Система медицинского лечения, использующая альтернативную функцию биологического регулирования; система электрокардиостимуляции, основанная на системе медицинского лечения, система регулирования артериального давления и система лечения сердечных заболеваний

Система медицинского лечения, использующая альтернативную функцию биологического регулирования; система электрокардиостимуляции, основанная на системе медицинского лечения, система регулирования артериального давления и система лечения сердечных заболеваний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе лечения заболеваний путем замены природной биологической регуляторной функции; системе электрокардиостимуляции, системе регулирования артериального давления и системе лечения сердечных заболеваний, основанных на данной системе медицинского лечения. Целью настоящего изобретения является создание системы лечения заболеваний путем замены природной биологической регуляторной функции, которая способа регулировать деятельность организма, как если бы их центральные регуляторы функционировали нормально, даже если функционирование самих центральных регуляторов нарушено в силу разных причин, системы электрокардиостимуляции, системы регулирования артериального давления и системы лечения сердечных заболеваний, которые основаны на данной системе медицинского лечения.

Уровень техники

Трансплантация сердца от лиц после смерти мозга стала в Японии легальной, являясь новым способом лечения пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью. Однако число сердечных доноров явно невелико, и недостаток сердец для трансплантации серьезно обсуждается не только в Японии, но и во всем мире.

Альтернативным способом лечения пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью является имплантация искусственного сердца. Однако даже наиболее современные искусственные сердца не регулируются природным биологическим регулированием, поэтому они не всегда работают в гармонии с природными органами.

Для лечения пациентов с брадикардией используются электрокардиостимуляторы. Электрокардиостимуляторы обеспечивают возможность необходимого ритма сокращений миокарда путем искусственной электрической стимуляции миокарда.

В последнее время были разработаны частотно чувствительные электрокардиостимуляторы, частота стимуляции которых изменяется в зависимости от природного сердечного ритма, измеренного, например, по времени QT на электрокардиограмме, температуре тела или учащению пульса. Однако специфичность, чувствительность и переходная характеристика регулирования сердечного ритма таких электрокардиостимуляторов не всегда удовлетворительны по сравнению с природным регулированием сердечного ритма.

Хорошо известно, что при некоторых других заболеваниях нарушенная природная регуляторная функция скорее способствует процессу болезни. Например, известно, что повышенная активность симпатического нерва и патологическое прекращение деятельности блуждающего нерва происходят после наступления острого инфаркта миокарда, только ухудшая результат.

Такую нарушенную природную регуляторную функцию также можно наблюдать при болезнях, протекающих с расстройством кровообращения, которые не относятся к сердечным заболеваниям.

Даже у нормальных людей от 300 до 800 мл крови перемещается для хранения в нижних конечностях и внутренних органах ниже уровня сердца во время стояния, что вызывает снижение венозного оттока к сердцу и гипотензию. Здоровые люди обычно имеют механизм регулирования артериального давления для того, чтобы противостоять этому и поддерживать постоянное артериальное давление, который предотвращает ортостатическую гипотензию. Лица с различными расстройствами при поврежденной системе регулирования артериального давления страдают от ортостатической гипотензии. Например, у пациентов с хронической идиопатической гипотензией часть нервной системы, участвующая в регулировании артериального давления, нарушается, и качество жизни серьезно ухудшается из-за больших колебаний артериального давления при изменении положения тела.

Искусственные органы и устройства, такие как известные искусственные сердца и электрокардиостимуляторы, как сказано выше, не всегда работают в гармонии с природными органами, поскольку они не предназначены для работы под управлением природной регуляторной системы. Поэтому качество их работы в смысле чувствительности к изменениям в природных органах неудовлетворительное.

Для лечения инфаркта миокарда были разработаны способы фармакологического лечения, в которых применяются сосудорасширяющие средства, β-адренергические блокаторы, антитромбоцитарные средства, катетеризационные методы и шунтирование коронарной артерии.

Однако даже при принятии всех мер фармакологического, инвазивного и хирургического характера прогресс патологии часто приводит даже к смерти.

Для фармакологического лечения хронической идиопатической гипотензии с тяжелой ортостатической гипертензией используются адренергические агонисты, такие как эпинефрин, леводопа и амфетамин, а также назначается избыточная соль для ослабления симптомов. Хотя симптомы могут быть до некоторой степени ослаблены, вылечить хроническую идиопатическую гипотензию до полного функционального восстановления невозможно.

Целью настоящего изобретения является создание системы лечения заболеваний, которая способна регулировать деятельность организма, как если бы их центральные регуляторы функционировали нормально, даже если функционирование самих центральных регуляторов нарушено в силу разных причин, системы электрокардиостимуляции, системы регулирования артериального давления и системы лечения сердечных заболеваний, которые основаны на данной системе медицинского лечения.

Краткое описание изобретения

Изобретение, описанное в Пункте 1 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания биологической активности, которое отслеживает информацию о биологической активности и выдает биосигналы, вычислительное средство, которое принимает биосигналы, полученные средством отслеживания биологической активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы для стимуляции организма, и выдает сигналы, вычисленные им, для стимуляции организма, и средство стимуляции организма, которое принимает сигналы стимуляции организма, рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует организм, основываясь на сигналах для стимуляции организма.

Изобретение, описанное в Пункте 2 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания биологической активности, которое отслеживает информацию о биологической активности и выдает биосигналы, вычислительное средство, которое принимает биосигналы, полученные средством отслеживания биологической активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы для стимуляции организма, и выдает сигналы, вычисленные им, для стимуляции организма, и средство стимуляции организма, которое принимает сигналы стимуляции организма, рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует организм, основываясь на сигналах для стимуляции организма, причем вычислительное средство содержит средство различения, которое определяет, вызваны ли полученные биосигналы нормальной биологической активностью или нарушенной биологической активностью, вычислительное средство не выдает сигналы для стимуляции организма, когда определено, что полученные биосигналы вызваны нормальной биологической активностью, и вычислительное средство выдает сигналы для стимуляции организма, если определено, что полученные биосигналы вызваны нарушенной биологической активностью.

Изобретение, описанное в Пунктах 1 и 2 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, причем сигналы для стимуляции организма рассчитываются по интегралу свертки между импульсной характеристикой, полученной ранее при нормальной биологической активности, и биосигналами, определенными средством отслеживания биологической активности.

Изобретение, описанное в Пункте 3 формулы, относится к системе электрокардиостимуляции, которая содержит: средство отслеживания нервной активности, которое отслеживает нервную активность сердечного симпатического нерва и/или блуждающего нерва и выдает сигналы нервной активности, вычислительное средство, которое принимает сигналы нервной активности, полученные средством отслеживания нервной активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы электрокардиостимуляции для управления сердечным ритмом, и выдает сигналы электрокардиостимуляции, и средство электрокардиостимуляции, которое принимает сигналы электрокардиостимуляции. рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует сердце, основываясь на сигналах электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.

Изобретение, описанное в Пункте 4 формулы, относится к системе регулирования артериального давления, которая использует правило природного регулирования для оценки нервной активности в ответ на изменения артериального давления и содержит: средство отслеживания артериального давления, которое отслеживает артериальное давление и выдает сигнал артериального давления, вычислительное средство, которое принимает сигнал артериального давления, полученный средством отслеживания артериального давления, анализирует и обрабатывает его, чтобы рассчитать сигнал стимуляции симпатического нерва для регулирования артериального давления путем стимуляции сосудистых лож. возбуждающих симпатический нерв, и выдает сигнал стимуляции симпатического нерва, и средство стимуляции нерва, которое принимает сигнал стимуляции симпатического нерва, рассчитанный вычислительным средством, и стимулирует сосудистые ложа, возбуждающие симпатический нерв, основываясь на сигнале стимуляции симпатического нерва для регулирования артериального давления.

Изобретение, описанное в Пункте 5 формулы, относится к системе лечения сердечных заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания сердечно-сосудистой деятельности, которое отслеживает информацию о сердечно-сосудистой деятельности, выдаваемую сердечно-сосудистой системой, и выдает сигналы сердечно-сосудистой деятельности, вычислительное средство, которое принимает сигналы сердечно-сосудистой деятельности, полученные средством отслеживания сердечно-сосудистой деятельности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы стимуляции нерва, и выдает сигнал стимуляции нерва, и средство стимуляции нерва, которое принимает сигнал стимуляции нерва, рассчитанный вычислительным средством, и стимулирует нерв, основываясь на сигналах стимуляции нерва.

Краткое описание чертежей

Фиг.1(а) является схемой, на которой показаны компоненты природного нормально функционирующего барорефлекса, и Фиг.1(b) является схемой, на которой показано, как применять систему лечения заболеваний, основанную на настоящем изобретении, к природному барорефлексу с нарушением функционирования.

Фиг.2 является блок-схемой системы лечения заболеваний, основанной на настоящем изобретении.

Фиг.3 является графиком, показывающим отношение между активностью симпатического нерва и сердечным ритмом у кролика. На Фиг.3(а) показаны изменения в активности симпатического нерва и сердечном ритме по времени, на Фиг.3(b) приведен график рассеяния отражающий отношение между активностью симпатического нерва и одновременным сердечным ритмом, полученный по данным, приведенным на Фиг.3(а). На Фиг.3(с) приведен график рассеяния между прогнозируемым сердечным ритмом, полученным по активности симпатического нерва и импульсной характеристике, т.е. сердечным ритмом, требуемым организмом, с одной стороны, и измеренным сердечным ритмом, с другой стороны.

На Фиг.4 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 1.

На Фиг.5 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 2.

На Фиг.6 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 3.

На Фиг.7 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 4.

На Фиг.8 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 6, где на Фиг.8(а) показаны изменения ортостатического артериального давления у крыс с нарушенным регулированием артериального давления, которым осуществлялась стимуляция шейно-грудного узла; на Фиг.8(b) показаны изменения ортостатического артериального давления у нормальных крыс, и на Фиг.8(с) показаны изменения ортостатического артериального давления у крыс с нарушенным регулированием артериального давления.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Система лечения заболеваний, раскрытая в настоящем изобретении, способна восстанавливать природную регуляторную функцию, как если бы утраченные или нарушенные природные регуляторные функции стали нормально действовать, путем замены таких утраченных или нарушенных функций системой. Мы подробно объясним систему путем описания применения изобретения для регулирования артериального давления. На Фиг.1(а) схематически показаны компоненты природного барорефлекса или систему регулирования артериального давления. Информация об изменениях артериального давления передается от барорецепторов в ядро одиночного пути продолговатого мозга. Затем ядро одиночного пути в свою очередь изменяет активность симпатического нерва для регулирования артериального давления путем, например, вазоконстрикции. На Фиг.1(b) схематически показано, где мы применяли систему (1) для лечения заболеваний, основанную на настоящем изобретении, которая позволяет поддерживать нормальное регулирование артериального давления, даже если природный вазомоторный центр не достигает нормального функционирования в силу различных причин. То есть артериальное давление может поддерживаться нормальным образом путем отслеживания артериального давления с помощью средства (2) отслеживания артериального давления, преобразования вычислительным средством (3) сигнала артериального давления в сигнал для стимуляции нервов с помощью средства (4) стимуляции нерва и стимуляции нерва с помощью средства (4) стимуляции нерва в соответствии с рассчитанными сигналами.

Ниже мы опишем систему лечения заболеваний, раскрытую в настоящем изобретении более подробно со ссылками на чертежи. Фиг.2 представляет блок-схему системы лечения заболеваний, основанной на настоящем изобретении. Система (1) лечения заболеваний, раскрытая в настоящем изобретении состоит, по меньшей мере, из средства (2) отслеживания биологической активности, вычислительного средства (3) и средства (4) стимулирования организма.

Средство (2) отслеживания биологической активности может выдавать биосигналы на вычислительное средство (3) путем отслеживания информации о биологической активности организма (S). Примерами средства (2) отслеживания биологической активности являются электроды и датчики давления.

Биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности, включают, например, не ограничиваясь ими, активность симпатических нервов и активность парасимпатических нервов, ток крови, артериальное давление, температуру тела, электрокардиограмму, электроэнцефалограмму и различные биохимические маркеры. Для достижения цели можно выбрать любые необходимые биосигналы, которые требуются системе.

Количество средств (2) отслеживания биологической активности в системе (1) лечения заболеваний настоящего изобретения не ограничено. Хотя мы показали только одно средство (2) отслеживания биологической активности системы (1) лечения заболеваний на Фиг.2, могут использоваться два или больше средств отслеживания биологической активности для выполнения требований системы лечения заболеваний настоящего изобретения. Эти два или больше средств отслеживания биологической активности могут быть размещены в одном и том же или разных местах организма.

Вычислительное средство (3) может анализировать и обрабатывать биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности и переданные в вычислительное средство для расчета сигналов стимуляции организма. Рассчитанные сигналы стимуляции организма передаются в средство (4) стимуляции организма.

Более конкретно, биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности, подаются в усилители мощности (31) в вычислительном средстве (3) для усиления сигнала. Эти усилители (31) предпочтительно содержат фильтры (не показаны), способные устранять ненужные биосигналы более высокой или более низкой частоты или шумы линии электропитания.

Усиленные сигналы преобразуются из аналоговых в цифровые с помощью аналого-цифровых преобразователей (32) и затем передаются в анализаторы/процессоры (33).

Анализаторы/процессоры (33) обрабатывают данные для расчета сигналов, которые будут переданы в средство (4) стимуляции организма.

Мы объясним, как вычислительное средство (3) анализирует и обрабатывает биосигналы, используя в качестве примера регулирование сердечного ритма. На Фиг.3(а) приведен график, показывающий одновременно измеренные изменения по времени в активности сердечного симпатического нерва и сердечном ритме. Хотя, как показано на Фиг.3(а), существует тенденция увеличения сердечного ритма одновременно с увеличением активности сердечного симпатического нерва, корреляция между нервной активностью и одновременным сердечным ритмом плохая (см. Фиг.3(b)). Поэтому невозможно регулировать сердечный ритм, используя активность симпатического нерва.

С помощью функции импульсной характеристики сердечного ритма как реакции на активность симпатического нерва, однако, возможно оценить сердечный ритм, который, как считается, следует требованиям организма. На Фиг.3(с) приведен график рассеяния между сердечным ритмом, оцененным по функции импульсной характеристики и измеренной активности симпатического нерва, с одной стороны, и измеренным сердечным ритмом, с другой стороны. Как видно на этом графике, измеренный и оцененный сердечный ритм хорошо коррелированы (корреляционная функция 0,93).

Поэтому путем анализа и обработки сигналов нервной активности вычислительным средством (3) можно получить сердечный ритм, фактически требуемый организмом. В вышеприведенном примере можно регулировать сердечный ритм путем электростимуляции сердца в соответствии с оцененным сердечным ритмом, как если бы он регулировался нормальной центральной нервной системой.

Помимо вышеописанного примера регулирования сердечного ритма, подобные соответствующие объяснения возможны для других различных природных регуляторов, которые необходимы для поддержания биологических функций, таких как регулирование артериального давления.

Средство различения (не показано), определяющее, возникли ли биосигналы, поступившие в вычислительное средство (3) в результате нормальной биологической активности или нарушенной биологической активности, также может быть предусмотрено в вычислительном средстве (3). Для различения входящих биосигналов нормальной или нарушенной биологической активности информация о биосигналах нормальной биологической активности хранится в запоминающем средстве (не показано), и входящие биосигналы сравниваются с хранящейся информацией. Если разница превышает ранее заданный порог в течение определенного периода времени, сигналы считаются сигналами нарушенной активности.

При наличии средства различения вычислительное средство не выводит сигналы в средство стимуляции организма после получения биосигналов нормальной биологической активности и работает природная регуляторная система. С другой стороны, после получения сигналов нарушенной активности система работает так, чтобы сигналы для стимуляции организма были подготовлены средством стимуляции организма путем анализа и обработки биосигналов для коррекции нарушенной биологической активности. Другими словами, после получения сигналов нормальной биологической активности системе не нужно совершать операции для поддержания нормальной активности. После получения сигналов нарушенной биологической активности система выдает сигналы для коррекции нарушенной биологической активности до нормальной биологической активности.

При наличии больше чем одного средства отслеживания биологической активности вышеуказанные анализ и обработки выполняются соответственно для каждого средства отслеживания биологической активности.

Средство (4) стимуляции организма принимает сигналы для стимуляции организма от вычислительного средства (3) и стимулирует организм на основании этих сигналов. Примерами стимуляции средством (4) стимуляции организма могут являться электростимуляция нервов, миокарда, головного мозга и мозжечка, стимуляция с использованием устройств для приема лекарств, искусственной поджелудочной железы, искусственного сердца и аппарата искусственной вентиляции легких.

Далее мы объясним систему лечения заболеваний, описанную в настоящем изобретении, подробно со ссылками на более конкретные примеры. Во-первых, мы объясним систему электрокардиостимуляции, систему лечения заболеваний, описанную в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Базовая структура системы электрокардиостимуляции согласно первому варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система электрокардиостимуляции содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае нервной активности), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае электрокардиостимуляции).

Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) отслеживает нервную активность сердечного симпатического нерва и/или блуждающего нерва и выдает сигналы нервной активности.

Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) предпочтительно устанавливается в сердечный симпатический нерв и блуждающий нерв для отслеживания активности как сердечного симпатического нерва, так и активности блуждающего нерва. Это делается потому, что известно, что регулирование сердечного ритма обычно связано с сердечным симпатическим нервом и блуждающим нервом. Установка отслеживающих устройств как в сердечный симпатический нерв, так и в блуждающий нерв позволяет при регулировании уменьшать сердечный ритм при увеличении активности блуждающего нерва и повышать сердечный ритм при увеличении активности симпатического нерва. Другими словами, так как сердце регулируется этими двумя нервными системами, трудно регулировать сердечный ритм до произвольно выбранной цели только одной нервной системой.

Хотя в настоящем изобретении предпочтительно наличие двух средств (2) отслеживания биологической активности (нервной активности), как сказано выше, может быть предусмотрено любое одно из этих средств в зависимости от назначения системы в настоящем изобретении.

Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) представлено электродом, но не ограничивается им при условии, что оно способно отслеживать нервную активность и выдавать сигналы нервной активности.

Вычислительное средство (3) принимает сигналы нервной активности, отслеживаемые средством (2) отслеживания нервной активности, анализирует и обрабатывает сигналы нервной активности, рассчитывает и выдает сигналы электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.

Сигналы нервной активности, принимаемые средством (2) отслеживания нервной активности, и одновременно измеряемый сердечный ритм не коррелируются в порядке один к одному. Поэтому необходимо рассчитывать сигналы электрокардиостимуляции с помощью вычислительного средства (3) для регулирования сердечного ритма исходя из сигналов нервной активности.

Для расчета сигналов электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма исходя из сигналов нервной активности можно использовать, например, импульсную характеристику изменений сердечного ритма в ответ на изменения нервной активности.

Сигналы электрокардиостимуляции, полученные от вычислительного средства (3), подаются в средство (4) стимуляции организма. Средство стимуляции организма стимулирует сердце на основании сигналов электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.

Средство (4) стимуляции (электрокардиостимуляции) организма представлено электрокардиостимулятором, но не ограничивается им при условии, что оно может регулировать сердечный ритм путем стимуляции сердца исходя из сигналов электрокардиостимуляции.

Как подробно сказано выше, система электрокардиостимуляции в соответствии с настоящим изобретением основана на нервной активности симпатического нерва и/или блуждающего нерва сердца, но не использует саму нервную активность в качестве сигналов электрокардиостимуляции. Вместо этого система стимулирует сердце исходя из сигналов электрокардиостимуляции, генерируемых исходя из нервной активности. Поэтому данная система обладает превосходными характеристиками уникальности, чувствительности и переходной характеристикой.

Далее мы объясним систему регулирования артериального давления, систему лечения заболеваний, описанную как второй вариант осуществления настоящего изобретения.

Базовая структура системы регулирования артериального давления согласно второму варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система регулирования артериального давления содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае артериального давления), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае нерва).

Средство (2) отслеживания биологической активности (артериального давления) отслеживает артериальное давление и выдает сигнал артериального давления. Средство (2) отслеживания биологической активности (артериального давления) представлено датчиком давления, но не ограничивается им при условии, что оно способно выдавать сигнал артериального давления, отслеживая артериальное давление.

Барорецепторы, распределенные в сонном синусе и аортальной зоне, отслеживают расширение артериальных стенок с ростом артериального давления, вызывая передачу повышенных импульсов в ядро одиночного пути продолговатого мозга. В ответ на это ядро одиночного пути подавляет активность симпатического нерва и стимулирует активность парасимпатического нерва. Напротив, при уменьшении артериального давления стимуляция барорецепторов снижается, ядро одиночного пути подавляется, активность парасимпатического нерва подавляется, и активность симпатического нерва стимулируется. Это, в свою очередь, увеличивает сердечный ритм и обеспечивает поддержание периферийной вазоконстрикции и артериального давления. Вены также сжимаются для увеличения венозного оттока к сердцу.

Система регулирования артериального давления согласно второму варианту настоящего изобретения может использоваться у пациентов, которые не способны поддерживать нормальное артериальное давление из-за расстройств системы регулирования артериального давления.

Вычислительное средство (3) принимает сигналы артериального давления, отслеживаемые средством (2) отслеживания биологической активности (артериального давления), анализирует сигналы артериального давления, рассчитывает сигналы стимуляции симпатического нерва, которые могут регулировать артериальное давление путем стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, и выдает рассчитанные сигналы для стимуляции симпатического нерва.

Сигналы артериального давления, принимаемые средством (2) отслеживания биологической активности (артериального давления), и сигналы активности симпатического нерва не коррелируются в порядке один к одному аналогично регулированию артериального давления, но не только для регулирования сердечного ритма. Поэтому необходимо рассчитывать сигналы стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, с помощью вычислительного средства (3) для регулирования артериального давления, исходя из сигналов артериального давления.

Для расчета сигналов стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, для регулирования артериального давления можно использовать, например, импульсную характеристику изменений активности симпатического нерва, которая может регулировать артериальное давление.

Средство (4) стимуляции организма (нерва) принимает сигналы стимуляции симпатического нерва, рассчитанные вычислительным средством (3), и регулирует артериальное давление путем стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, исходя из сигналов стимуляции симпатического нерва. Местами стимуляции симпатического нерва являются, например, симпатические ганглии, поверхность спинного мозга и предпочтительно участки мозга, но не ограничиваются ими при условии, что они могут стимулировать симпатический нерв.

Как подробно сказано выше, система регулирования артериального давления согласно настоящему изобретению основана на артериальном давлении, но не использует артериальное давление как таковое в качестве сигналов стимуляции симпатического нерва. Вместо этого система стимулирует симпатический нерв на основании сигналов стимуляции симпатического нерва, определенных исходя из артериального давления. Поэтому система может осуществлять стабильное регулирование артериального давления так же, как природная система регулирования артериального давления.

Далее мы объясним систему лечения сердечных заболеваний, систему лечения заболеваний, описанную как третий вариант осуществления настоящего изобретения.

Базовая структура системы лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае сердечной активности), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае нерва).

Система лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления эффективно корректирует сердечную функцию, имеющую нарушения в результате различных заболеваний. Например, известно, что нарушенное природное регулирование вносит свой вклад в развитие сердечных заболеваний и нарушенная симпатическая чрезмерная активность и прекращение активности блуждающего нерва проявляются при инфаркте миокарда. Можно предотвратить развитие различных заболеваний путем коррекции нарушенного природного функционального состояния с помощью системы согласно настоящему изобретению.

В системе лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления средство (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности) отслеживает информацию о сердечной деятельности, выдаваемую природной сердечной деятельностью, и выдает сигналы сердечной деятельности, Примерами информации о сердечной деятельности, отслеживаемой средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности), являются сердечный ритм и электрокардиографическая информация.

Вычислительное средство (3) принимает сигналы сердечной деятельности, отслеживаемые средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности), анализирует и обрабатывает сигналы сердечной деятельности, рассчитывает сигналы стимуляции нервов и выдает сигналы для стимуляции нерва.

До начала заболевания пациенты, для которых может быть применена система лечения сердечных заболеваний согласно настоящему изобретению, имеют нормально работающий природный регуляторный механизм. После начала различных сердечных заболеваний, однако, природный регуляторный механизм не работает в сторону выздоровления.

В системе лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения вычислительное средство (3) содержит средство различения (не показано), которое определяет, вызвана ли полученная вычислительным средством (3) информация о сердечной деятельности нормальной биологической активностью или нарушенной биологической активностью. В результате использования этого средства вычислительное средство не рассчитывает сигналы для стимуляции нервов и не посылает эти сигналы средству (4) стимуляции организма (нерва), когда определено, что сердце функционирует нормально, исходя из поступившей информации о сердечной деятельности, полученной средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности). В этом случае организм регулируется его природным регуляторным механизмом. Если по поступающей информации о сердечной деятельности, полученной средством (2), определено, что сердце функционирует с нарушениями, то вычислительное средство рассчитывает сигналы для стимуляции нерва, чтобы скорректировать нарушенную функцию сердца, и посылает эти сигналы в средство (4) стимуляции организма (нерва).

Сигналы стимуляции нерва от вычислительного средства (3) подаются в средство (4) стимуляции организма (нерва). Средство (4) стимулирует нерв на основании сигналов стимуляции нерва для регулирования сердечной деятельности.

Средство (4) стимуляции организма (нерва) представлено электродом, но не ограничивается им при условии, что оно способно регулировать сердечную деятельность путем стимуляции нерва на основании сигналов стимуляции нерва. Примерами мест стимуляции нерва являются, например, блуждающий нерв. депрессорный нерв и предпочтительные места в мозге, но не ограничиваются ими при условии, что они способны регулировать сердечную деятельность.

Контрольные примеры

Хотя настоящее изобретение подробно объяснено со ссылками на последующие контрольные примеры, оно никоим образом не ограничено данными примерами.

(Контрольный пример 1)

Мы наложили лигатуру на нисходящую переднюю ветвь левой коронарной артерии у 20 анестезированных крыс для того, чтобы создать крыс с инфарктом миокарда. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.

У других 16 крыс с инфарктом миокарда мы понижали сердечный ритм путем стимуляции блуждающего нерва (длительность импульса 2 мс; напряжение импульса 2 В; частота импульса 2 Гц) через две минуты после наступления инфаркта миокарда. Мы также регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.

У еще 15 крыс с инфарктом миокарда мы понижали сердечный ритм путем стимуляции блуждающего нерва (длительность импульса 2 мс; напряжение импульса 2 В; частота импульса 5 Гц) через две минуты после наступления инфаркта миокарда. Мы также регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.

Результаты смертности приведены на Фиг.4.

Результаты этого контрольного примера показали, что все крысы с инфарктом миокарда, но без лечения путем стимуляции блуждающего нерва, умерли в течение 30 минут (Фиг.4(а)). С другой стороны, смертность после 60 минут с начала испытания снизилась примерно до 60%, когда блуждающий нерв стимулировался с частотой импульса 2 Гц (Фиг.4(b)). Смертность после 60 минут далее снижалась до примерно 20%, если блуждающий нерв стимулировался с частотой импульса 5 Гц (Фиг.4(с)).

Эти результаты показывают, что стимуляция блуждающего нерва эффективна при лечении инфаркта миокарда вскоре после его наступления.

(Контрольный пример 2)

Так как Контрольный пример 1 выполнялся под анестезией, мы выполнили следующее испытание с исключением воздействия анестезии.

Телеметрический датчик артериального давления, телеметрическое устройство стимуляции блуждающего нерва и манжетный блокатор для создания инфаркта миокарда были имплантированы 32 крысам.

После полного восстановления крыс после хирургии в течение одной недели нисходящая передняя ветвь левой коронарной артерии была блокирована с помощью манжетного блокатора у 12 из этих 32 крыс. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в отсутствие стимуляции блуждающего нерва.

У других 10 из этих 32 крыс мы стимулировали блуждающий нерв (длительность импульса 0,2 мс; ток импульса 0,1 мА; частота импульса 20 Гц) сразу же после блокады коронарной артерии манжетным блокатором в течение 60 мин. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности при стимуляц