Устройство для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва

Устройство для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва

Реферат

Изобретение относится к области биологии и медицины и может быть применено для восстановления баланса симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, нарушаемого при ишемической болезни сердца (ИБС).

Аналогом данного изобретения является устройство [Аппарат низкочастотной физиотерапии «Амплипульс-5», технический паспорт, производственное объединение «Маяк» г.Курск], которое представляет собой аппарат низкочастотной физиотерапии «Амплипульс-5», используемый для лечебного воздействия модулированными синусоидальными токами звуковой частоты. Указанное устройство состоит из двух генераторов напряжения, модулятора, трех коммутаторов, формирователя, усилителя мощности, измерителя тока, таймера с блоком питания, и может быть применено для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва. Данное устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком данного устройства является невозможность осуществить эффективную стимуляцию чувствительных окончаний блуждающего нерва в виду отсутствия в данном устройстве генератора биполярных прямоугольных импульсов тока с определенной частотой.

Задачей изобретения является создание устройства для стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва при восстановлении баланса симпатической и парасимпатической составляющей вегетативной иннервации сердца при ИБС.

Поставленная задача решается следующим образом: предлагается устройство для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва, содержащее источник питания, генераторы положительного и отрицательного импульса, измеритель тока, тактовый генератор частотой 3 Гц, сумматор, регулируемый источник тока в диапазоне 0,05-2 мА, при этом генератор отрицательных прямоугольных импульсов длительностью 0,2 мс, подключен к выходу генератора положительных прямоугольных импульсов длительностью 0,2 мс с возможностью запуска по их заднему фронту.

Новым в предлагаемом устройстве является наличие тактового генератора частотой 3 Гц; сумматора; регулируемого источника тока в диапазоне 0,05-2 мА; подключение генератора отрицательных прямоугольных импульсов длительностью 0,2 мс к выходу генератора положительных прямоугольных импульсов длительностью 0,2 мс с возможностью запуска по их заднему фронту.

Ориентация устройства на выполнение узко-заданной процедуры электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва определила особенности конструкции заявляемого устройства.

Ранее проведенные исследования показали, что у больных ИБС возможно восстановление баланса симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в результате воздействия электрических импульсов на чувствительные окончания блуждающего нерва. Были установлены оптимальные характеристики импульсов и режим воздействия. Поскольку воздействия оказывались на живую ткань и не предполагали ее разрушение необходимо применение низких частот, в данном случае 3 Гц. Наибольший стимулирующий эффект был получен при быстро меняющихся контрастных воздействиях. Этому условию хорошо соответствовали короткие - длительностью 0,2 мс, биполярные электрические импульсы прямоугольной формы. Для усиления стимулирующего воздействия, амплитуда импульсов может меняться в диапазоне 0,05-2 мА. Использование больших значений тока нецелесообразно, так как прямое стимулирующее действие на нервное окончание будет ухудшаться в результате повреждающего действия электрического тока на кожный покров. В этих условиях становится не возможным проведение курсовых стимулирующих процедур на чувствительные окончания блуждающего нерва.

Отличительные признаки проявили в заявленной совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста.

Идентичной совокупности признаков в изученной научной и патентной литературе не обнаружено.

Предлагаемое устройство для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва просто в использовании и может быть применено в практическом здравоохранении.

Исходя их вышеперечисленного следует считать заявляемое изобретение соответствующим критериям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Изобретение будет понятно из следующего описания и прилагаемых к нему чертежа:

На чертеже изображена блок-схема предлогаемого устройства, где

1 - источник питания (ИП);

2 - тактовый генератор (ТГ);

3 - генератор положительных прямоугольных импульсов (ГПИ);

4 - генератор отрицательных прямоугольных импульсов (ГОИ);

5 - сумматор;

6 - регулируемый источник тока (РИТ).

Предлагаемое устройство состоит из соединенных между собой: источника питания (ИП) 1, тактового генератора (ТГ) 2, генератора положительных прямоугольных импульсов (ГПИ) 3, генератора отрицательных прямоугольных импульсов (ГОИ) 4, подключенного к выходу генератора положительных прямоугольных импульсов (ГПИ) 3, сумматора 5, сумматор соединен с регулируемым источником тока (РИТ) 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Работу всех блоков предлагаемого устройства обеспечивает ИП 1, в качестве которого используют автономный источник постоянного тока напряжением 9 В, ТГ 2 вырабатывает тактирующие импульсы частотой 3 Гц, которые подаются на последовательно соединенный ГПИ 3 и ГОИ 4. Эти генераторы соответственно вырабатывают положительные и отрицательные прямоугольные импульсы длительностью 0,2 мс, при этом ГОИ 4 настроен так, чтобы запускаться по заднему фронту импульса, поступающего от ГПИ 3. Выход ГПИ (3) подсоединен и к одному из входов сумматора 5. Выход ГОИ 4 соединен с сумматором 5 через другой вход. В результате сумматор 5 получает сигналы как от ГПИ 3, так и от ГОИ 4, на их основе сумматор 5 вырабатывает единые биполярные импульсы частотой 3 Гц, их положительные и отрицательные составляющие имеют прямоугольную форму, идентичную по длительности и амплитуде. Сигнал с выхода сумматора 5 подается на вход РИТ 6 с помощью этого блока можно согласованно изменять амплитуду положительной и отрицательной составляющей единого биполярного импульса в диапазоне 0,05-2 мА. На выходе РИТ 6 получают сформированный электрический импульс, который подают на выходные клеммы предлагаемого устройства для стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва. В период времени между протеканием импульсных токов блок РИТ 6 автоматически отключает напряжение на выходных клеммах.

Клинический пример.

Больной Д., 62 лет, в связи с наличием стенокардии напряжения III функционального класса (ФК) на фоне антиангинальной терапии, низкой фракции выброса был госпитализирован в клиники ГУ НИИ кардиологии Томского научного центра для лечения и подбора индивидуальной терапии.

При ультразвуковом исследовании сердца отмечена сниженная фракция выброса левого желудочка до 45% в двумерном режиме по Simpson. Пациенту проводилось тканевое доплеровское исследование миокарда (режимы Tissue Velocity Imaging и Strain).

В режиме Tissue Velocity Imaging у пациента была установлена сниженная скорость движения среднего сегмента межжелудочковой перегородки, не более 2,0 см/с, а в фазу изоволюмического расслабления левого желудочка выявлено наличие постсистолической скорости, что свидетельствует с одной стороны о тяжелом поражении миокарда, а с другой - о наличии жизнеспособного участка сердечной мышцы в этом сегменте. В режиме Strain выявлено снижение продольной систолической деформации верхушечного сегмента межжелудочковой перегородки до 5,8% и наличие постсистолического утолщения миокарда.

Для оценки напряжения и взаимного равновесия симпатического и парасимпатического отделов ВНС было определено соотношение показателей низкочастотной и высокочастотной составляющих (LF/HF) вариабельности синусового ритма сердца, где LF отражает активность симпатического отдела, a HF - активность парасимпатического отдела. Величина LF/HF у пациента Д. составила 1,8, что указывало на преобладающую активность симпатического отдела ВНС. Пациенту был рекомендован курс процедур для стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва с целью коррекции активности симпатического и парасимпатического отделов BHC.

Процедура проводилась пациенту в горизонтальном положении под контролем ЭКГ в условиях покоя. В области проекции чувствительной ветви блуждающего нерва на поверхности ушных раковин внутрикожно устанавливались стандартные игольчатые электроды, которые подключались к выходным клеммам предлагаемого устройства. После чего включалось питание предлагаемого устройства (блок 1) и начиналось стимулирующее воздействие импульсами при минимальной силе тока 0,05 мА. Сила тока плавно увеличивалась с помощью блока 6 предлагаемого устройства до ощущения покалывания в области контакта электродов с телом пациента. У данного пациента такое состояние было достигнуто при силе тока 0,5 мА. Продолжительность первой процедуры составила 1 мин. Через 24 ч пациенту проводилась вторая процедура при этом использовалась та же сила тока, но продолжительность сеанса была уже 5 мин. В дальнейшем процедуры проводились ежедневно. Их продолжительность каждый раз увеличивалась на 5 мин, а сила тока увеличивалась на 0,1 мА. После достижений значения тока, равного 1 мА и продолжительности сеанса 30 мин последующие процедуры проводились только при этих значениях. Пациент Д. получил 10 процедур, после чего показатель LF/HF снизился до 1,65.

Пациенту было проведено повторное тканевое допплеровское исследование миокарда. В режиме Tissue Velocity Imaging у пациента было зарегистрировано увеличение систолической скорости движения среднего сегмента межжелудочковой перегородки до 2,8 см/с и исчезновение постсистолической скорости в фазу изоволюмического расслабления. В режиме Strain было отмечено увеличение продольной систолической функции верхушечного сегмента межжелудочковой перегородки до 15% и исчезновение постсистолического утолщения. При стандартном ультразвуковом исследовании сердца отмечено повышение фракции выброса левого желудочка до 54%.

После выписки пациент обследовался повторно через 1, 3 и 6 месяца. При этом была отмечена положительная динамика взаимного равновесия симпатического и парасимпатического отделов ВНС, величина показателя LF/HF в эти сроки составляла 1,41 1,34 и 1,40 соответственно. Показатели ультразвуковых исследований сердца так же имели положительную динамику.

Предлагаемое устройство применено при лечении 26 пациентов больных ИБС. Его использование позволяет повысить эффективность стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва, что позволяет использовать меньшую амплитуду стимулирующих импульсов, а так же уменьшить число самих процедур.

Устройство для электрической стимуляции чувствительных окончаний блуждающего нерва, содержащее источник питания, генераторы положительных и отрицательных импульсов и электроды, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит тактовый генератор частотой 3 Гц, сумматор, регулируемый источник тока в диапазоне 0,05-2 мА, при этом генератор отрицательных прямоугольных импульсов подключен к выходу генератора положительных прямоугольных импульсов, при этом генераторы выполнены с возможностью выработки импульсов длительностью 0,2 мс и запуска от тактового генератора, их выходы подключены ко входам сумматора, выход которого соединен со входом регулируемого источника тока, к клеммам которого подключены электроды.