【発明の詳細な説明】
消化管のための電気刺激器
技術の分野
この発明は、薬剤および医療器具に関するもので、手術後の間に消化
管に近接して位置する内臓器官ならびに消化管すべての部分の衰弱した機能障害
の病人のリハビリに対し、経口摂取による手段で”ソフトセラピー”の方法によ
り使用できるものである。この発明は、また、病院および外来患者用クリニック
において、ならびに、患者自身により、医者の薦めに従い使用する、種々の消化
管疾患についての予防手段としても推薦できるものでもある。
背景技術
消化管の衰弱した種々の部分および消化管と機能的に接続する内臓器官
の衰弱した種々の部分の治療および回復が現在世界中で問題になっている。
質的に新規レベルにある電気刺激器の手段による”ソフトセラピー”の
使用は、此の問題を解決する手段の一つである。
消化管の電気的刺激は、知られており、これは、ドレナージ管に配置し
た電極をもつドレナージ管を含む（1988年4 月23日の発明者証SU 1389776,IPC A
61 M 25/00,A 61 B 5/04）。
この電気刺激器は、病院においてのみ、そして、特別にトレイニングさ
れたスタッフによって使用できるものである；電極を含むすべての付属物と共に
前記装置を鼻咽喉を介して導入したり、引き抜いたりするとき、患者を痛める虞
れがある程度ある。その効率は、その作用が狭い枠組であることにより十分なも
のではない。
1982年6 月23日の発明者証SU 936931，IPC A 61 A 1/36に記載された消
化管の電気刺激器は、それらのエッセンシャルな特徴すべてにより、請求される
発明に最も近いものとみなすことができる。
その電気刺激器は、電源をもつカプセルおよび内部に配置されたパルス
発生器を含む。カプセルのケースは、電気的に絶縁された二つの部分の形態で仕
上げられており、前記カプセルをのみ下した後、腸壁と接触する電極として作用
するようになっている。
該電気刺激器の働きは、以下のとおりである。
所定のパラメーターの一連の矩形パルスがパルス発生器から、腸壁に接
触する電極へ到達すると、該電極に作用して蠕動波の形のリスポンスを発生させ
、これによって電気刺激器と腸内の内容物とを腸の端部部分へ運び、このような
プロセスが繰り返されて、前記カプセルは、ナチュラルな手段で肛門を介して消
化管から離去する。
しかしながら、既知の電気刺激器は、電気的刺激が比較的低い効率のも
のであり、これは、二つの電極の電界が消化管の筋肉ファブリックの組織に極め
て一部にしか対応しておらず、また、消化管の種々の部分のコンディションに前
記刺激が適合しないことによる。さらに、動作信頼性に影響する電力消費が不十
分であることが特徴である。さらに、消化管の各種部分のコンディションに適合
した刺激がないことによって、患者の身体に対し側副作用を与える結果になる。
消化管の種々の部分におけるコンディションに適合した刺激がないこと
による電気刺激の不十分な効率は、電気刺激器が通過する消化管の各部分がそれ
自体の特性を有していることによって説明できる：
−組織的特徴（幾何学的サイズ、方向などなど）；
−内容物のｐＨ要因のそれ自体の値、これは、与えられた部分のファン
クショナルで生理学的目的を決定する。
既知の電気刺激器は、平均パラメーターをもつ電気パルスを発生し、こ
れらは、消化管の各部に対し最適化されたものではない。
二つの電極の電界を消化管に筋肉組織の形態に部分的に合わせることに
よる電気刺激の比較的低い効率は、以下によって説明される。筋肉組織は、外部
の長さ方向の層と、内部の円形の層とを含む。これらの層に対する電気的
作用は、パラメーターおよび／または相互に直交する強さ方向を変えられる電界
の使用が必要になるが、既知の電気刺激器の使用では、これはできない。既知の
電気刺激器の動きにおいては、二つの電極の電界は、基本的に長さ方向の筋肉層
のみを刺激するだ気、即ち、この場合蠕動波は、発生しないか、または、まれに
発生し、不安定な特性のものであって、電気刺激の効率を下げてしまう。
不十分なエネルギー消費の結果としての既知の電気刺激器の低信頼性は
、パッシブストレイジ（貯蔵された状態）モードにおいてエネルギーを消費させ
ないことができないことにより説明でき、これは、製造の時点及び以後の貯蔵時
から、そして、患者の消化管内へ導入した後でも、既知の電気刺激器は、絶えず
その動作がダイナミックモードの状態にあるからである。
発明の記述
この発明は、以下の問題を解決するものである：
−パラメーターが変えられ、強さ方向が相互に直交する電界を設けた
電気刺激器の設計。
−貯蔵モードの間のエネルギー消費をなくし、したがって、信頼性を
改善すること。
請求される発明のエッセンスは、消化管の電気刺激器が二つの電極を
もつカプセルを含み、該電極は、該カプセルの外面に設けられ、カプセル内部に
電源が位置して、該カプセル内部には、さらに、外部媒体のパラメーターをテス
トするユニットと、パルス・ドライバーとが位置されており、これらは一連に接
続され、さらに、該カプセルの外面には、ｎ電極が設けられており、このｎは、
ｎ＝０，１，２，．．．．であり、なんらかの疾患の治癒効果および電極製造の
技術的可能性の度合いによって決められるものであり、前記電極は、該パルス・
ドライバーの出力側に接続され、前記二つの電極は，外部媒体のパラメーターを
テストするユニットの入力側にも接続されている構成のものである。
さらに、前記カプセルは、カバー付の筒状エレメントの形状で作る
ことができ、該筒状エレメントの各対向端部には、前記シリンダー面に位置する
電極が設けられている。
さらに、前記カプセルは、二つの相互に連結されるキャップの形状で
作られることができ、各々のキャップには、母面に位置する電極が設けられてい
る。
この発明の技術エッセンスから、電気刺激器は、二つの電極形態なら
びにマルチの電極形態の構成になっていることが明らかである。
新規に導入されたユニットについては、パルス・ドライバーと電極と
に接続されている、外部媒体のパラメーターをテストするユニットを付加的に使
用することにより、電気刺激器の電源回路にフィードバックが採用されるもので
ある。
外部媒体のパラメーターをテストするユニットは、前記電極間の抵抗
を記録するもので、該抵抗は、電気刺激器の貯蔵のモードでは、無限に近いもの
であり、該ユニットの出力信号がパルス・ドライバーの動作モードにリスポンシ
ブルであるクロック周波数をブロックする。したがって、当該電気刺激器は、不
動作のポジションにおいては、エネルギーを消費しない。電気刺激器が消化管、
肛門または腟内へ入ると、前記抵抗は、数キロオーム（ｋＯｍ）のレベルに低下
し、外部媒体のパラメーターをテストするユニットの出力信号がパルス・ドライ
バーのマネージング（コントロール）入力へ送られて、パルス・ドライバーを起
動し、電気刺激器をワーキングモードにする。
該パルス・ドライバーは、外部媒体のｐＨファクターに応じて、所要
のパラメーターをもつ一連のパルスを発生させる。
必要な数のグループの刺激するパラメーターを記憶したマイクロプロ
セッサーがパルス・ドライバーとして使用できる。
二つの電極は、電気刺激のために使用されるのみならず、−一連のパ
ルスのポーズの間−電気刺激器が二つの電極の形態ならびにマルチの電極の形態
において、電極間の抵抗を測定するためにも使用される。
電気刺激器において、二つの電極が前記電極へのパルス・ドライバ
ー信号を形成し、電界ベクトルに二相の直交変化が与えられる。刺激パルスのパ
ラメーターは、外部媒体のｐＨファクターに応じて、電気刺激器が消化管内を通
る間変化する。
電気刺激器において、マルチの電極が前記電極へのパルス・ドライバ
ー信号を形成し、ｎが電極の数である離散値ｎ！をもつマルチフェーズの電界を
与える。この場合、刺激パルスのパラメーターは、また、電気刺激器が消化管内
を通過する間変化することができる。
図面の簡単な記述
図１は、二つの電極の形態における電気刺激器の機能的電気回路を示
す。
図２は、カバー付き筒状エレメントの形態で構成されたカプセルをも
つ電気刺激器の構造実施例を示し、前記筒状エレメントの各対向端部には、シリ
ンダーライン上に位置する一つの電極（二つの電極形態）が設けられている。
図３は、二つの相互に連結されたキャップの形態で構成された構造実
施例を示し、それぞれのキャップには、該キャップの母線に位置する電極が設け
られている（マルチ電極形態）。
図４は、例えば、電気刺激器の二つの電極の形態である、外部媒体の
パラメーターをテストするユニットの電気回路を示す。
図５は、例えば、電気刺激器のマルチの電極の形態である、パルス・
ドライバーの電気回路図である。
図４と図５の電気回路は、本出願人の請求の範囲を限定するものでは
ない、これらブロックの可能な例ならびにこれらに関する記述の図解テキストで
ある。本出願人は、図４と図５とに示されたユニットの別の実施例を自由に使用
することができる。
発明を実施する最良のモード
提案の消化管電気刺激器は、カプセル１を含むもので、その内部に
は、電子ブロック２と電源３とが配置されている。電極４は、カプセル１の外面
に設けられ、電極の全部の数は、（２＋ｎ）、ｎ＝０，１，２，．．．に等しい
。電子ブロック２は、直列に接続された、外部媒体のパラメーターをテストする
ユニット５と、パルス・ドライバー６とからなる。
二つの電極の形態である電極４は、パルス・ドライバー６の出力と、
外部媒体のパラメーターをテストするユニット５の入力とに接続されており、マ
ルチの電極の形態においては、二つの電極４のみがユニット５の入力に接続され
る。
カプセル１は、カバー８付きの筒状エレメント７の形状で作られるこ
とができ、該筒状エレメント７の各対向端部には、シリンダー状の母線に位置す
る電極４グループ（図示しない）が設けられている。カバー８は、半スフェロイ
ド、キューポラ又はその他の形状をもつことができる。
カプセル１は、二つの相互に連結されたキャップ９の形状で作られる
ことができ、キャップそれぞれには、電極群４が設けられている。キャップ９は
、円錐形またはその他の形状をもつことができる。
外部媒体のパラメーターをテストするユニット５は、電極４における
抵抗測定ブロックの形態で作られることができ、電源３に接続し、一対の極性を
異にする電極４に接続した出力に接続された分圧器１０および比較器１１とを含
む。比較器１１のインバート入力は、レジスタ１２を介して電源３と接続され、
インバートしない入力は、分圧器１０の出力に接続されている。
比較器１１の出力は、パルス・ドライバー６のコントロール入力であ
る。
パルス・ドライバー６内には、三つの安定のリニア・キイ１３が内蔵
され、該キイにより電極４へ電源３からの”＋”または”−”の信号レベルが供
給され、さらに該電源からカウンター１５とコーダー１６からなるシリーズ・デ
ィストリビューター１４におけるパルスをスイッチング・オフし、さらに、キイ
の電圧入力を使用されていないキイのカウンターとブロッキングの出力に結果と
して接続させ、コントロールされた周波数分割器１７により、自然
の蠕動波の周波数に近いシリーズの繰り返し周波数をもつシリーズにおける必要
な数の周波数からパルス・シーケンスを形成し、モニタリング・シンクロナイザ
ー１８により、必要な周期の刺激パルス（６〜１０ｍｓ．）の形成に必要な周波
数を作る。
電気刺激器は、以下のように動作する（その作用を理解する上で一層
複雑になっているマルチ電極の形態を例する）。
電気刺激器を、例えば、のみ下しさせることで患者の消化管内へ経口
導入する。
イニシャルモード（消化管内へ入る前）において、電気刺激器は、不
動作のポジションにあり、この時点では、分圧器１０からの電圧は、外部媒体の
パラメーターをテストするユニット５を介してパルス・ドライバー６をブロック
している。
カプセル１が消化管内に入り、外部媒体（唾液、胃液など）のインパ
クトにより分圧器１０からの電圧が低下すると、外部媒体のパラメーターをテス
トするユニット５は、パルス・ドライバー６を作動させることを許す状態に達す
る。
外部媒体のｐＨファクターによりパラメーターが決定されるシリーズ
のパルスは、パルス・ドライバー６から電極４へ送られる。かくて、パルス・ド
ライバー６は、パルスの各シリーズに対し、電極を転換させ、この転換により、
同じグループの電極からの一対の極性が異なる電極ならびに対向する電極の電極
からの一対の極性が異なる電極を同時に作動させる。相互に直交する電界強さ方
向をもつ一対の電極を、このように作動させることで、消化管内のあらゆる部分
においてのカプセルの方位に関係なしに、筋肉組織の長さ方向の層ならびに円形
の層を同時に、または、連続して刺激し、エッセンシャルに電気刺激効果を増進
させる。筋肉組織に対する電気インパクトによって、安定した蠕動波の形態のリ
スポンスが得られ、これにより、電気刺激器と、例えば、消化管の内容物を次の
シリーズのパルスによる影響を受ける末端部分へ運び、前記カプセルが自然に排
出されるまで前記プロセスをリピートする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Electrical stimulator for the digestive tract
Field of technology
The present invention relates to medicines and medical devices, and to digestion during surgery.
Debilitated dysfunction of internal organs and all parts of the digestive tract located in close proximity to the tract
The rehabilitation of sick people by "soft therapy" by oral ingestion
Can be used. The invention also relates to a hospital and outpatient clinic.
In the digestive system, as well as by the patient himself, as recommended by the doctor
It can also be recommended as a preventive measure for vascular disease.
Background art
Various weakened parts of the gastrointestinal tract and internal organs functionally connected to the gastrointestinal tract
The treatment and recovery of various debilitating parts of the disease is currently a problem worldwide.
Qualitatively "soft therapy" by means of electrical stimulators at a new level
Use is one of the means to solve this problem.
The electrical stimulation of the gastrointestinal tract is known and this is placed in the drainage tract.
Including a drainage tube with electrodes (see Inventor's Certificate SU 1389776, IPC A on April 23, 1988)
61 M 25/00, A 61 B 5/04).
This electrical stimulator is only used in hospitals and specially trained
Can be used by qualified staff; with all accessories, including electrodes
When introducing or removing the device via the nose and throat, it may hurt the patient
There is to some extent. Its efficiency is sufficient because of its narrow framework.
Not.
The inscription described in the inventor's certificate SU 936931, IPC A 61 A 1/36 on June 23, 1982
Gas stimulators are charged for all of their essential features
It can be considered as closest to the invention.
The electrical stimulator consists of a capsule with a power supply and a pulse placed inside
Includes generator. The capsule case is provided in the form of two parts that are electrically insulated.
Raised and acts as an electrode in contact with the intestinal wall after lowering only the capsule
It is supposed to.
The function of the electric stimulator is as follows.
A series of rectangular pulses of predetermined parameters are contacted by the pulse generator to the intestinal wall.
Upon reaching the touching electrode, it acts on the electrode to generate a response in the form of a peristaltic wave.
Which carries the electrical stimulator and the contents of the intestine to the end of the intestine,
The process is repeated and the capsule is extinguished through the anus by natural means.
Remove from gasification tube.
However, known electrical stimulators have a relatively low efficiency of electrical stimulation.
This is because the electric field of the two electrodes is extremely close to the tissue of the muscular fabric of the gastrointestinal tract.
Only part of the gastrointestinal tract.
This is due to the incompatibility of the stimulus. In addition, power consumption that affects operation reliability is insufficient.
The feature is that it is minutes. In addition, adapts to the conditions of various parts of the digestive tract
Lack of irritation results in side effects on the patient's body.
Lack of condition-compatible stimuli in various parts of the digestive tract
Insufficient efficiency of electrical stimulation due to
It can be explained by having its own characteristics:
-Organizational features (geometric size, orientation, etc.);
-Its own value of the pH factor of the contents, which is the fan of a given part
Determining physiologic objectives with a dictation.
Known electrical stimulators generate electrical pulses with average parameters,
They are not optimized for different parts of the digestive tract.
To partially adapt the electric field of the two electrodes to the morphology of muscle tissue in the digestive tract
The relatively low efficiency of electrical stimulation due to this is explained by the following. Muscle tissue is external
A longitudinal layer and an inner circular layer. Electrical to these layers
The effect is an electric field that can be changed in parameters and / or mutually orthogonal strength directions.
However, this is not possible with the use of known electrical stimulators. well-known
In the movement of the electrostimulator, the electric field of the two electrodes is essentially a longitudinal muscle layer
Only irritating, i.e., in this case no peristaltic waves, or rarely
They are generated and have unstable characteristics, and reduce the efficiency of electrical stimulation.
The low reliability of known electrical stimulators as a result of insufficient energy consumption
Consumes energy in passive storage mode
Can be explained by the inability to do so at the time of manufacture and during subsequent storage.
And even after introduction into the patient's digestive tract, known electrical stimulators
This is because the operation is in a dynamic mode state.
Description of the invention
The present invention solves the following problems:
-Provided electric fields with different parameters and mutually orthogonal strength directions
Electrical stimulator design.
-Eliminate energy consumption during storage modes and thus reduce reliability
To improve.
The essence of the claimed invention is that the gastrointestinal tract stimulator uses two electrodes.
The electrode is provided on an outer surface of the capsule, and is provided inside the capsule.
A power supply is located inside the capsule, further testing the parameters of the external medium.
And the pulse driver, which are connected in series.
Further, an n-electrode is provided on the outer surface of the capsule, where n is
n = 0, 1, 2,. . . . The effect of curing some diseases and
Determined by the degree of technical feasibility, the electrodes being
Connected to the output side of the driver, the two electrodes control the parameters of the external medium
This configuration is also connected to the input side of the unit to be tested.
Furthermore, the capsule is made in the form of a tubular element with a cover
Each opposing end of the tubular element is located on the cylinder surface
Electrodes are provided.
Furthermore, the capsule is in the form of two interconnected caps
Each cap can be made with an electrode located on the mother surface
You.
From the technical essence of the present invention, the electric stimulator is
It is clear that the configuration is a multi-electrode configuration.
For newly introduced units, pulse drivers and electrodes
Additional unit for testing the parameters of the external medium connected to the
Is used to provide feedback to the power circuit of the electrical stimulator.
is there.
The unit for testing the parameters of the external medium is the resistance between the electrodes
The resistance is close to infinity in the mode of storage of the electrical stimulator
And the output signal of the unit responds to the operation mode of the pulse driver.
Block clock frequencies that are Therefore, the electrical stimulator is not
In the operating position, it consumes no energy. The electric stimulator is the digestive tract,
When entering the anus or vagina, the resistance drops to levels of a few kilohms (kOm)
The output signal of the unit that tests the parameters of the external medium
Sent to the bar's managing (control) input to trigger the pulse driver
To place the electrical stimulator in working mode.
The pulse driver is required depending on the pH factor of the external medium.
Generate a series of pulses with parameters
A microprocessor that stores the required number of groups of stimulating parameters
The sensor can be used as a pulse driver.
The two electrodes are not only used for electrical stimulation, but-
During the pose of Lus-the electrical stimulator is in the form of two electrodes as well as in the form of multiple electrodes
, Is also used to measure the resistance between the electrodes.
In an electrostimulator, two electrodes are pulsed drivers to said electrodes
A two-phase orthogonal change in the electric field vector. Stimulation pulse
The parameters indicate that the electrical stimulator passes through the gastrointestinal tract, depending on the pH factor of the external medium.
Change while
In an electrostimulator, multiple electrodes are pulsed drivers to said electrodes
A discrete value n !, where n is the number of electrodes. Multi-phase electric field with
give. In this case, the parameters of the stimulation pulse also depend on the electrical stimulator
Can change during the passage of
Brief description of drawings
FIG. 1 shows the functional electrical circuit of an electrical stimulator in the form of two electrodes.
You.
FIG. 2 also shows a capsule constructed in the form of a tubular element with a cover.
Fig. 4 shows a structural embodiment of an electric stimulator, wherein a cylindrical element is provided at each opposite end of the tubular element;
One electrode (two electrode forms) located on the underline is provided.
FIG. 3 shows a structural embodiment constructed in the form of two interconnected caps.
Examples are shown, and each cap is provided with an electrode located on the bus of the cap.
(Multi-electrode form).
FIG. 4 shows an external medium, for example in the form of two electrodes of an electrical stimulator.
2 shows the electrical circuit of a unit for testing parameters.
FIG. 5 shows a pulsed pulse, for example in the form of a multi-electrode of an electrical stimulator.
It is an electric circuit diagram of a driver.
The electrical circuits of FIGS. 4 and 5 do not limit the scope of the applicant's claims.
No, in the illustrated text of possible examples of these blocks and their description
is there. Applicants are free to use alternative embodiments of the units shown in FIGS.
can do.
Best mode of carrying out the invention
The proposed gastrointestinal tract stimulator contains a capsule 1 inside which
Has an electronic block 2 and a power supply 3. Electrode 4 is the outer surface of capsule 1
, And the total number of electrodes is (2 + n), n = 0, 1, 2,. . . be equivalent to
. Electronic block 2 tests parameters of external media connected in series
It comprises a unit 5 and a pulse driver 6.
Electrode 4, which is in the form of two electrodes, comprises the output of pulse driver 6;
Connected to the input of the unit 5 for testing the parameters of the external medium,
In the multi-electrode configuration, only two electrodes 4 are connected to the input of unit 5
You.
The capsule 1 is made in the form of a tubular element 7 with a cover 8.
Each of the opposed ends of the tubular element 7 has a cylindrical bus bar.
4 groups of electrodes (not shown) are provided. Cover 8 is made of semi-spheroid
, Cupolas or other shapes.
The capsule 1 is made in the form of two interconnected caps 9
Each of the caps is provided with an electrode group 4. Cap 9
, Conical or other shapes.
A unit 5 for testing the parameters of the external medium
Can be made in the form of a resistance measurement block, connected to a power supply 3 and a pair of polarities
It includes a voltage divider 10 and a comparator 11 connected to the output connected to the different electrodes 4.
No. The inverted input of the comparator 11 is connected to the power supply 3 via the register 12,
The non-inverted input is connected to the output of voltage divider 10.
The output of comparator 11 is the control input of pulse driver 6.
You.
Three stable linear keys 13 inside pulse driver 6
The key supplies a "+" or "-" signal level from the power supply 3 to the electrode 4.
And a series data comprising a counter 15 and a coder 16 from the power supply.
The pulse in the distributor 14 is switched off.
Unused voltage input and unused key counter and blocking output to result
And controlled by the controlled frequency divider 17
In series with repetition frequencies close to the frequency of peristaltic waves in the series
A monitoring synchronizer that forms a pulse sequence from a large number of frequencies
-18, the frequency required to form the necessary period of the stimulation pulse (6 to 10 ms.)
Make a number.
Electrical stimulators operate as follows (further understanding of how they work)
Examples of multi-electrode configurations that are becoming more complex).
Orally into the patient's digestive tract by, for example, only lowering the electrical stimulator
Introduce.
In the initial mode (before entering the gastrointestinal tract), the electrical stimulator
In the operating position, at this point the voltage from the voltage divider 10 is applied to the external medium.
Block pulse driver 6 via parameter testing unit 5
doing.
The capsule 1 enters the gastrointestinal tract and impinges external media (saliva, gastric juice, etc.).
If the voltage from the voltage divider 10 drops due to the
The starting unit 5 reaches a state that allows the pulse driver 6 to be activated.
You.
Series whose parameters are determined by the pH factor of the external medium
Are sent from the pulse driver 6 to the electrode 4. Thus, pulsed
Liver 6 switches the electrodes for each series of pulses,
A pair of electrodes of opposite polarity from the same group of electrodes and an electrode of the opposite electrode
Simultaneously actuate a pair of electrodes of different polarity. Field strengths orthogonal to each other
By operating a pair of electrodes with different orientations in this way, any part of the digestive tract can be
Longitudinal layer of muscle tissue as well as circular, regardless of the orientation of the capsule at
Stimulate layers simultaneously or sequentially to enhance the electrical stimulation effect
Let it. The electrical impact on muscle tissue results in a stable peristaltic morphology
A sponge is obtained, which allows the electrical stimulator and, for example, the contents of the digestive tract to be
Conveys to the end affected by the series pulse, allowing the capsule to drain naturally.
Repeat the process until issued.