meaning that to vary the intensity of the electric current it is possible to modify the current amperage, the value of which The maximum amperage allowed by the stimulator is 120 mA, whereas the tissue being stimulated has an impedance of 500 ohms. This feature gives the equipment greater safety in its handling, as it prevents the use of unsuitable amperage for humans, which could be selected in case of eventual carelessness or distraction on the part of the user. The device has physical characteristics that ensure portability and low cost, such as width, height and depth dimensions of 84 x 122 x 36 mm, respectively, and mass not exceeding 300 grams. In addition, the fact that the device has a modern design, designed in rectangular format and in blue and white colors, with size and weight that allow it to be carried in a small bag, makes it a user-friendly tool (Appendix 1). .

No que se refere ao funcionamento, o aspecto que chama atenção é a praticidade e a simplicidade na sua utilização. Isso porque o equipamento possui apenas dois botões, um botão de ligar/desligar e outro para pausar a estimulação elétrica. Além disso, dispõe de um potenciômetro para ajuste da intensidade de corrente e um display gráfico que apresenta as informações ao usuário sobre a intensidade de corrente, nível da bateria, relógio de tempo real e instruções sobre o manuseio do equipamento (Anexo 2). Em poucas sessões de familiarização, o paciente poderá receber instruções sobre o manuseio dos botões (que são dois) e do ajuste de corrente, além da colocação dos eletrodos. Para garantir maior segurança ainda, o equipamento foi desenvolvido para funcionar por meio de baterias recarregáveis, de modo que o usuário possa estar protegido contra choques elétricos advindos da rede elétrica. Além disso, quando o equipamento é conectado à rede elétrica para recarga da bateria, um dispositivo de segurança desconectá o estímulo elétrico do usuário, evitando, portanto, qualquer risco de choque elétrico da rede para o paciente. Dependendo dos parâmetros usados, essas baterias podem durar até aproximadamente 3 horas e ainda podem ser recarregadas pelo próprio usuário ao término de cada sessão.When it comes to operation, the aspect that draws attention is practicality and simplicity in its use. This is because the device has only two buttons, an on / off button and another to pause the electrical stimulation. In addition, it has a potentiometer for adjusting current intensity and a graphical display that provides user information about current intensity, battery level, real time clock and equipment handling instructions (Appendix 2). In a few familiarization sessions, the patient may be instructed on how to handle the two buttons, adjust current, and place the electrodes. To ensure even greater safety, the equipment is designed to operate on rechargeable batteries, so that the user can be protected against electric shocks from the mains. In addition, when the equipment is connected to the mains for recharging the battery, a safety device disconnects the user's electrical stimulus, thus avoiding any risk of electric shock from the mains to the patient. Depending on the parameters used, these batteries can last up to approximately 3 hours and can even be recharged by the user at the end of each session.

Como características técnicas, o presente estimulador é dotado de único tipo de corrente, denominada de corrente simétrica bifásica pulsada, sendo que os demais parâmetros de estimulação elétrica (frequência, largura de pulso, tempo de subida e descida da corrente, duração do tempo de terapia) podem ser manipulados pelo pesquisador ou clínico. Com relação aos parâmetros de estimulação, especificamente, o equipamento possibilita a escolha de freqüências de pulso entre 20 até 100 Hz com incrementos de 10 Hz; de largura de pulso entre 100 e 600 ps, com incrementos de 100 ps; de tempo de subida e tempo de descida entre 0 até 50 s, com incrementos de 1 s; de tempo de sustentação da corrente entre 0 e 50 s, com incrementos de 1 s; de tempo de repouso de 0 até 50 s, com incrementos de 1 s e; de tempo de sessão, de 1 até 60 minutos, com incrementos de 1 minuto.As technical characteristics, the present stimulator is endowed with a unique type of current, called pulsed biphasic symmetrical current, and the other parameters of electrical stimulation (frequency, pulse width, current rise and fall time, duration of therapy time). ) can be manipulated by the researcher or clinician. Regarding the stimulation parameters, specifically, the equipment allows the choice of pulse frequencies between 20 to 100 Hz in increments of 10 Hz; pulse width between 100 and 600 ps, with increments of 100 ps; rise time and fall time from 0 to 50 s, in 1 s increments; current holding time between 0 and 50 s, in 1 s increments; rest time from 0 to 50 s, in increments of 1 s and; session time from 1 to 60 minutes in 1 minute increments.

Importante ressaltar que a definição dos parâmetros de estimulação, bem como a posterior análise dos dados da estimulação elétrica aplicada durante as sessões de eletroterapia, é realizada somente pelo profissional da saúde, responsável pelo tratamento do usuário por meio do auxílio de um software específico desenvolvido para o dispositivo (Anexos 2 e 3). Assim, embora o equipamento possibilite ao usuário autonomia e independência em seu próprio tratamento, também evita que o paciente modifiqjue de modo importante o protocolo estabelecido (tempo de terapia e demais parâmetros de estimulação elétrica) pelo clínico ou pesquisador para atingir metas específicas durante o programa de tratamento. A instalação do software é facilmente realizada em qualquer computador e permite que, de uma única vez, o profissional de saúde determine um protocolo de tratamento de até 12 semanas, reduzindo a necessidade de intervenção a cada sessão, garantindo que a prescrição e progressão do tratamento ocorram de forma sistemática por um longo período de intervenção. De posse do software de análise, é possível controlar a adesão do paciente ao programa de reabilitação e avaliar se o protocolo foi executado conforme a prescrição no próprio domicílio do usuário ou em clínicas e hospitais e, imediatamente fazer os ajustes desejados. Embora já comentado anteriormente, cabe reforçar que não há qualquer possibilidade da alteração desses parâmetros de estimulação ser feita pelo usuário, o que também se constitui em um fator de segurança para o usuário.Importantly, the definition of the stimulation parameters, as well as the subsequent analysis of the electrical stimulation data applied during the electrotherapy sessions, is performed only by the health professional, responsible for the treatment of the user through the aid of a specific software developed for the treatment. the device (Annexes 2 and 3). Thus, although the equipment allows the user autonomy and independence in their own treatment, it also prevents the patient from significantly modifying the established protocol (therapy time and other electrical stimulation parameters) by the clinician or researcher to achieve specific goals during the program. of treatment. Software installation is easily performed on any computer and allows the healthcare professional to determine a treatment protocol of up to 12 weeks at a time, reducing the need for intervention at each session, ensuring that prescribing and treatment progression occur systematically over a long period of intervention. With the analysis software, it is possible to control the patient's adherence to the rehabilitation program and to evaluate if the protocol was performed according to the prescription in the user's own home or in clinics and hospitals, and immediately make the desired adjustments. Although already commented before, it should be emphasized that there is no possibility of changing these stimulation parameters by the user, which is also a safety factor for the user.

Outro dado técnico importante é que o estimulador conta com um relógio interno que possibilita ao pesquisador avaliar o tempo de uso do equipamento em cada sessão de eletroterapia do paciente, bem como a data de cada sessão, o que possibilita identificar se foram respeitados os intervalos adequados entre as sessões de terapia (Anexo 3). Além disso, os valores de corrente aplicados ao longo do tempo de terapia podem ser obtidos pelo responsável do tratamento, o que possibilita a avaliação de outros parâmetros desejáveis, como a acomodação dos tecidos à estimulação elétrica artificial. Novamente, o acesso a essas informações é feito em qualquer computador direto na interface do software (Anexo 2).Another important technical data is that the stimulator has an internal clock that allows the researcher to evaluate the time of use of the equipment in each patient's electrotherapy session, as well as the date of each session, which allows to identify if the appropriate intervals were respected. between therapy sessions (Annex 3). In addition, the current values applied over the course of therapy can be obtained by the caregiver, which enables the evaluation of other desirable parameters, such as the accommodation of tissues to artificial electrical stimulation. Again, this information is accessed from any computer directly through the software interface (Appendix 2).

Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outros variantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.Those skilled in the art will appreciate the knowledge presented herein and may reproduce the invention in the embodiments presented and in other embodiments within the scope of the appended claims.

Estimulador Elétrico Artificial Portátil, Processo de Produção e Método de Estímulo Elétrico MuscularPortable Artificial Electric Stimulator, Production Process and Method of Muscle Electric Stimulus

Claims

1. Muscle electrical stimulation device comprising: (a) means for muscle electrical stimulation; b) means for communication with the electrical stimulator; c) controller module which may be connected to a data processing medium containing a programming unit; d) means for powering the device; e) software for interface and programming of treatment protocols, which can only be programmed by the health professional.

Device according to claim 1, characterized in that the data processing means comprises a computer.

Device according to Claim 1, characterized in that the device supply means comprises a rechargeable battery.

Device according to claim 1, characterized in that it comprises additional stimulation means, which are controllable separately from the electric muscle stimulation means.

Device according to Claim 1, characterized in that the electrodes can be connected to the controller by wired connection.

6. Production process of the stimulator device comprising the steps of: a. definition of electrical stimulation parameters; B. definition of output hardware; ç. definition of the means of user interface and the parameters to be saved in each therapeutic session; d. diagramming and simulation of the final hardware with board mounting using CAD tools; and. physical assembly of components including stimulators, control center and a means for powering the device; f. making software used for programming and downloading data; g. interconnection between software and hardware, where the software comprises treatment protocols, which can only be programmed by the healthcare professional.

Muscle stimulation method comprising the step of stimulating a muscle by using a device as described in claims 1 to 5 for muscle strengthening.