EA002068B1

EA002068B1 - Увеличение электрической проводимости и сокращаемости с помощью двухфазного кардиостимулятора

Info

Publication number: EA002068B1
Application number: EA199901048A
Authority: EA
Inventors: Мортон М. Моуэр
Original assignee: Дзе Моуэр Фэмили Си Эйч Ф Ирревокэбл Траст
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2001-12-24
Also published as: UA53708C2; HUP0004856A2; CA2290600A1; CA2290600C; CZ292821B6; CN1265042A; IL132668A0; CZ2000154A3; EE04584B1; TR200000311T1; HUP0004856A3; EA199901048A1; CN1155425C; AU731713B2; EP1027100A1; PL338298A1; WO2000001443A1; SK742000A3; DE69811932T2; BR9811417A

Abstract

Увеличение электрической проводимости и сокращений с помощью двухфазного кардиостимулятора. Первая фаза стимуляции применяется к мышечной ткани. Эта первая фаза стимуляции имеет заранее определенную полярность, амплитуду и продолжительность. Затем к мышечной ткани применяется вторая фаза стимуляции. Вторая фаза также имеет заранее определенную полярность, амплитуду и продолжительность. Эти две фазы применяются последовательно. Вопреки принятой практике первой применяется анодная стимуляция, после чего применяется катодная стимуляция. Таким образом, проводимость импульса через сердечную мышцу улучшается вместе с увеличением сокращаемости. Способ может быть также использован для стимуляции мышечных тканей, отличных от сердечной мышечной ткани.

Description

Это изобретение относится в целом к способам стимуляции мышечной ткани. В частности, это изобретение относится к способу кардиостимуляции и стимулятору с двухфазными формами волн, приводящих к улучшеннию проводимости и сокращаемости.

Уровень техники

Функция сердечно-сосудистой системы является существенной для жизнедеятельности. Через кровообращение ткани тела получают необходимые питательные вещества и кислород, и выводят ненужные вещества. При отсутствии кровообращения клетки начинают подвергаться необратимым изменениям, которые приводят к смерти. Мышечные сокращения сердца - движущая сила кровообращения.

В сердечной мышце волокна связаны между собой в разветвленную сеть, которая распространяется через сердце во всех направлениях. Когда какая-либо часть этой сети возбуждена, волна деполяризации проходит ко всем ее частям, и вся структура сокращается, как единое целое. Прежде чем волокно мышцы может быть возбуждено для сжатия, его мембрана должна быть поляризована. Волокно мышцы обычно остается поляризованным, пока оно не стимулируется некоторым изменением в его окружении. Мембрана может быть стимулирована электрически, химически, механически или при помощи изменения температуры. Минимальная сила стимуляции, необходимая для того, чтобы вызвать сокращение, называется порогом раздражения. Максимальная амплитуда стимуляции, которая может быть приложена, не вызывая при этом сокращения, называется максимальной подпороговой амплитудой.

Когда мембрана стимулируется электрически, амплитуда импульса, требуемая для того, чтобы вызвать реакцию, зависит от множества факторов. Во-первых, это длительность протекания тока. Так как полный перемещенный заряд равен амплитуде тока на продолжительность импульса, увеличенная продолжительность стимуляции связана с уменьшением амплитуды порогового тока. Во-вторых, часть прикладываемого тока, который фактически пересекает мембрану, обратно пропорциональна размеру электрода. В-третьих, часть прикладываемого тока, который фактически пересекает мембрану, прямо пропорциональна близости электрода к ткани. В-четвертых, амплитуда импульса, требуемая для того, чтобы вызвать реакцию, зависит от времени стимуляции в пределах цикла возбуждения.

Почти повсюду в сердце находятся пучки и волокна особой ткани сердечной мышцы. Эта ткань содержит в себе проводящую систему сердца и служит для того, чтобы инициировать и распределять волны деполяризации по всему миокарду. Любое вмешательство или блокировка проводимости сердечного импульса могут вызвать аритмию или заметное изменение темпа или ритма сердца.

Иногда пациенту, страдающему от расстройства проводимости, можно помочь электрокардиостимулятором. Такое устройство содержит малую батарею, питающую электрический стимулятор. Когда кардиостимулятор установлен, электроды обычно протянуты сквозь вены в правый желудочек, или в правое предсердие и правый желудочек, а стимулятор установлен под кожей в плече или в брюшной полости. Питающие провода установлены в тесном контакте с сердечной тканью. Кардиостимулятор передает ритмичные электрические импульсы сердцу, и миокард отвечает, ритмично сжимаясь. Имплантируемые медицинские устройства для стимуляции сердца хорошо известны и использовались для лечения людей приблизительно с середины 1960 годов.

Для стимуляции миокарда могут использоваться или катодный, или анодный токи. Однако анодный ток, как полагают, не является клинически полезным. Катодный ток содержит электрические импульсы отрицательной полярности. Этот тип тока деполяризует мембрану клетки, разряжая мембранный конденсатор, и непосредственно уменьшает потенциал мембраны до порогового уровня. Катодный ток, непосредственно уменьшая потенциал покоя мембраны до порогового, имеет величину от половины до одной трети нижнего порогового тока в последней диастоле по сравнению с анодным током. Анодный ток содержит в себе электрические импульсы положительной полярности. В результате действия анодного тока происходит гиперполяризация покоящейся мембраны. После резкого завершения анодного импульса мембранный потенциал возвращается до уровня покоя, перерегулируется до порогового и происходит распространяемая реакция. Использованию анодного тока для стимуляции миокарда обычно препятствует более высокий порог стимуляции, который приводит к использованию более высокого тока, приводя к истощению батареи имплантированного устройства и недолговечности. Кроме того, использованию анодного тока для кардиостимуляции препятствуют предположения, что анодный вклад в деполяризацию может, особенно при более высоких напряжениях, вносить вклад в порождение аритмии.

Фактически вся искусственная кардиостимуляция производится при использовании стимулирующих импульсов отрицательной полярности, или в случае биполярных систем, катод находится ближе к миокарду, чем анод. Там, где используют анодный ток, он обычно выступает как заряд незначительной величины, используемый для рассеивания остаточного заряда на электроде. Он не оказывает действия и не воздействует на состояние миокарда непосредст венно. Такое применение описано в патенте США номер 4,543,956 на имя Негесоуюг

Использование трехфазной формы волны было раскрыто в патентах США, номера 4,903,700 и 4,821,724 на имя ^Ыдйат и др., и патенте США номер 4,343,312, на имя Сак и другие. Здесь первая и третья фазы сами по себе не имеют никакого отношения к миокарду, а предложены только для того, чтобы воздействовать непосредственно на поверхность электрода. Таким образом, заряд, используемый в этих фазах, имеет очень низкую амплитуду.

Наконец, двухфазная стимуляция раскрыта в патенте США номер 4,402,322, на имя Эиддаи. Цель изобретения состоит в том, чтобы произвести удвоение напряжения без потребности в большом конденсаторе в выходной цепи. Фазы описанной двухфазной стимуляции имеют равную величину и продолжительность.

Увеличенная функция миокарда получена посредством двухфазной стимуляции согласно настоящему изобретению. Комбинация катодных и анодных импульсов с целью или стимулирования или улучшения состояния организма, сохраняет улучшенную проводимость и сокращаемость при использовании анодной стимуляции при исключении недостатка в виде увеличенного порога раздражения. Результатом является волна деполяризации увеличенной скорости распространения. Эта увеличенная скорость распространения приводит к превосходному сердечному сокращению, ведущему к улучшению кровотока. Улучшенная стимуляция при более низком уровне напряжений также приводит к снижению потребления энергии и увеличенному сроку службы батарей кардиостимулятора.

Как и сердечная мышца, поперечнополосатая мышца также может быть стимулирована электрически, химически, механически или при помощи изменения температуры. Там, где волокно мышцы стимулировано мотонейроном, нейрон передает импульс, который активизирует все волокна мышцы в пределах ее управления, то есть волокна мышцы в ее двигательной единице. Деполяризация в одной области мембраны стимулирует смежные области, которые тоже деполяризуются, и волна деполяризации распространяется по мембране во всех направлениях от места стимуляции. Таким образом, когда мотонейрон передает импульс, все волокна мышцы в ее двигательной единице стимулированы на одновременное сжатие. Минимальная сила, нужная для того, чтобы вызвать сокращение, называется порогом раздражения. Как только этот уровень стимуляции достигнут, есть уверенность, что увеличение уровня не будет увеличивать сокращение. Кроме того, так как волокна мышцы в пределах каждой мышцы организованы в двигательные единицы, и каждая двигательная единица управляется отдельным мотонейроном, все во локна мышцы в двигательной единице стимулируются одновременно. Однако, мышца в целом управляется многими различными двигательными единицами, которые отвечают на различные пороги стимуляции. Таким образом, когда данный раздражитель прикладывается к мышце, одни двигательные единицы могут ответить, а другие - нет.

Комбинация катодных и анодных импульсов согласно настоящему изобретению также обеспечивает улучшенное мышечное сокращение там, где электрическая мышечная стимуляция предписана из-за неврального или мышечного повреждения. Когда нервные волокна были повреждены из-за травмы или болезни, волокна мышцы в областях, питаемых поврежденным нервным волокном, имеют тенденцию подвергаться атрофии и отмиранию. Мышца, которая не может быть тренируема, может уменьшаться до половины ее обычного размера за несколько месяцев. Когда нет никакой стимуляции, мало того, что волокна мышцы уменьшаются в размере, но они становятся и фрагментированными и вырождающимися, и заменяются соединительной тканью. Посредством электростимуляции можно поддерживать мышечный тонус такой, чтобы после заживления или регенерации нервного волокна, ткани мышцы остались бы жизнеспособными.

Когда ткань мышцы была повреждена изза раны или болезни, процессу восстановления можно помочь электростимуляцией. Увеличенное сокращение мышцы получается благодаря двухфазной стимуляции согласно настоящему изобретению. Комбинация катодных и анодных импульсов для или стимулирования или улучшения состояния организма приводит к сокращению большего числа двигательных единиц при более низком уровне напряжения, приводя к превосходной мышечной реакции.

Краткое описание изобретения

Следовательно, цель настоящего изобретения - обеспечить улучшенную стимуляцию сердечной ткани.

Другая цель настоящего изобретения увеличить производительность сердца через повышенное сокращение сердца, ведущее к большему ударному объему.

Другая цель настоящего изобретения увеличить скорость распространения импульса.

Другая цель настоящего изобретения - удлинить срок службы батареи кардиостимулятора.

Далее, цель настоящего изобретения - получить эффективную кардиостимуляцию при более низком уровне напряжений.

Далее, цель настоящего изобретения исключить необходимость размещения электрических подводов в тесном контакте с тканью для получения стимуляции ткани.

Далее, цель настоящего изобретения обеспечить улучшенную стимуляцию мышечной ткани.

Далее, цель настоящего изобретения обеспечить сокращение большего числа мышечных двигательных единиц при более низком уровне напряжений.

Способ и устройство для мышечной стимуляции в соответствии с настоящим изобретением включают проведение двухфазной стимуляции ткани мышцы, при этом осуществляются и катодный, и анодный импульсы. Согласно одному из аспектов этого изобретения, эта стимуляция проводится с миокардом, чтобы усилить функцию миокарда. Согласно другому аспекту этого изобретения, эта стимуляция подводится к сердечному резервуару крови. Это позволяет проводить кардиостимуляцию без необходимости размещения электрических подводов в тесном контакте с тканью сердца. Согласно дальнейшему аспекту этого изобретения, стимуляция проводится для ткани поперечнополосатой мышцы, чтобы вызвать мышечную реакцию.

Способ и устройство настоящего изобретения включают первую и вторую фазы стимуляции, при этом каждая фаза стимуляции имеет полярность, амплитуду, форму и продолжительность. В предпочитаемом варианте выполнения первая и вторая фазы имеют отличающиеся полярности. В первом альтернативном варианте выполнения эти две фазы имеют отличающиеся амплитуды. Во втором альтернативном варианте выполнения эти две фазы имеют отличающуюся продолжительность. В третьем альтернативном варианте выполнения первая фаза выполнена в форме прерывающейся волны. В четвертом альтернативном варианте выполнения амплитуда первой фазы изменяется во времени. В пятом альтернативном варианте выполнения первая фаза проводится более чем через 200 миллисекунд после биения сердца; то есть, больше, чем 200 миллисекунд после завершения сердечного цикла биение/ накачивание. В предпочтительном альтернативном варианте выполнения первая фаза стимуляции представляет собой анодный импульс максимальной подпороговой амплитудой большой продолжительности, а вторая фаза стимуляции катодный импульс малой продолжительности и высокой амплитудой. Отмечено, что вышеупомянутые альтернативные варианты выполнения могут быть скомбинированы различным образом. Также нужно отметить, что эти альтернативные варианты выполнения приведены в качестве примеров и не ограничивают рамки изобретения.

Электроника кардиостимулятора, необходимая для применения на практике способа настоящего изобретения, хорошо известна из уровня техники. Имеющаяся в наличии электроника кардиостимулятора способна к тому, чтобы запрограммировать ее для выдачи разновидностей импульсов, включая описанные.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематическое представление опережающей анодной двухфазной стимуляции.

Фиг. 2 - схематическое представление опережающей катодной двухфазной стимуляции.

Фиг. 3 - схематическое представление опережающей анодной стимуляции, низкого уровня и большой продолжительности, сопровождаемой обычной катодной стимуляцией.

Фиг. 4 - схематическое представление опережающей анодной стимуляции, переменной во времени, низкого уровня и большой продолжительности, сопровождаемой обычной катодной стимуляцией.

Фиг. 5 - схематическое представление опережающей анодной стимуляции, низкого уровня и малой длительности, проводимой серией, с последующей обычной катодной стимуляцией.

Фиг. 6 изображает зависимость скорости проводимости поперек волокон от продолжительности стимуляции, происходящей от опережающего анодного двухфазного импульса.

Фиг. 7 изображает зависимость скорости проводимости параллельно волокну от продолжительности стимуляции, происходящей от опережающего анодного двухфазного импульса.

Описание изобретения

Настоящее изобретение относится к двухфазной электростимуляции мышечной ткани. Фиг. 1 демонстрирует двухфазную электростимуляцию, в которой первая фаза стимуляции, включающая анодный возбудитель 102, проводится с амплитудой 104 и продолжительностью 106. За первой фазой стимуляции немедленно следует вторая фаза, включающая катодную стимуляцию 108 равной интенсивности и продолжительности.

Фиг. 2 изображает двухфазную электростимуляцию, в которой первая фаза стимуляции, включающая катодную стимуляцию 202, проводится с амплитудой 204 и продолжительностью 206. За первой фазой стимуляции немедленно следует вторая фаза стимуляции, включающей анодную стимуляцию 208, равной интенсивности и продолжительности.

Фиг. 3 представляет предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения, в котором первая фаза стимуляции включает низкий уровень, большую продолжительность анодной стимуляции 302, и проводится с амплитудой 304 и продолжительностью 306. За этой первой фазой стимуляции немедленно следует вторая фаза стимуляции, включающая катодную стимуляцию 308 обычной интенсивности и продолжительности. В альтернативном варианте выполнения изобретения анодная стимуляция 302 проходит при максимальной подпороговой амплитуде. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения анодная стимуляция 302 составляет менее чем три вольта. В сле002068 дующем альтернативном варианте выполнения изобретения, анодная стимуляция 302 имеет продолжительность примерно от двух до восьми миллисекунд. В следующем альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 308 имеет малую продолжительность. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 308 составляет примерно от 0.3 до 0.8 миллисекунд. В следующем альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 308 имеет высокую амплитуду. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 308 находится в примерном диапазоне от трех до двадцати вольт. В следующем альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения катодная стимуляция 308 имеет продолжительность меньше, чем 0.3 миллисекунды и напряжение больше, чем двадцать вольт. В другом альтернативном варианте выполнения анодная стимуляция 302 проводится более чем через 200 миллисекунд после биения сердца. Таким образом, максимальный потенциал мембраны без активации достигается в первой фазе стимуляции, как показано приведенными вариантами выполнения, а также очевидными возможными изменениями и дополнениями.

Фиг. 4 демонстрирует альтернативный предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения, в котором первая фаза стимуляции, включающая анодную стимуляцию 402 проводится в течение периода 404 с возрастающим уровнем интенсивности 406. Наклон возрастающего уровня интенсивности 406, может быть линейным или нелинейным, наклон может изменяться. За этой анодной стимуляцией немедленно следует вторая фаза стимуляции, включающая катодную стимуляцию 408 обычной интенсивности и продолжительности. В альтернативном варианте выполнения изобретения анодная стимуляция 402 повышается до максимальной подпороговой амплитуды. Еще в одном альтернативном варианте выполнения изобретения анодная стимуляция 402 повышается до максимальной амплитуды, которая составляет менее, чем три вольта. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения анодная стимуляция 402 имеет продолжительность примерно от двух до восьми миллисекунд. В следующем альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 408 имеет малую длительность. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 408 составляет примерно от 0.3 до 0.8 миллисекунд. Еще в одном альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 408 имеет высокую амплитуду. В следующем альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 408 находится в примерном диапазоне от трех до двадцати вольт. В другом альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения катодная стимуляция 408 имеет продолжительность меньше, чем 0,3 миллисекунды и проводится при напряжении больше, чем двадцать вольт. В следующем альтернативном варианте выполнения анодная стимуляция 402 проводится более чем через 200 миллисекунд после биения сердца. Таким образом, максимальный потенциал мембраны без активации достигается в первой фазе стимуляции, как показано приведенными вариантами выполнения, а также очевидными возможными изменениями и дополнениями.

Фиг. 5 представляет двухфазную электростимуляцию, при которой первая фаза стимуляции, включающая серию 502 анодных импульсов, проводится при амплитуде 504. В одном варианте выполнения период покоя 506 имеет равную продолжительность с периодом стимуляции 508, и проводится при нулевой амплитуде. В альтернативном варианте выполнения период покоя 506 имеет продолжительность, отличающуюся от периода стимуляция 508, и проводится при нулевой амплитуде. Период покоя 506 происходит после каждого периода стимуляции 508 за исключением того, что вторая фаза стимуляции, включающая катодную стимуляцию 510 обычной интенсивности и продолжительности, немедленно следует за завершением серии 502. В альтернативном варианте выполнения изобретения полный заряд, перемещенный за серию 502 анодной стимуляции, имеет максимальный подпороговый уровень. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения первый импульс стимуляции серии 502 проводится более чем через 200 миллисекунд после биения сердца. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 510 имеет малую длительность. А в другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 510 составляет приблизительно от 0.3 до 0.8 миллисекунд. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 510 имеет высокую амплитуду. А в другом альтернативном варианте выполнения изобретения, катодная стимуляция 510 находится в примерном диапазоне от трех до двадцати вольт. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения катодная стимуляция 510 имеет продолжительность меньше чем 0.3 миллисекунды и проводится при напряжении более чем двадцать вольт.

Пример 1.

Характеристики стимуляции и распространения миокарда изучались на изолированных сердцах с использованием импульсов различных полярностей и фаз. Эксперименты были выполнены на пяти изолированных, препарированных по Лангендорфу сердцах кроликов. Скорость проводимости на эпикарде была измерена с использованием ряда биполярных элек тродов. Измерения были проведены между шестью миллиметрами и девятью миллиметрами от места стимуляции. Трансмембранный потенциал был измерен, используя плавающий внутриклеточный микроэлектрод. Были исследованы следующие протоколы:

однофазный катодный импульс, однофазный анодный импульс, опережающий катодный двухфазный импульс и опережающий анодный двухфазный импульс.

Табл. 1 приводит значения скорости проводимости поперек направления волокон для каждого проведенного протокола стимуляции со стимуляциями при трех, четырех и пяти вольтах и продолжительностью импульсов две миллисекунды.

Таблица 1

Скорость проводимости поперек направления волокон, продолжительность 2 мс

	ЗУ	4У	5У
Катодный однофазный	18.9±2.5см/с	21.4±2.6см/с	23.3+3.0 см
Анодный однофазный	24.0±2.3 см/с	27.5±2.1см/с	31.3± 1.7см
Опережающий катодный двухфазный	27.1±1.2см/с	28.2±2.3 см/с	27.5±1.8см
Опережающий катодный двухфазный	26.8±2.1 см/с	28.5±0.7 см/с	29.7±1.8см

Табл. 2 приводит значения скорости проводимости вдоль направления волокон для каждого проведенного протокола стимуляции со стимуляциями при трех, четырех и пяти вольтах и продолжительностью импульсов две миллисекунды.

Таблица 2

Скорость проводимости вдоль направления волокон, продолжительность 2 мс

	3У	4У	5У
Катодный однофазный	45.3±0.9 см/с	47.4±1.8см/с	49.7± 1.5 см/с
Анодный однофазный	48.1±1.2см/с	51.8±0.5см/с	54.9±0.7 см/с
Опережающий катодный двухфазный	50.8±0.9 см/с	52.6±1.1 см/с	52.8±1.7см/с
Опережающий анодный двухфазный	52.6±2.5 см/с	55.3±1.5см/с	54.2±2.3 см/с

Различия в скоростях проводимости между катодным однофазным, анодным однофазным, опережающим катодным двухфазным и опережающим анодным двухфазным были найдены значительными (р<0.001). Из измерений трансмембранного потенциала был найден максимум ((6У/61)макс) потенциала действия, который хорошо коррелирует с изменениями скорости проводимости в продольном направлении. Для импульса в четыре вольта при продолжительности в две миллисекунды, (6У/61)макс был 63.5±2.4 В/с для катодного и 75.5±5.6 В/с для анодного импульсов.

Пример 2.

Влияние различных протоколов стимуляции на кардиальную электрофизиологию было проанализировано, используя препарированные по Лангендорфу изолированные сердца кроликов. Стимуляция применялась к сердцу при постоянном прямоугольном импульсе напряжения. Были исследованы следующие протоколы: од нофазный анодный импульс, однофазный катодный импульс, опережающий анодный двухфазный импульс и опережающий катодный двухфазный импульс. Применяемое напряжение увеличивалось с шагом в один вольт от одного до пяти вольт, как для анодной, так и для катодной стимуляции. Продолжительность увеличивалась с шагом в две миллисекунды от двух до десяти миллисекунд. Были измерены скорости проводимости эпикарда вдоль и поперек направления волокна левого желудочка на расстоянии от трех до шести миллиметров от свободной левой стенки желудочка. Фиг. 6 и 7 изображают зависимость продолжительности импульса стимуляции и протокола проводимой стимуляции от скорости проводимости.

На фиг. 6 показаны скорости, измеренные между тремя миллиметрами и шестью миллиметрами, поперек направления волокон. В этой области катодная однофазная стимуляция 602 демонстрирует самую медленную скорость проводимости для каждой тестируемой продолжительности импульса стимуляции. За ней следует анодная однофазная стимуляция 604 и опережающая катодная двухфазная стимуляция 606. Самая большая скорость проводимости показана для опережающей анодной двухфазной стимуляции 608.

На фиг. 7 показаны скорости, измеренные между тремя миллиметрами и шестью миллиметрами, параллельно направлению волокон. В этой области катодная однофазная стимуляция 702 показывает самую медленную скорость проводимости для каждой тестируемой продолжительности импульса стимуляции. Результаты по скоростям анодной однофазной стимуляции 704 и опережающей катодной двухфазной стимуляции 706 подобны результатам для анодной однофазной стимуляции, показывающей немного более высокие скорости. Самая большая скорость проводимости показана для опережающей анодной двухфазной стимуляции 708.

В одном аспекте изобретения, электростимуляция производится для сердечной мышцы. Анодная компонента стимуляции двухфазной электростимуляции увеличивает кардиальную сокращаемость, гиперполяризуя ткань до возбуждения, что приводит к более быстрой проводимости импульса, большему внутриклеточному выделению кальция, и результирующему превосходному сердечному сокращению. Катодная компонента стимуляции устраняет недостатки анодной стимуляции, приводя к эффективной кардиостимуляции при более низком уровне напряжений, чем требовалось бы при только анодной стимуляции. Это в свою очередь, увеличивает срок службы батарейки кардиостимулятора и уменьшает повреждение ткани.

Во втором аспекте изобретения, двухфазная электростимуляция подводится к сердечному резервуару крови, то есть крови, входящей в сердце и окружающей его. Это позволяет проводить кардиостимуляцию без необходимости размещения электрических подводов в тесном контакте с сердечной тканью.

В третьем аспекте изобретения двухфазная электростимуляция применяется к ткани поперечно-полосатой мышцы. Комбинация анодной и катодной стимуляций приводит к сокращению большего числа мышечных двигательных единиц при более низком уровне напряжений, приводя к улучшенной мышечной реакции.

Описанная концепция изобретения понятна специалистам, и последующее детальное изложение служит только для иллюстрации. В рамках данного изобретения возможны различные изменения и дополнения, очевидные для специалистов в данной области техники. Описанная здесь техника создания импульсов стимуляции находится полностью в пределах способностей существующей электроники кардиостимуляторов при задании соответствующей программы. В соответствии с вышесказанным, изобретение ограничивается только нижеприведенными пунктами формулы и их эквивалентами.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ:

1. Способ двухфазной электрической кардиостимуляции, включающий две фазы воздействия на сердечную ткань, из которых первая фаза служит для предварительной подготовки миокарда, а вторая фаза, представляющая собой относительно первой воздействие по абсолютному значению большей амплитуды и обратной полярности, для стимуляции миокарда.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полярность воздействия первой фазы положительная.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду воздействия первой фазы изменяют от базового значения до последующего значения.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая фаза стимуляции дополнительно включает серию стимулирующих импульсов заранее определенной амплитуды, полярности и продолжительности.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что первая фаза стимуляции дополнительно включает серию периодов покоя.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что применение первой фазы стимуляции дополнительно включает использование периода покоя нулевой амплитуды после, по крайней мере, одного импульса стимулирования.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что период покоя имеет продолжительность, равную продолжительности импульса стимулирования.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что амплитуда воздействия первой фазы равна максимальной подпороговой амплитуде.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что амплитуда воздействия первой фазы составляет приблизительно от 0,5 до 3,5 В.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность воздействия первой фазы, по крайней мере, такая же, как и продолжительность воздействия второй фазы.
11. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что продолжительность воздействия первой фазы составляет примерно от одной до девяти миллисекунд.
12. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что продолжительность воздействия второй фазы составляет примерно от 0,2 до 0,9 миллисекунд.
13. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что амплитуда воздействия второй фазы составляет приблизительно от 2 до 20 В.
14. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что продолжительность воздействия второй фазы составляет менее чем 0,3 миллисекунды, а амплитуда воздействия второй фазы больше 20 В.
15. Способ по п.3, отличающийся тем, что последующее значение амплитуды воздействия равно максимальной подпороговой амплитуде.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что последующее значение амплитуды воздействия составляет приблизительно от 0,5 до 3,5 В.
17. Способ по п.3, отличающийся тем, что продолжительность воздействия первой фазы, по крайней мере, такая же, как и продолжительность воздействия второй фазы.
18. Способ по п.3, отличающийся тем, что продолжительность воздействия первой фазы составляет приблизительно от 1 до 9 миллисекунд.
19. Способ по п.3, отличающийся тем, что продолжительность воздействия второй фазы составляет приблизительно от 0,2 до 0,9 миллисекунд.
20. Способ по п.3, отличающийся тем, что амплитуда воздействия второй фазы составляет приблизительно от 2 до 20 В.
21. Способ по п.3, отличающийся тем, что продолжительность воздействия второй фазы составляет менее чем 0,3 миллисекунды, а амплитуда воздействия второй фазы больше 20 В.
22. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что первая фаза стимуляции инициируется более чем через 200 миллисекунд после завершения цикла сердцебиения.
23. Способ двухфазной электрической кардиостимуляции, включающий две фазы воздействия на сердечную ткань, из которых первая фаза служит для предварительной подготовки миокарда, а вторая - для стимуляции миокарда, причем воздействие первой фазы имеет положительную полярность, амплитуду от 0,5 до 3,5 В, продолжительность от 1 до 9 миллисекунд и инициируется более чем через 200 миллисекунд после завершения цикла сердцебиения, а воздействие второй фазы имеет отрицательную полярность, амплитуду приблизительно от 4 до

20 В и продолжительность от 0,2 до 0,9 миллисекунд.