DE102006024701A1 - System e.g. for stimulation of organs, e.g. the heart, has impulse wave source for generating impulse wave or pressure wave with stimulation device for generating electrical stimulation pulse and control device - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Stimulation von Organen, wie z.B. dem Herzen, eines Patienten in Notfallsituationen, wie z.B. dem Stillstand des Herzens oder einer zu langsam schlagenden Herzkammer, oder auch zur Diagnose und Therapie.The The present invention relates to a system for stimulating organs, such as. the heart of a patient in emergency situations, such as e.g. the stasis of the heart or a beating too slowly Heart chamber, or for diagnosis and therapy.
Die vorliegende Erfindung betrifft aber insbesondere ein von außen anwendbares System zur Stimulation von Organen.The but the present invention particularly relates to an externally applicable one System for stimulating organs.
Die Stimulation eines gesunden Herzens geht vom so genannten Sinusknoten in der Vorkammer aus. Hierdurch werden vom Sinusknoten erzeugte elektrische Signale ausgesendet, die sich mit einer Geschwindigkeit von einigen ms über die Herzkammerwände ausbreiten und die Kontraktion des Herzmuskelgewebes veranlassen. Die Erregungsbildung und Erregungsfortleitung im Herzen beruht dabei darauf, dass das Ruhepotenzial einer Zelle auf ein so genanntes Schwellenpotenzial reduziert wird. Die weitere Depolarisation der Zelle, die letztlich dann die Kontraktion erzeugt, sowie die Ausbreitung der Erregungswelle auf andere Zellen läuft dann selbständig weiter.The Stimulation of a healthy heart goes from the so-called sinus node in the antechamber. This will be generated by the sinus node electrical signals emitted, which are at a speed of a few ms over the ventricle walls spread and cause the contraction of the heart muscle tissue. The arousal and excitation in the heart is based on this that the resting potential of a cell on a so-called Threshold potential is reduced. The further depolarization of Cell, which ultimately produces the contraction, as well as the spread of the Excitation wave on other cells then proceeds independently.
Es
ist bekannt, beispielsweise aus der
Der Artikel „Hit/Miss Monitoring Of ESWL By Spectral Doppler Ultrasound", Boris et al, ultrasound in Med. & Biol., Vol. 29, No. 5, Seiten 705 bis 712, 2003, beschreibt ein Gerät zur Zertrümmerung von Nierensteinen mittels Stoß- bzw. Druckwellen, wobei mittels eines spektralen Doppler-Ultraschallgerätes der Erfolg der Zertrümmerung überprüft wird.Of the Article "Hit / Miss Monitoring Of ESWL By Spectral Doppler Ultrasound ", Boris et al, ultrasound in Med. & Biol., Vol. 29, no. 5, pages 705 to 712, 2003, describes a device for fragmentation of kidney stones by means of shock or pressure waves, wherein by means of a spectral Doppler ultrasound device of the Success of the smashing is checked.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, ein verbessertes System zur Stimulation von Organen, wie z.B. dem Herzen mittels Stoß- bzw. Druckwellen (d.h. Stoß- und/oder Druckwellen) bereitzustellen.The The present invention now has the object to provide an improved System for stimulating organs, e.g. the heart by means of shock or Pressure waves (i.e. and / or pressure waves).
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Stimulation von Organen, wie z.B. dem Herzen, gemäß Anspruch 1. Dieses erfindungsgemäße System umfasst eine Stoßwellenquelle zur Ausgabe einer Stoß- bzw. Druckwelle, eine Stimulationseinrichtung zur Ausgabe eines elektrischen Stimulationsimpulses, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle und der Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses durch die Stimulationseinrichtung. Dieses erfindungsgemäße System ist insbesondere jedoch nicht ausschließlich vorteilhaft in Notfallsituationen einzusetzen, da die mechanische Energie der Stoßwelle bzw. Druckwelle die Durchlässigkeit bzw. Permeabilität der Zellmembran verändert wird, wodurch die für die elektrische Stimulation notwendige Stimulationsenergie verringert wird und negative Reaktionen auf den menschlichen Organismus vermieden werden.The above task is solved by a system for stimulating organs, e.g. the heart, according to claim 1. This inventive system includes a shock wave source to issue a shock or pressure wave, a stimulation device for outputting a electrical stimulation pulse, and a control device for Control of the output of the shock or pressure wave through the shock wave source and the output of the electrical stimulation pulse through the Stimulation device. This system according to the invention is in particular but not exclusively advantageous to use in emergency situations, since the mechanical Energy of the shock wave or pressure wave the permeability or permeability the cell membrane changed becomes, whereby the for the electrical stimulation reduces necessary stimulation energy is avoided and negative reactions to the human organism become.
Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße System eine durch die Steuereinrichtung angesteuerte Auslöseeinrichtung zum Auslösen der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle und der Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses durch die Stimulationseinrichtung.advantageously, includes the system according to the invention a triggered by the control device triggering device to trigger the issue of the shock or pressure wave through the shock wave source and the output of the electrical stimulation pulse through the Stimulation device.
Weiterhin vorteilhaft umfasst das erfindungsgemäße System eine Zeiteinstelleinrichtung zum Einstellen der zeitlichen Auslösung der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle und der Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses durch die Stimulationseinrichtung. Hierbei ist die Zeiteinstelleinrichtung vorteilhafterweise eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses durch die Stimulationseinrichtung. Da die mechanischen Wellen der Stoß- bzw. Druckwelle sich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit) im Gewebe ausbreiten, als die elektrischen Stimulationsimpulse (Lichtgeschwindigkeit), muss diese Zeitverschiebung ausgeglichen werden, um die Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle und des elektrischen Stimulationsimpulses entsprechend der gewünschten Anwendung steuern und einstellen zu können.Farther Advantageously, the system according to the invention comprises a time setting device for adjusting the timing of the output of the shock or pressure wave through the shockwave source and the output of the electrical stimulation pulse by the stimulation device. In this case, the time setting device is advantageously a delay means to delay the output of the electrical stimulation pulse by the stimulation device. Since the mechanical waves of the shock or pressure wave with a lower speed (speed of sound) in the tissue, as the electrical stimulation pulses (speed of light), This time shift must be balanced to the output the shock or Pressure wave and the electrical stimulation pulse accordingly the desired To be able to control and adjust the application.
Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße System eine EKG-Einrichtung (Elektrokardiogramm-Einrichtung) mit zumindest zwei Elektroden zum Erfassen von EKG-Daten eines Patienten vor, während und/oder nach der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle und des elektrischen Stimulationsimpulses. Hierbei stellt die Steuereinrichtung vorteilhafterweise die Energie der Stoß- bzw. Druckwelle und/oder des elektrischen Stimulationsimpulses und/oder den zeitlichen Ablauf der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle und der Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses auf der Basis der von der EKG-Einrichtung erfassten EKG-Daten ein.advantageously, includes the system according to the invention an ECG device (electrocardiogram device) with at least two electrodes for acquiring an ECG data of a patient before, during and / or after the issue of the shock or pressure wave and the electrical stimulation pulse. in this connection the controller advantageously provides the energy of shock or pressure wave and / or the electrical stimulation pulse and / or the timing of the output of the shock or pressure wave and the Output of the electrical stimulation pulse on the basis of ECG data collected by the ECG device.
Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße System weiterhin eine Ortungseinrichtung zum Orten und/oder Lokalisieren eines Zielgebietes in Bezug auf das zu stimulierende Organ. Falls das Organ ein menschliches Herz ist, lässt sich durch diese Ortungseinrichtung beispielsweise das Applikationsfenster in Bezug auf die Rippen und die Lunge feststellen und somit das Zielgebiet lokalisieren. Vorteilhafterweise ist die Ortungseinrichtung eine Ultraschalleinrichtung.advantageously, includes the system according to the invention furthermore a locating device for locating and / or locating of a target area with respect to the organ to be stimulated. If the organ is a human heart can be passed through this locating device For example, the application window with respect to the ribs and determine the lungs and thus locate the target area. advantageously, the locating device is an ultrasound device.
Vorteilhafterweise kann die Ortungseinrichtung auch eine Doppler-Ultraschalleinrichtung zum Erfassen des Zielgebietes mit Doppler-Ultraschall, z.B. ein Farb-Doppler, sein, wobei die Steuereinrichtung die Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle und die Ausgabe des elektrischen Stimulationsimpulses auf der Basis der Erfassung des Zielgebietes durch die Doppler-Ultraschalleinrichtung steuert. Der Vorteil hierbei ist, dass durch die Anwendung von Doppler-Ultraschall das Zielgebiet, der Abstand zwischen Stoßwellenquelle und dem Zielgebiet usw. sowohl zeitlich als auch örtlich genau einstell- und regelbar ist.advantageously, For example, the locating device can also detect a Doppler ultrasound device of the target area with Doppler ultrasound, e.g. a color Doppler, be, wherein the control device, the output of the shock or Pressure wave and the output of the electrical stimulation pulse based on detection of the target area by the Doppler ultrasound device controls. The advantage here is that through the application of Doppler ultrasound the target area, the distance between the shockwave source and the target area etc. both temporally and locally is precisely adjustable and adjustable.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zur Stimulation von Organen, wie z.B. dem Herzen, eines Patienten gemäß Anspruch 11. Dieses erfindungsgemäße System umfasst eine Stoßwellenquelle zur Ausgabe einer Stoß- bzw. Druckwelle, eine Ortungseinrichtung zum Erfassen eines Zielgebietes mittels Doppler-Ultraschall und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle auf der Basis der Erfassung des Zielgebietes durch die Ortungseinrichtung. Der Vorteil dieses Systems ist, dass durch die Verwendung des Doppler-Ultraschalls das Zielgebiet einschließlich Behandlungsfenster und der Abstand zwischen Zielgebiet und Stoßwellenquelle exakt bestimmt werden kann, wodurch über den Energieverlust durch das Gewebe die notwendige Applikationsenergie der Stoß- bzw. Druckwelle genau einstellbar ist. Weiterhin ist durch die Zeitauflösung des Doppler-Ultraschalls eine Steuerung und Regulierung der Energie der Stoß- bzw. Druckwelle sehr zeitnah möglich.The The above object is further achieved by a system for stimulation of organs, e.g. the heart, of a patient according to the claim 11. This inventive system includes a shock wave source for the output of a shock or pressure wave, a locating device for detecting a target area by means of Doppler ultrasound and a control device for controlling the Output of shock or pressure wave through the shockwave source on the basis of the detection of the target area by the locating device. The advantage of this system is that through the use of Doppler ultrasound including the target area Treatment window and the distance between target area and shockwave source can be determined exactly, thereby over the energy loss through the tissue the necessary application energy of the shock or pressure wave is precisely adjustable. Furthermore, by the time resolution of Doppler ultrasound control and regulation of energy the shock or Pressure wave very soon possible.
Vorteilhafterweise stellt die Steuereinrichtung dieses erfindungsgemäßen Systems auf der Basis der Erfassung des Zielgebietes durch die Ortungseinrichtung den Abstand zwischen der Stoßwellenquelle und dem Zielgebiet fest und stellt auf der Basis dieser Berechnung die Intensität der von der Stoßwellenquelle abzugebenden Stoß- bzw. Druckwelle ein. Hierbei kann vorteilhafterweise eine Rückkopplungs-Schaltung zur automatischen Einstellung der Intensität der von der Stoßwellenquelle abzugebenden Stoß- bzw. Druckwelle vorgesehen sein.advantageously, represents the controller of this system according to the invention on the basis of the detection of the target area by the locating device the distance between the shockwave source and the target area and represents on the basis of this calculation the intensity that of the shockwave source to be delivered or pressure wave. In this case, advantageously, a feedback circuit for automatically adjusting the intensity of the shockwave source to be delivered be provided or pressure wave.
Vorteilhafterweise ist weiterhin eine Justiereinrichtung zum räumlichen Justieren der Stoßwellenquelle vorgesehen, wobei die Steuerungseinrichtung die Justiereinrichtung auf der Basis einer Erfassung des Zielgebietes steuert. Hierbei kann vorteilhafterweise eine Rückkopplungsschaltung zum automatischen Steuern der Justiereinrichtung auf der Basis der Erfassung des Zielgebietes vorgesehen sein. Die Justiereinrichtung ist beispielsweise eine mechanische Einrichtung zum zwei- oder dreidimensionalen Einstellen der Abstrahlrichtung der Stoßwellenquelle, kann jedoch auch eine elektrische oder sonstig ausgestaltete geeignete Vorrichtung sein.advantageously, is also an adjusting device for the spatial adjustment of the shock wave source provided, wherein the control device, the adjusting device controls on the basis of a detection of the target area. in this connection may advantageously be a feedback circuit for automatically controlling the adjusting device on the basis of Be provided detection of the target area. The adjustment device is for example a mechanical device for two- or three-dimensional Adjusting the emission direction of the shockwave source, but can also an electrical or otherwise configured suitable device be.
Alternativ kann die Erfassung des Zielgebietes zur Steuerung der Justiereinrichtung durch eine Einrichtung zum Detektieren von reflektierten Stoßwellen erfolgen. Hierbei werden die Reflektionen der von der Stoßwellenquelle ausgestrahlten Stoß- bzw. Druckwellen empfangen und ausgewertet.alternative can the detection of the target area to control the adjustment by a device for detecting reflected shock waves respectively. Here, the reflections of the shock wave source radiated shock or pressure waves received and evaluated.
Vorteilhafterweise weist die Stoßwellenquelle ein Fokussierungssystem zum Fokussieren der ausgegebenen Stoß- bzw. Druckwellen auf das Zielgebiet auf, wobei eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Fokussierungsystems abhängig von der Erfassung des Zielgebietes vorgesehen ist. Hierbei ist vorteilhafterweise eine Rückkopplungsschaltung zum automatischen Einstellen des Fokussierungssystems abhängig von der Erfassung des Zielgebietes vorgesehen. Das Fokussierungssystem ist beispielsweise ein geeignetes System zur Veränderung der Brennweite einer Linse, durch die die Stoß- bzw. Druckwelle hindurch tritt.advantageously, has the shockwave source a focusing system for focusing the issued shock or Pressure waves on the target area, wherein an adjustment for adjusting the focusing system depending on the detection of the Target area is provided. This is advantageously a Feedback circuit for automatically adjusting the focusing system depending on the detection of the target area provided. The focusing system For example, is a suitable system for changing the focal length of a Lens through which the shock or pressure wave passes through.
Vorteilhafterweise ist weiterhin eine EKG-Einrichtung mit zumindest zwei Elektroden zum Erfassen von EKG-Daten eines Patienten vor, während und/oder nach der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle vorgesehen. Hierbei kann die Steuereinrichtung die Energie der Stoß- bzw. Druckwelle und/oder den Zeitpunkt der Ausgabe der Stoß- bzw. Druckwelle durch die Stoßwellenquelle auf der Basis der von der EKG-Einrichtung erfassten EKG-Daten einstellen.advantageously, is still an ECG device with at least two electrodes for collecting ECG data of a patient before, during and / or after the issue of the shock or pressure wave through the shock wave source intended. In this case, the control device, the energy of the shock or Pressure wave and / or the date of issue of the shock or Pressure wave through the shock wave source on the basis of the ECG data collected by the ECG device.
Die Stoßwellenquelle kann vorteilhafterweise zumindest zwei Elemente zum Ausgeben einer Stoß- bzw. Druckwelle umfassen, wobei die Elemente abhängig von der Ortung bzw. Lokalisierung des Zielgebietes durch die Ortungseinrichtung selektiv ansteuerbar sind. Beispielsweise kann die Stoßwellenquelle hierbei aus einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Segmenten zum Ausgeben von Stoß- bzw. Druckwellen bestehen, die jeweils unabhängig voneinander ein- bzw. ausgeschaltet werden können.The Shockwave source can advantageously at least two elements for outputting a shock or Include pressure wave, the elements depending on the location or localization of the target area by the locating device selectively controllable are. For example, the shock wave source in this case from a Number of juxtaposed segments for outputting shock or Pressure waves exist, each independently or can be turned off.
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen in Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert, in denenThe present invention will become apparent in the following detailed description, by way of embodiments, with reference to the accompanying figures explained in more detail in which
Das
in der
Die
Stoßwellenquelle
Das
erfindungsgemäße System
Das
erfindungsgemäße Stimulationssystem
Es
ist hervorzuheben, dass die Ausgestaltung des Stimulationssystems
Das
in
Wie
in
Das
Stimulationssystem
Der
Stoßwellenapplikator
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121201 |