CN101175530A - 用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置以及用于治疗的器官处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置，以及用于治疗的器官处理的方法。本发明的目的在于提供一种可植入或还可体外使用的电子医疗装置，用之可以在患病器官中激发治愈过程。该目的通过一种用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置实现，该装置包括一个可编程的发生器和接收器单元(3)，其产生和接收微电流和电磁能，并与电极(4、5)电连接；一个遥测单元(6)，其集成在所述发生器和接收器单元(3)中，具有用于与体外设备进行数据交换的发射器和接收器；和一个电源单元(7)。

Description

用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置以及用于治疗的器官处理的方法

技术领域

本发明涉及一种用于器官处理(Organbehandlung)和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置以及一种用于治疗的器官处理的方法。

背景技术

用于心脏处理和监测(诊断)的电子医疗装置是公知的。基于心肌细胞的激活通过电压(电位、电流)触发的事实，已经开发了一些能够测量和显现这些心脏电压(电位、电流)的装置。这种电压或电位测量的重要应用是心电图(EKG)，用EKG可以显现心脏的电刺激过程。心脏的每次收缩都是由电刺激心肌细胞而触发的。从而所绘出的电刺激曲线就提供了心肌收缩过程的图像。基于身体的导电性，可以从皮肤表面进行所述刺激的测量。基于这种测量可以诊断心律失常、心肌梗塞、心脏肥大等等。然而不能够借助于所述EKG进行心脏治疗。

此外，所谓的用于复律心动过速或者纤颤心脏的体外除颤器和可植入除颤器也是公知的。当心律失常严重到心脏的泵血功能不足的程度时就使用这些除颤器。所述除颤器可输出的电流脉冲从外部(胸的皮肤表面)通过表面电极(片状(patches))提供，或者当植入所述除颤器时通过经静脉电极提供。通过用于给予电击的电极，可以同时测量EKG，以能够与EKG同步地给予电击EKG。目前的可植入除颤器还可同时起到心脏起搏器的功能并且可用于治疗缓慢性心律失常。然而用这样的系统却不能够处理心力衰竭本身。

心脏起搏器提供了另一种处理缓慢性心律失常的可能性。起搏器可以起到作为脉冲发生器的窦房结的功能或者替代心脏的刺激传导系统中的其它结。单腔起搏器只起右心室和/或右心房中的脉冲发生器的作用，然而不能用于治疗心力衰竭。

此外还公知所谓的双腔心脏起搏器，所述双腔心脏起搏器可以通过脉冲刺激心脏的右心室和左心室。当在左心室中的刺激传导被中断或者阻滞时，这些起搏器对心脏左心室的功能有积极的效果。因为通过刺激左心室能够激活刺激区域中的心肌细胞并由此诱发收缩，从而改善心脏功能，尽管这种收缩由于自然刺激而不能被检测到。双腔起搏器通过产生脉冲来改善心脏的功能，然而不能够在治愈疾病的意义上治疗心力衰竭。

发明内容

本发明的目的是提供一种可植入或可体外使用的电子医疗装置，其可以激发患病器官的治愈过程。此外所述装置应当是可编程的并且应当允许遥测通信。由于所述治愈过程会改变组织阻抗，所述装置应当还能够测量这种情况。

此外，还提出一种可以治疗患病器官的方法。

所述目的通过权利要求1和9所述的特征实现。

已经发现，通过在心肌(心脏肌肉)上作用电能或者电磁能会引起再生过程，所述再生过程主要涉及心肌的细胞外区域和譬如肝和肺的其它器官，并且涉及在这些器官中的胶原合成和代谢。

如本发明所述的用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置包括：一个可编程的发生器和接收器单元，其产生和接收微电流和/或电磁能并与电极电连接；一个遥测单元，其集成在所述发生器和接收器单元中，并具有用于与体外设备进行数据交换的发射器和接收器；以及一个电源单元。

如本发明所述的用于器官处理的治疗方法的特征在于，使一个患病的器官组织受微电流、电压和/或电场、电磁场或者磁场(电磁能)的作用。

其他的优选实施例在从属权利要求中说明。

在如本发明所述的装置的一个实施方式中，所述单元部分地或者完全地设置于体外。

此外，适当的是，通常将所谓的片状电极用作所述电极。

所述电极优选构成为，能够向心脏或者其它器官的组织发送电能或者电磁能并且能够从它们接收信号。

此外，所述电极优选地与能够测量心壁运动的传感器结合。

此外还优选的是，起搏器或者除颤器的电极可以用作发送微电流的电极。

在本发明的另一个实施方式中，优选的是，所述发生器或者接收器单元与心脏起搏器或者除颤器结合成一体，例如，构造在同一个壳体中，从而形成一个功能上新颖的单元，其发送用于刺激的刺激脉冲或者能够有助于心脏节律(除颤器)，并且同时利用该单元可以发送可以治愈心脏的微电流。

在另一个优选实施方式中，所述电极构成为，其还可用于通过起搏器或者除颤器进行刺激。

在本发明所述的治疗方法的另一个实施方式中，采用0.001mA至10mA之间范围内的微电流。

根据本发明的另一个实施方式，使所述器官组织受到微电流或者电磁能的作用，以调节和改性在一个器官的细胞外区域中的胶原(I和III)。

根据另一个实施方式，通过使用微电流来调节前炎性细胞因子的含量(例如白介素6含量)。

根据另一个实施方式，通过使用微电流以及电场或者电磁场调节MMP(基质金属蛋白酶)含量和TIMP(基质金属蛋白酶组织抑制因子)含量。

根据另一个实施方式，通过使用微电流以及电场或者电磁场来调节生长激素。

优选地，利用如本发明所述的装置将电流或者电压应用到或施加到器官上，所述电流或者电压的作用是例如通过刺激胶原的合成代谢、分解代谢或者新陈代谢对所述器官的细胞外基质或者细胞产生积极的影响。在此，所述电流或者电压既可以是直流的也可以是交流的电流或者电压，必要时所述电压或者电流可以脉冲的方式(gepulst)传递。

如本发明所述的装置构成为，可通过专门的可植入电极传送所述电能或者电磁能。如果使用普通的电池，所述系统的功耗只能够有不足两年的使用寿命，所以就用可充电的电池作为所述装置的电源。

本发明所述的装置可以遥测编程，其中所述电流治疗的结果可以通过测量组织的阻抗和通过测量其它参数，例如直接在心脏上测量EKG和心壁运动，由所述设备自身进行监测和遥测传输。为此采用还向组织发送电能的相同电极。测量心壁运动的传感器直接固定在心肌上。依据心壁运动发送可测量的电信号。

本发明的另一个优点是，借助于现代电信可以将治疗和处理的结果从监测患者的地点传输到世界范围内任何有权限的地点。

本发明所述的装置还可以与心力衰竭的其它治疗方式结合，例如与心脏支持系统结合。

本发明所述的装置既可以体内(可植入的单元)使用也可以通过皮肤电极体外使用。

本发明所述的装置的另一个优点是，所述植入部分的大小与一个心脏起搏器的大小大致相当。所要施加的电流形式取决于疾病的种类或心脏或者其它器官的组织检查的结果。所施加的电流强度在0.001mA至10mA的范围内。

本发明的另一个优点在于，在微电流的作用下保持器官组织的细胞活力，这已通过检验缝隙连接蛋白40、43和45得到证实。

下面借助于实施例和附图详细地说明本发明。

附图说明

在附图中：

图1用前视图示出了一个植入在心脏区域中的变例的设置；

图2用侧视图示出了一个可植入的变例的设置；

图3用前视图示出了如本发明所述的装置的一个体外的变例，以及

图4用后视图示出了所述系统的一个体外的变例。

具体实施方式

心力衰竭的特征在于心脏泵血的生理能力受限。在疾病初期，这种情况只是在负重状态下才有表现。在疾病的进展期，在休息状态下也可以观察到泵血功能受限。

普遍接受的心力衰竭分级是NYHA(纽约心脏病协会)的分级方法，其中把心力衰竭分为四级。

处理心力衰竭的目的是改善心脏功能或尽可能长时间地维持受损的功能。

在早期阶段用药物处理心力衰竭，但是在进展期，现在常常采用通过双心室起搏的所谓再同步处理，而在晚期阶段可选择的处理是心脏移植或植入心脏支持系统或者人造心脏系统。

用微电流或者用电磁能处理是处理心力衰竭的新方法。这种处理可以用于心力衰竭的所有阶段。如在图1、2、3和4中所示，可以以各种方式施加微电流或者电磁能。

原则上所述微电流或者电磁能通过直接围绕患者1的心脏2的一个前电极4和一个后电极5在体内施加，或者通过帖放在心脏区域的皮肤上的电极体外施加。施加磁能可以无需直接接触皮肤。

直接的体内应用以如下的方式进行：

围绕心脏1定位直接围绕心脏1的前电极4和后电极5。这可以通过胸胃正中切开术开胸实现，或者通过横切口实现，或者在出于其它原因进行的心脏手术(例如，搭桥术、心脏瓣膜手术、心脏支持系统植入术、心脏移植等等)的过程中实现。

图1和图2用示意图示出了患者1，该患者装有植入的发生器和接收器部分3，装有植入的遥测单元6和电源单元7，而在图3和图4中示出了设置在所述患者1体外的发生器和接收器部分3、遥测单元6和电源单元7。

前电极4和后电极5由带有对准心脏侧的导电侧的、高度挠性的塑料(例如硅树脂)制成。为了施加电磁能，采用含有永磁体或者含有可以建立磁场的小线圈的电极。为了施加电场采用相应的电极。

然后把所述电极与一植入体电连接，该植入体以与起搏器相似的方式置于胸袋或者腹袋中。

另一个设置所述电极的选择在于，通过一个剑突下切口到达心脏，这可以使得不必开胸。通过该切口可以在心包内或者心包外设置所述电极。这种切口优选地用于不必进行其它的心脏手术并且没有心包粘连的患者。利用这种形式的切口，产生所需电信号的植入体优选地放置在腹袋中。

向所述心脏施加微电流的另一个选择在于经静脉电极。优选地，可以利用刺激或者除颤用的电极。如果使用设有微电流发生器的可植入的单腔或者双腔起搏器或者除颤器，就可以利用相同的电极施加微电流和用于刺激或者除颤。

在体外施加微电流或者电磁能的情况下，把导电电极直接与皮肤进行电连接。设置所述电极，使得微电流影响尽可能大的心脏面积。这可以通过只在前方设置的电极或者通过附加地在背部设置电极来实现。磁电极或者电场电极还可以非直接地与皮肤接触使用。

在放置电极以后，通过处于所述植入体中的遥测器6(图1和图2)接通发生器3，并且选择对应的电流形式。该过程的效果借助于超声心动图定期地控制心肌的收缩性、心脏的功能(喷血分数、射血分数)、左心室和右心室的大小和心壁的运动速度来进行控制。处理的持续时间取决于利用超声心动图测量的所达到的改善程度。应当一直使用所述方法，直到优化电流强度、电流形式和频率之后也不能再观察到心脏的改善为止。

对于心脏移植术后的患者，可以利用施加的微电流或者电磁能减弱排异反应。该方法的使用以与上述心力衰竭患者相同的方式进行。

应用该方法还可以以与上述相同的方式处理与器官功能缺失或者纤维化有关的肝病、肺病和肾病。

附图标记一览表

1患者

2心脏

3发生器和接收器部分

4前电极

5后电极

6遥测单元

7电源单元

Claims (16)

1.用于器官处理和器官监测的可植入或可体外使用的电子医疗装置，包括：

一个可编程的发生器和接收器单元(3)，其产生和接收微电流和电磁能，并与电极(4，5)电连接；

一个遥测单元(6)，其集成在所述发生器和接收器单元(3)中，并具有用于与体外设备进行数据交换的发射器和接收器；以及

一个电源单元(7)。

2.如权利要求1所述的电子医疗装置，其特征在于，所述单元(3、6、7)部分地或者完全地设置于体外。

3.如权利要求1或2所述的电子医疗装置，其特征在于，所述电极(4、5)为片状电极。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电子医疗装置，其特征在于，所述电极(4、5)构成为，能够向器官组织发送电能或者电磁能，并且能够从器官组织接收信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电子医疗装置，其特征在于，在所述电极(4、5)中集成有用于测量心壁运动的传感器。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电子医疗装置，其特征在于，可使用起搏器或者除颤器的电极作为发送微电流的电极(4、5)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电子医疗装置，其特征在于，所述发生器和接收器单元(3)以及一个起搏器和/或一个除颤器设置在同一个壳体中。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电子医疗装置，其特征在于，所述电极(4、5)构成为，还可用于通过起搏器和/或除颤器进行刺激。

9.用于治疗的器官处理的方法，其特征在于，使患病的器官组织受到微电流、电压和/或电场、电磁场或者磁场(电磁能)的作用。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用0.001mA至10mA范围内的微电流。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，使器官组织受到微电流或者电磁能的作用，以调节和改性在一个器官的细胞外区域中的胶原(I和III)。

12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，使用微电流或者电磁能来调节前炎性细胞因子的含量(例如白介素6含量)。

13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，使用微电流或者电磁能来调节MMP(基质金属蛋白酶)含量和TIMP(基质金属蛋白酶组织抑制因子)含量。

14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，该方法能治疗心力衰竭、肝病、肺病或者肾病。

15.如权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，在移植的情况下采用微电流和电磁能来减弱排异反应。

16.如权利要求9至15中任一项所述的方法，其特征在于，要调节生长激素。

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