PL193803B1

PL193803B1 - Urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe

Info

Publication number: PL193803B1
Application number: PL99344394A
Authority: PL
Inventors: Morton M. Mower
Original assignee: Mower Morton M
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2007-03-30
Also published as: IL139917A; CA2333360C; DE69926501T2; ES2246087T3; AU4095299A; NO20005958L; TR200003494T2; IL139917A0; SK286262B6; CA2333360A1; SK17902000A3; ATE300973T1; KR100433089B1; HUP0102736A2; AU749212B2; EA200001226A1; CN1309575A; BR9910731A; NZ530452A; CN1217718C

Abstract

1. Urz adzenie do pobudzania tkanki mi esniowej przez przebiegi dwufazowe, znamienne tym, ze zawiera uk lady elektroniczne do wytwarzania impulsów, które wytwarzaj a impuls, a impuls okre sla pierwsz a faz e pobudzania (102, 202, 302, 402, 502) i okre sla drug a faz e pobudzania (108, 208, 308, 408, 510), przy czym pierwsza faza pobudza- nia (102, 202, 302, 402, 502) ma biegunowo sc pierwszej fazy, amplitud e pierwszej fazy, kszta lt pierwszej fazy i czas trwania pierwszej fazy dla uwarunkowania wst epnego tkanki mi esniowej do przyj ecia nast epnego pobudzenia, a druga faza pobudzania (108, 208, 308, 408, 510) ma biegunowo sc przeciwn a do biegunowo sci pierwszej fazy, amplitud e drugiej fazy, która ma wi eksz a wartosc bez- wzgl edn a ni z amplituda pierwszej fazy, kszta lt drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy oraz doprowadzenia do laczone do uk ladów elektronicznych do wytwarzania impulsów i przystosowane do przyk ladania pierwszej fazy pobudza- nia (102, 202, 302, 402, 502) i drugiej fazy pobudza- nia (108, 208, 308, 408, 510) w sekwencji do tkanki mi e- sniowej, a tkanka mi esniowa jest wybrana z grupy sk lada- j acej si e z mi esnia pr azkowanego, mi esnia g ladkiego i mi e- snia mieszanego, przy czym biegunowo sc pierwszej fazy jest dodatnia, a amplituda pierwszej fazy jest równa lub mniejsza ni z maksymalna amplituda podprogowa, a mak- symalna amplituda podprogowa jest mniejsza ni z 3,5 wolta. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe, które zmniejsza energię elektryczną wymaganą do wywołania skurczu.

Działanie układu sercowo-naczyniowego jest ważne dla przeżycia. W wyniku krążenia krwi, tkanki ciała otrzymują potrzebne środki odżywcze i tlen oraz wydalają substancje odpadowe. Przy braku krążenia komórki zaczynają podlegać nieodwracalnym zmianom, które prowadzą do śmierci. Skurcze mięśnia sercowego są siłą napędową poza krążeniem.

W mięśniu sercowym włókna mięśniowe są połączone ze sobą w rozgałęziających się siatkach, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach w sercu. Gdy dowolna część tej sieci jest pobudzana, fala depolaryzacji przechodzi do wszystkich jego części i cała struktura kurczy się jako jednostka. Przed tym, jak włókno mięśniowe może być pobudzone do skurczu, jego błona musi być spolaryzowana.

Włókno mięśniowe zwykle pozostaje spolaryzowane, aż zostanie pobudzone przez pewne zmiany środowiska. Błona może być pobudzona elektrycznie, chemicznie, mechanicznie lub przez zmianę temperatury. Minimalna siła pobudzania potrzebna do wywołania skurczu jest znana jako bodziec progowy. Maksymalna amplituda pobudzania, która może być sterowana bez wywoływania skurczu jest maksymalną amplitudą podprogową.

Gdy błona jest pobudzana elektrycznie, amplituda impulsów wymagana do wywołania reakcji zależy od kilku czynników. Pierwszym jest czas trwania przepływu prądu. Ponieważ całkowity przenoszony ładunek jest równy amplitudzie prądu razy czas trwania impulsu, przedłużony czas trwania impulsu jest związany ze spadkiem amplitudy prądu progowego. Po drugie, wartość procentowa dostarczanego prądu, który rzeczywiście przechodzi przez błonę, zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do wymiaru elektrody. Po trzecie, wartość procentowa dostarczanego prądu, który rzeczywiście przechodzi przez błonę, zmienia się wprost proporcjonalnie do bliskości elektrody do tkanki. Po czwarte, amplituda impulsów wymagana do wywołania reakcji zależy od sterowania w czasie pobudzenia w cyklu pobudzania.

Większą część serca stanowią skupienia i włókna ze specjalnej tkanki mięśniowej serca. Ta tkanka zawiera układ przewodzenia serca oraz służy do inicjowania i rozkładu fal depolaryzacji w mięśniu sercowym. Jakiekolwiek zakłócenie lub blokada w przewodzeniu impulsów w sercu mogą spowodować arytmię lub oznaczoną zmianę tętna, czyli rytmu serca.

Czasami pacjentowi cierpiącemu z powodu zaburzenia przewodzenia można pomóc przez sztuczny rozrusznik. Takie urządzenie stanowi stymulator elektryczny zasilany przez małą baterię. Po zainstalowaniu sztucznego rozrusznika, elektrody są zwykle wprowadzane przez żyły do prawej komory lub do prawego przedsionka i prawej komory, a stymulator jest wprowadzany pod skórę w ramieniu lub brzuchu. Doprowadzenia są wszczepiane, dokładnie przylegając, do tkanki serca. Rozrusznik następnie nadaje rytmiczne impulsy elektryczne do serca, a mięsień sercowy odpowiada rytmicznymi skurczami. Wszczepialne urządzenia medyczne do rytmicznej impulsacji serca są dobrze znane w stanie techniki i są stosowane u ludzi od w przybliżeniu środkowych lat sześćdziesiątych.

Albo katodowy, albo anodowy prąd może być stosowany do pobudzania mięśnia sercowego. Jednak prąd anodowy nie jest uważany za użyteczny klinicznie. Prąd katodowy zawiera impulsy elektryczne o ujemnej biegunowości. Ten typ prądu depolaryzuje błonę komórki przez rozładowanie kondensatora błony i bezpośrednio zmniejsza potencjał błony w kierunku poziomu progowego. Prąd katodowy, przez bezpośrednie zmniejszenie potencjału spoczynkowego błony w kierunku poziomu progowego, ma od połowy do jednej trzeciej mniejszy prąd progowy w późniejszym rozkurczu niż w przypadku prądu anodowego. Prąd anodowy zawiera impulsy elektryczne o dodatniej biegunowości. Wynikiem prądu anodowego jest hiperpolaryzacja błony spoczynkowej. Przy nagłym zakończeniu impulsu anodowego, potencjał błony powraca w kierunku poziomu spoczynkowego, wychodzi poza poziom progowy i występuje rozchodząca się reakcja. Zastosowanie prądu anodowego do pobudzania mięśnia sercowego jest zwykle odradzane z powodu większego poziomu progowego pobudzania, który prowadzi do zastosowania większego prądu, powodując pobór energii z baterii wszczepionego urządzenia i pogorszenie trwałości. Dodatkowo zastosowanie prądu anodowego do pobudzania mięśnia sercowego jest odradzane z powodu podejrzewania, że anodowy wkład do depolaryzacji może przyczyniać się, szczególnie przy większych napięciach, do niemiarowości.

Rzeczywiście całe sztuczne rozruszanie jest dokonywane przy zastosowaniu impulsów pobudzających o ujemnej biegunowości lub w przypadku układów dwufazowych, katoda jest bliższa mięśnia sercowego niż anoda. Gdy jest ujawnione zastosowanie prądu anodowego, jest to zwykle pokaPL 193 803 B1 zywane jako ładunek o bardzo małej wartości, stosowany do rozpraszania ładunku resztkowego na elektrodzie. To nie wpływa i nie powoduje ustalenia stanu samego mięśnia sercowego. Takie zastosowanie jest ujawnione w opisie patentowym USA nr 4 543 956 Herscoviciego.

Zastosowanie przebiegu trójfazowego zostało ujawnione w opisach patentowych USA nr 4 903 700 i nr 4 821 724 Whighama i in. oraz w opisie patentowym USA nr 4 343 312 Calsa i in. Tutaj pierwsza i trzecia fazy nie mają nic do czynienia z mięśniem sercowym jako takim, lecz są tylko przewidziane do oddziaływania na samą powierzchnię elektrody. Zatem ładunek dostarczany w tych fazach ma bardzo małą amplitudę.

W koń cu pobudzanie dwufazowe jest ujawnione w opisie patentowym USA nr 4 402 322 Duggana. Celem tego ujawnienia jest wytworzenie podwojenia napięcia, bez potrzeby zastosowania dużego kondensatora w obwodzie wyjściowym. Ujawnione fazy pobudzania dwufazowego mają równą wartość i czas trwania.

Wymagane są ulepszone środki do pobudzania tkanki mięśniowej, w której wywoływany skurcz jest zwiększony, a uszkodzenie tkanki w pobliżu elektrody jest zmniejszone.

Zatem, celem wynalazku jest zapewnienie poprawionego pobudzania elektrycznego tkanki mięśniowej.

Innym celem wynalazku jest przedłużenie trwałości baterii wszczepialnych urządzeń elektrycznych do pobudzania.

Dalszym celem wynalazku jest uzyskanie skutecznego pobudzania mięśni przy niższym poziomie napięcia.

Dalszym celem wynalazku jest zapewnienie poprawionego pobudzania tkanki mięśniowej, szczególnie mięśnia prążkowanego.

Dalszym celem wynalazku jest zapewnienie skurczu większej liczby jednostek ruchowych mięśnia przy niższym poziomie napięcia.

Dalszym celem wynalazku jest zapewnienie skurczu większej liczby jednostek ruchowych mięśnia przy niższym poziomie prądu elektrycznego.

Urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera układy elektroniczne do wytwarzania impulsów, które wytwarzają impuls, a impuls określa pierwszą fazę pobudzania i określa drugą fazę pobudzania, przy czym pierwsza faza pobudzania ma biegunowość pierwszej fazy, amplitudę pierwszej fazy, kształt pierwszej fazy i czas trwania pierwszej fazy dla uwarunkowania wstę pnego tkanki mięśniowej do przyję cia nastę pnego pobudzenia, a druga faza pobudzania ma biegunowość przeciwną do biegunowości pierwszej fazy, amplitudę drugiej fazy, która ma większą wartość bezwzględną niż amplituda pierwszej fazy, kształt drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy oraz doprowadzenia dołączone do układów elektronicznych do wytwarzania impulsów i przystosowane do przykładania pierwszej fazy pobudzania i drugiej fazy pobudzania w sekwencji do tkanki mięśniowej, a tkanka mięśniowa jest wybrana z grupy składającej się z mięśnia prążkowanego, mięśnia gładkiego i mięśnia mieszanego, przy czym biegunowość pierwszej fazy jest dodatnia, a amplituda pierwszej fazy jest równa lub mniejsza niż maksymalna amplituda podprogowa, a maksymalna amplituda podprogowa jest mniejsza niż 3,5 wolta.

Korzystnie amplituda pierwszej fazy jest nachylona od wartości podstawowej do drugiej wartości.

Korzystnie wartość bezwzględna drugiej wartości jest równa wartości bezwzględnej amplitudy drugiej fazy.

Korzystnie pierwsza faza pobudzania zawiera ponadto szereg impulsów pobudzających o określonej wstępnie amplitudzie, biegunowości i czasie trwania.

Korzystnie czas trwania pierwszej fazy jest co najmniej tak długi, jak czas trwania drugiej fazy i czas trwania pierwszej fazy wynosi około jednej do dziewię ciu milisekund.

Korzystnie czas trwania pierwszej fazy jest co najmniej tak długi, jak czas trwania drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy wynosi około 0,2 do 0,9 milisekundy.

Korzystnie amplituda drugiej fazy wynosi około dwa wolty do dwudziestu woltów.

Korzystnie czas trwania drugiej fazy jest krótszy niż 0,3 milisekundy i amplituda drugiej fazy jest większa niż dwadzieścia woltów.

Korzystnie pobudzanie mięśnia jest wybrane z grupy składającej się z bezpośredniego pobudzania mięśnia i pośredniego pobudzania mięśnia i w którym pośrednie pobudzanie jest sterowane przez skórę.

Urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera układy elektroniczne do wytwarzania impulsów, które wytwarzają

PL 193 803 B1 impuls, a impuls określa pierwszą fazę pobudzania i określa drugą fazę pobudzania, przy czym pierwsza faza pobudzania ma biegunowość dodatnią, amplitudę pierwszej fazy, kształt pierwszej fazy i czas trwania pierwszej fazy, gdzie amplituda pierwszej fazy wynosi około 0,5 do 3,5 woltów i czas trwania pierwszej fazy wynosi około jednej do dziewięciu milisekund, a druga faza pobudzania ma biegunowość ujemną, amplitudę drugiej fazy, która ma większą wartość bezwzględną niż amplituda pierwszej fazy, kształt drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy, przy czym amplituda drugiej fazy wynosi około dwa wolty do dwudziestu woltów i czas trwania drugiej fazy wynosi około 0,2 do 0,9 milisekund oraz doprowadzenia dołączone do układów elektronicznych do wytwarzania impulsów i przystosowane do przykładania pierwszej fazy pobudzania i drugiej fazy pobudzania w sekwencji do tkanki mięśniowej, a tkanka mięśniowa jest wybrana z grupy składającej się z mięśnia prążkowanego, mięśnia gładkiego i mięśnia mieszanego, przy czym pobudzanie mięśnia jest wybrane z grupy składającej się z bezpośredniego pobudzania mięśnia i pośredniego pobudzania mięśnia.

Urządzenie do pobudzania mięśni według wynalazku obejmuje sterowanie pobudzania dwufazowego tkanki mięśniowej, przy czym są sterowane zarówno impulsy katodowe, jak i anodowe.

Według dalszego aspektu wynalazku jest sterowane pobudzanie tkanki mięśniowej dla wywołania reakcji mięśni. Pobudzanie tkanki mięśniowej może być sterowane bezpośrednio lub pośrednio, a sterowanie pośrednie obejmuje pobudzanie przez skórę. Przy zastosowaniu tego wynalazku, wymagane są niższe poziomy energii elektrycznej (napięcia i/lub prądu) do uzyskania bodźca progowego, porównując z tradycyjnymi sposobami pobudzania. Tkanka mięśniowa, która może skorzystać z pobudzania według wynalazku, obejmuje mięsień szkieletowy (prążkowany), mięsień sercowy i mięsień gładki.

Układy elektroniczne wymagane dla wszczepialnych urządzeń do pobudzania są dobrze znane specjalistom w tej dziedzinie. Obecne wszczepialne urządzenia do pobudzania są zdolne do programowania dla dostarczania różnych impulsów, w tym ujawnionych tutaj. W dodatku układy elektroniczne wymagane do pośredniego pobudzania mięśni są także dobrze znane specjalistom w tej dziedzinie i są łatwo modyfikowane dla realizacji sposobu według wynalazku.

Jak podano wyżej, urządzenie według wynalazku zawiera pierwszą i drugą fazę pobudzania, a każ da faza pobudzania ma daną biegunowość, amplitudę, kształt i czas trwania. W korzystnym przykładzie wykonania pierwsza i druga faza mają różne biegunowości. W jednym alternatywnym przykładzie wykonania dwie fazy mają różne amplitudy. W drugim alternatywnym przykładzie wykonania dwie fazy mają różny czas trwania. W trzecim alternatywnym przykładzie wykonania pierwsza faza ma postać fali przerywanej. W czwartym alternatywnym przykładzie wykonania amplituda pierwszej fazy jest nachylona. W korzystnym alternatywnym przykładzie wykonania pierwsza faza pobudzania jest impulsem anodowym przy maksymalnej amplitudzie podprogowej przez długi czas trwania, a druga faza pobudzania jest impulsem katodowym o krótkim czasie trwania i dużej amplitudzie. Zaznacza się, że wyżej wymienione alternatywne przykłady wykonania mogą być połączone w różny sposób. Zaznacza się także, że te alternatywne przykłady wykonania są przeznaczone tylko do przykładowego przedstawienia i nie są ograniczające.

Poprawione działanie mięśnia sercowego jest otrzymywane przez dwufazową, rytmiczną impulsację serca według wynalazku. Kombinacja impulsów katodowych z anodowymi o charakterze albo pobudzającym, albo ustalającym stan, zapewnia poprawione przewodzenie i kurczliwość przy anodowej, rytmicznej impulsacji serca, eliminując wadę zwiększonego poziomu progowego pobudzania. Wynikiem jest fala depolaryzacji o zwiększonej szybkości rozchodzenia się. Ta zwiększona szybkość rozchodzenia się powoduje większy skurcz serca, prowadząc do poprawy przepływu krwi. Poprawione pobudzanie przy mniejszym poziomie napięcia powoduje także zmniejszenie poboru mocy i zwiększenie trwałości baterii rozrusznika.

Jak w przypadku mięśnia sercowego, mięsień prążkowany może być także pobudzany elektrycznie, chemicznie, mechanicznie lub przez zmianę temperatury. Gdy włókno mięśniowe jest pobudzane przez neuron ruchowy, neuron przesyła impuls, który pobudza wszystkie włókna mięśniowe w zakresie sterowania, to znaczy te wł ókna mięśniowe w jednostce ruchowej. Depolaryzacja w jednym obszarze błony powoduje pobudzanie sąsiednich obszarów także do depolaryzacji, powodując falę depolaryzacji przechodząca przez błonę we wszystkich kierunkach od miejsca pobudzania. Zatem, gdy neuron ruchowy przesyła impuls, wszystkie włókna mięśniowe w jednostce ruchowej są pobudzane do równoczesnego skurczu.

Minimalna siła wywołująca skurcz jest nazywana bodźcem progowym. Po osiągnięciu tego poziomu pobudzenia, ogólnie utrzymywanym przekonaniem jest, że zwiększenie poziomu nie zwiększa

PL 193 803 B1 skurczu. Dodatkowo, ponieważ włókna mięśniowe w każdym mięśniu są zorganizowane w jednostki ruchowe i każda jednostka ruchowa jest sterowana przez pojedynczy neuron ruchowy, wszystkie włókna mięśniowe w jednostce ruchowej są pobudzane w tym samym czasie. Jednak cały mięsień jest sterowany przez wiele różnych jednostek ruchowych, które odpowiadają na różne poziomy progowe pobudzania. Zatem, gdy dany bodziec jest przykładany do mięśnia, pewne jednostki ruchowe mogą odpowiadać, podczas gdy inne nie mogą.

Kombinacja impulsów katodowych i anodowych według wynalazku zapewnia także poprawiony skurcz mięśnia prążkowanego, a elektryczne pobudzanie mięśnia jest wskazywane w związku z uszkodzeniem nerwu lub mięśnia. Gdy włókna nerwowe zostały uszkodzone w wyniku urazu lub choroby, włókna mięśniowe w obszarach wyposażonych w uszkodzone włókno nerwowe mają tendencję do ulegania zanikowi i obumieraniu. Mięsień, którego nie można ćwiczyć, może zmaleć do połowy jego zwykłych wymiarów w ciągu kilku miesięcy. Gdy nie ma pobudzania, nie tylko wymiary włókien mięśniowych zmaleją, lecz zostaną podzielone na fragmenty i zdegenerowane oraz zastąpione przez tkankę łączną. Przez pobudzanie elektryczne można utrzymać napięcie mięśniowe takie, że po wyleczeniu lub regeneracji włókna nerwowego, pozostaje tkanka mięśniowa zdolna do życia i cały proces regeneracyjny jest skutkiem tego poprawiany i wspomagany.

Pobudzanie mięśnia prążkowanego może także służyć do zachowania szlaku bodźców nerwowych tak, że po wyleczeniu włókien nerwowych związanych z pobudzaną tkanką, pacjent „pamięta”, jak kurczyć ten szczególny mięsień. Zwiększony skurcz mięśnia prążkowanego jest otrzymywany przez pobudzanie dwufazowe według wynalazku. Kombinacja impulsów katodowych z anodowymi o charakterze albo pobudzającym, albo ustalającym stan powoduje skurcz o większej liczbie jednostek ruchowych przy niższym poziomie napięcia, prowadząc do większej reakcji mięśnia.

W końcu pobudzanie dwufazowe zapewnione według wynalazku może być pożądane do pobudzania tkanki mięśni gładkich, ponieważ te mięśnie odpowiedzialne za ruch, które przepychają krew przez układ trawienny, zwężają naczynia krwionośne i opróżniają pęcherz moczowy. Dla przykładu, właściwe pobudzanie może usunąć wady związane z nie trzymaniem moczu.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie prowadzenie dwufazowego pobudzania anodowego, fig. 2 przedstawia schematycznie prowadzenie dwufazowego pobudzania katodowego, fig. 3 przedstawia schematycznie prowadzenie pobudzania anodowego o niskim poziomie i długim czasie trwania, po którym następuje zwykłe pobudzanie katodowe, fig. 4 przedstawia schematycznie prowadzenie pobudzania anodowego o nachylonym niskim poziomie i długim czasie trwania, po którym nastę puje zwykłe pobudzanie katodowe, fig. 5 przedstawia schematycznie prowadzenie pobudzania anodowego o niskim poziomie i krótkim czasie trwania, sterowanego w szeregu, po którym nastę puje zwykł e pobudzanie katodowe, fig. 6 przedstawia wykres szybkości przewodzenia poprzecznie do włókna w funkcji czasu trwania rytmicznej impulsacji serca, wynikający z prowadzenia dwufazowego pobudzania anodowego, fig. 7 przedstawia wykres szybkości przewodzenia równolegle do włókna w funkcji czasu trwania rytmicznej impulsacji serca, wynikający z prowadzenia dwufazowego pobudzania anodowego, a fig. 8 przedstawia schemat blokowy dwukomorowego rozrusznika.

Wynalazek dotyczy dwufazowego pobudzania elektrycznego tkanki mięśniowej.

Figura 1 przedstawia dwufazowe pobudzanie elektryczne, w którym jest sterowana pierwsza faza pobudzania zawierająca bodziec anodowy 102, mająca amplitudę 104 i czas trwania 106. Bezpośrednio po tej pierwszej fazie pobudzania następuje druga faza pobudzania zawierająca pobudzanie katodowe 108 o jednakowym natężeniu i czasie trwania.

Figura 2 przedstawia dwufazowe pobudzanie elektryczne, w którym jest sterowana pierwsza faza pobudzania zawierająca pobudzanie katodowe 202, mająca amplitudę 204 i czas trwania 206. Bezpośrednio po pierwszej fazie pobudzania następuje druga faza pobudzania zawierająca pobudzanie anodowe 208 o jednakowym natężeniu i czasie trwania.

Figura 3 przedstawia korzystny przykład wykonania wynalazku, w którym jest sterowana pierwsza faza pobudzania zawierająca pobudzanie anodowe 302 o niskim poziomie i długim czasie trwania, mające amplitudę 304 i czas trwania 306. Bezpośrednio po tej pierwszej fazie pobudzania następuje druga faza pobudzania zawierająca pobudzanie katodowe 308 o zwykłym natężeniu i czasie trwania. W alternatywnym przykł adzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 302 ma maksymalną amplitudę podprogową. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 302 ma mniej niż 3 wolty. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 302 ma czas trwania w przybliżeniu dwie do ośmiu milisekund. W jeszcze innym,

PL 193 803 B1 alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 308 ma krótki czas trwania. W innym, alternatywnym przykł adzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 308 trwa w przybliżeniu 0,3 do 0,8 milisekundy. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 308 ma dużą amplitudę. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 308 ma przybliżony zakres od trzech do dwudziestu woltów. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 308 ma czas trwania krótszy niż 0,3 milisekundy przy napięciu większym niż dwadzieścia woltów. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania pobudzanie katodowe 308 trwa aż 6,0 milisekund i ma napięcie tylko 200 miliwoltów. W sposób ujawniony w tych przykładach wykonania, jak również ich odmianach i modyfikacjach, które staną się oczywiste po przeczytaniu tego opisu, uzyskuje się maksymalny potencjał błony bez aktywacji w pierwszej fazie pobudzania.

Figura 4 przedstawia alternatywny, korzystny przykład wykonania wynalazku, w którym pierwsza faza pobudzania, zawierająca pobudzanie anodowe 402, jest sterowana przez okres 404 ze wzrastającym poziomem natężenia 406. Wzrost poziomu natężenia 406 może być liniowy albo nieliniowy, a nachylenie może zmieniać się. Bezpośrednio po tym pobudzaniu anodowym następuje druga faza pobudzania zawierająca pobudzanie katodowe 408 o zwykłym natężeniu i czasie trwania. W alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 402 wzrasta do maksymalnej amplitudy podprogowej. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 402 wzrasta do maksymalnej amplitudy, która jest mniejsza niż trzy wolty. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie anodowe 402 ma czas trwania w przybliżeniu dwie do ośmiu milisekund. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 ma krótki czas trwania. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 wynosi w przybliżeniu 0,3 do 0,8 milisekundy. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 ma dużą amplitudę. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 jest w przybliżonym zakresie od trzech do dwudziestu woltów. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 ma czas trwania krótszy niż 0,3 milisekundy przy napięciu większym niż dwadzieścia woltów. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 408 trwa aż 6,0 milisekund i ma napięcie tylko 200 miliwoltów. W sposób ujawniony w tych przykładach wykonania, jak również ich odmianach i modyfikacjach, które staną się oczywiste po przeczytaniu tego opisu uzyskuje się maksymalny potencjał błony bez aktywacji w pierwszej fazie pobudzania.

Figura 5 przedstawia dwufazowe pobudzanie elektryczne, w którym jest sterowana pierwsza faza pobudzania zawierająca szereg 502 impulsów anodowych o amplitudzie 504. W jednym przykładzie wykonania okres spoczynkowy 506 ma czas trwania równy okresowi pobudzania 508 i jest sterowany przy amplitudzie podstawowej. W alternatywnym przykładzie wykonania okres spoczynkowy 506 ma inny czas trwania inny niż okres pobudzania 508 i jest sterowany przy amplitudzie podstawowej. Okres spoczynkowy 506 następuje po każdym okresie pobudzania 508, z tym wyjątkiem, że druga faza pobudzania, zawierająca pobudzanie katodowe 510 o zwykłym natężeniu i czasie trwania, następuje bezpośrednio po zakończeniu szeregu 502. W alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku całkowity ładunek przekazywany przez szereg 502 pobudzania anodowego ma maksymalny poziom podprogowy. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 510 ma krótki czas trwania. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 510 trwa w przybliżeniu 0,3 do 0,8 milisekundy. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 510 ma dużą amplitudę. W jeszcze innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 510 ma czas trwania krótszy niż 0,3 milisekundy przy napięciu większym niż dwadzieścia woltów. W innym, alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku pobudzanie katodowe 510 trwa aż 6,0 milisekund i ma napięcie tylko 200 miliwoltów.

P r z y k ł a d I

Charakterystyki pobudzania i propagacji w mięśniu sercowym były badane w izolowanych sercach przy zastosowaniu impulsów o różnych biegunowościach i fazach. Doświadczenia zostały przeprowadzone na pięciu izolowanych, perfundowanych sercach króliczych Langendorffa. Szybkość przewodzenia w nasierdziu była mierzona przy zastosowaniu układu elektrod dwubiegunowych. Pomiary były dokonywane pomiędzy sześcioma milimetrami i dziewięcioma milimetrami od miejsca pobudzenia. Potencjał przezbłonowy był rejestrowany przy zastosowaniu ruchomej mikroelektrody wePL 193 803 B1 wnątrzkomórkowej. Były badane następujące protokoły: jednofazowy impulsowy katodowy, jednofazowy impulsowy anodowy, wyprzedzający dwufazowy impulsowy katodowy i wyprzedzający dwufazowy impulsowy anodowy.

Tabela 1 ujawnia szybkość przewodzenia poprzecznie do kierunku włókien dla każdego sterowanego protokołu pobudzania, przy pobudzaniu trzema, czterema i pięcioma woltami i czasie trwania impulsu dwie milisekundy.

T a b e l a 1

Szybkość przewodzenia poprzecznie do kierunku włókien, czas trwania 2 ms

	3 V	4V	5 V
Katodowe jednofazowe	18,9 ± 2,5 cm/s	21,4 ± 2,6 cm/s	23,3 ± 3,0 cm/s
Anodowe jednofazowe	24,0 ± 2,3 cm/s	27,5 ± 2,1 cm/s	31,3 ± 1,7 cm/s
Wyprzedzające katodowe dwufazowe	27,1 ± 1,2 cm/s	28,2 ± 2,3 cm/s	27,5 ± 1,8 cm/s
Wyprzedzające anodowe dwufazowe	26,8 ± 2,1 cm/s	28,5 ± 0,7 cm/s	29,7 ± 1,8 cm/s

Tabela 2 ujawnia szybkość przewodzenia wzdłuż kierunku włókien dla każdego sterowanego protokołu pobudzania, przy pobudzaniu trzema, czterema i pięcioma woltami i czasie trwania impulsu dwie milisekundy.

T a b e l a 2

Szybkość przewodzenia wzdłuż kierunku włókien, pobudzanie 2 ms

	3 V	4V	5 V
Katodowe jednofazowe	45,3 ± 0,9 cm/s	47,4 ± 1,8 cm/s	49,7 ± 1,5 cm/s
Anodowe jednofazowe	48,1 ± 1,2 cm/s	51,8 ± 0,5 cm/s	54,9 ± 0,7 cm/s
Wyprzedzające katodowe dwufazowe	50,8 ± 0,9 cm/s	52,6 ± 1,1 cm/s	52,8 ± 1,7 cm/s
Wyprzedzające anodowe dwufazowe	52,6 ± 2,5 cm/s	55,3 ± 1,5 cm/s	54,2 ± 2,3 cm/s

Różnice szybkości przewodzenia pomiędzy katodowym jednofazowym, anodowym jednofazowym, wyprzedzającym katodowym dwufazowym i wyprzedzającym anodowym dwufazowym okazały się znaczne (p < 0,001). Na podstawie pomiarów potencjału przezbłonowego, maksymalna zmiana ((dV/dt)max) potencjałów roboczych okazała się odpowiadać dobrze zmianom szybkości przewodzenia w kierunku wzdłużnym. Dla impulsu cztery wolty o czasie trwania dwie milisekundy, (dV/dt)max było 63,5 ± 2,4 V/s dla impulsów katodowych i 75,5 ± 5,6 V/s dla impulsów anodowych.

P r z y k ł a d II

Skutki zmiany protokołów rytmicznej impulsacji serca na elektrofizjologię serca były analizowane przy użyciu przygotowanych, izolowanych serc króliczych Langendorffa. Pobudzanie było dostarczane do serca przy impulsie prostokątnym o stałym napięciu. Były badane następujące protokoły: jednofazowy impulsowy katodowy, jednofazowy impulsowy anodowy, wyprzedzający dwufazowy impulsowy anodowy i wyprzedzający dwufazowy impulsowy katodowy. Sterowane napięcie było zwiększane stopniowo o jeden wolt od jednego do pięciu woltów dla pobudzania zarówno anodowego, jak i katodowego. Czas trwania był wydł u ż any co dwie milisekundy od dwóch do dziesię ciu milisekund. Szybkości przewodzenia nasierdzia były mierzone wzdłuż i poprzecznie do kierunku włókien lewej komory w odległości pomiędzy trzy do sześciu milimetrów od swobodnej ścianki lewej komory. Fig. 6 i 7 pokazują oddziaływania czasu trwania impulsów pobudzania i protokołu sterowanego pobudzania na szybkości przewodzenia.

Figura 6 przedstawia szybkości mierzone pomiędzy trzema milimetrami i sześcioma milimetrami poprzecznie do kierunku włókien. W tym obszarze jednofazowe pobudzanie katodowe 602 określa najmniejszą szybkość przewodzenia dla każdego badanego czasu trwania impulsu pobudzania. Po nim następuje jednofazowe pobudzanie anodowe 604 i wyprzedzające dwufazowe pobudzanie

PL 193 803 B1 katodowe 606. Największa szybkość przewodzenia jest określona przez wyprzedzające dwufazowe pobudzanie anodowe 608.

Figura 7 przedstawia szybkości mierzone pomiędzy trzema milimetrami i sześcioma milimetrami równolegle do kierunku włókien. W tym obszarze jednofazowe pobudzanie katodowe 702 określa najmniejszą szybkość przewodzenia dla każdego badanego czasu trwania impulsu pobudzania. Wyniki szybkości jednofazowego pobudzania anodowego 704 i wyprzedzającego dwufazowego pobudzania katodowego 706 są podobne do takowych przy jednofazowym pobudzaniu anodowym, lecz określają nieznacznie większe szybkości. Największa szybkość przewodzenia jest określona przez wyprzedzające dwufazowe pobudzanie anodowe 706.

Figura 8 przedstawia schemat blokowy dwukomorowego rozrusznika 810. Rozrusznik 810 jest dołączony do serca 812 przy pomocy doprowadzeń 814 i 816. Doprowadzenie 814 ma elektrodę 815, która styka się z jednym z przedsionków serca, a doprowadzenie 816 ma elektrodę 817, która styka się z jedną z komór serca. Doprowadzenia 814 i 816 przenoszą impulsy pobudzające do elektrod 815 i 817 z generatora (A-PG) 818 impulsów przedsionkowych i generatora (V-PG) 820 impulsów komorowych. Ponadto sygnały elektryczne z przedsionków są przenoszone z elektrody 815 przez doprowadzenie 814 do końcówki wejściowej wzmacniacza (P-AMP) 822 wyczuwającego kanał przedsionkowy, a sygnały elektryczne z komór są przenoszone z elektrody 817 przez doprowadzenie 816 do końcówki wejściowej wzmacniacza (R-AMP) 824 wyczuwającego kanał komorowy.

Obwód sterowania lub układ sterowania 826 steruje dwukomorowym rozrusznikiem 810. Układ sterowania 826 odbiera sygnały wyjściowe ze wzmacniacza przedsionkowego 822, jak również sygnały wyjściowe ze wzmacniacza komorowego 824. Sygnały wyjściowe na wyjściach wzmacniacza przedsionkowego 822 i wzmacniacza komorowego 824 są wytwarzane za każdym razem, gdy fala P lub fala R jest wyczuwana w sercu 812. Obwód lub układ sterowania 826 wytwarza także sygnały wyzwalające, które są przesyłane do generatora 818 impulsów przedsionkowych i generatora 820 impulsów komorowych. Te sygnały wyzwalające są wytwarzane za każdym razem, gdy impuls pobudzania ma być wytworzony przez poszczególny generator 818 lub 820 impulsów. Impuls pobudzania wytwarzany przez generator 818 jest omawiany jako „impuls A”, a impuls pobudzania wytwarzany przez generator 820 jest omawiany jako „impuls V”. W czasie, w którym albo impuls A, albo impuls V są dostarczane do serca, odpowiedni wzmacniacz 822 i/lub 824 jest zwykle wyłączany przy pomocy sygnału wygaszającego dostarczanego do tych wzmacniaczy z układu sterowania. To działanie wygaszające zapobiega wejściu wzmacniaczy 822 i 824 w stan nasycenia w wyniku stosunkowo dużego impulsu A lub impulsu V, który występuje na końcówkach wejściowych takich wzmacniaczy w tym czasie. Takie działanie wygaszające zapobiega także wyczuwaniu resztkowych sygnałów elektrycznych, które mogą występować w tkance mięśniowej w wyniku pobudzania rozrusznikiem, które to wyczuwanie mogłoby być błędnie zinterpretowane jako fale P lub fale R.

Omawiając dalej fig. 8, rozrusznik 810 zawiera także obwód pamięciowy 840, który jest dołączony do układu sterowania 826. Obwód pamięciowy 840 umożliwia, że pewne parametry sterowania, stosowane przez układ sterowania 826 przy sterowaniu działaniem rozrusznika, są programowalnie pamiętane i modyfikowane, zgodnie z wymaganiem, w celu dopasowania pracy rozrusznika do potrzeb określonego pacjenta. Takie dane obejmują podstawowe okresy regulacji stosowane podczas działania rozrusznika, początkowy rytm rytmicznej impulsacji serca, minimalny rytm rytmicznej impulsacji serca i programowany okres pobudzenia wtrąconego przedsionkowego. Ponadto dane wyczuwane podczas działania rozrusznika mogą być zapamiętane w pamięci 840 dla późniejszego wyszukiwania i analizy.

W rozruszniku 810 jest korzystnie zawarty obwód telemetryczny 844. Ten obwód telemetryczny 844 jest dołączony do układu sterowania 826 dla zapewnienia łącza danych zewnętrznego względem ciała. Obwód telemetryczny 844, który jest wewnętrzny względem wszczepialnego rozrusznika 810, może być dołączony selektywnie do zewnętrznego urządzenia do programowania 848 przy pomocy właściwego łącza komunikacyjnego 850, które może być dowolnym, właściwym łączem elektromagnetycznym, takim jak kanał RF (częstotliwości radiowych) lub kanał optyczny. Korzystnie przez programator zewnętrzny 848 i łącze komunikacyjne 850 wymagane rozkazy mogą być przesyłane do układu sterowania 826. Podobnie przez to łącze komunikacyjne 850 i programator 848 mogą być odbierane zdalnie dane (albo przechowywane w układzie sterowania 826, jak w układzie blokowania danych, albo pamiętane w pamięci 840) z rozrusznika 810. W ten sposób mogą być ustalane czasami nieinwazyjne połączenia z wszczepionym rozrusznikiem 810 z układu zdalnego, nie wszczepionego.

PL 193 803 B1

Rozrusznik 810 na fig. 8 może być wykonany z dowolną liczbą generatorów impulsów przedsionkowych lub generatorów impulsów komorowych, zgodnie z potrzebami rytmicznej impulsacji serca danego pacjenta.

Według odmiennego przykładu wykonania wynalazku, rozrusznik 810 może ponadto zawierać jeden lub więcej czujników fizjologicznych 852 (zawierających obwody czujnikowe parametrów psychologicznych), które są dołączone do układu sterowania 826. Chociaż czujnik 852 jest przedstawiony na fig. 8 jako zawarty w rozruszniku 810, należy rozumieć, że czujnik może być także zewnętrzny względem rozrusznika 810, będąc nadal wszczepionym do pacjenta lub noszonym przez niego. Zwykłym typem czujnika jest czujnik aktywności, taki jak kryształ piezoelektryczny, zamontowany do obudowy rozrusznika. Inne typy czujników, takie jak czujniki fizjologiczne, które wyczuwają zawartość tlenu we krwi, częstość oddechów, pH krwi i podobne, mogą być także zastosowane zamiast lub dodatkowo do czujnika aktywności. Zastosowany typ czujnika, jeżeli jest, nie jest krytyczny dla wynalazku. Może być zastosowany dowolny czujnik lub kombinacja czujników zdolnych do wyczuwania ruchu ciała lub parametru fizjologicznego związanego z rytmem, z jakim serce powinno bić. Zastosowanie takich czujników czyni rozrusznik czułym na rytm, ponieważ rozrusznik reguluje rytm rytmicznej impulsacji serca w sposób, który śledzi potrzeby fizjologiczne pacjenta.

W jednym aspekcie wynalazku przez pobudzanie elektryczne jest sterowany mię sień sercowy. Składowa pobudzania anodowego dwufazowego pobudzania elektrycznego zwiększa kurczliwość serca przez hiperpolaryzację tkanki przed pobudzeniem, prowadząc do szybszego przewodzenia impulsu, bardziej wewnątrzkomórkowego uwalniania wapnia i powodowania większego skurczu serca. Składowa pobudzania katodowego eliminuje wady pobudzania anodowego, powodując skuteczne pobudzanie serca przy niższym poziomie napięcia niż byłby wymagany w przypadku samego pobudzania anodowego. To z kolei wydłuża trwałość baterii rozrusznika i zmniejsza uszkodzenie tkanki.

W drugim aspekcie wynalazku przez dwufazowe pobudzanie elektryczne jest sterowana pula krwi serca, to jest krew wchodząca i otaczająca serce. To umożliwia pobudzanie serca bez konieczności umieszczania doprowadzeń elektrycznych w dokładnym styku z tkanką serca, zmniejszając przez to prawdopodobieństwo uszkodzenia tej tkanki. Poziom progowy pobudzania dla pobudzania dwufazowego sterowanego przez pulę krwi jest w tym samym zakresie, jak standardowe bodźce dostarczane bezpośrednio do mięśnia sercowego. Przez zastosowanie dwufazowego pobudzania elektrycznego puli krwi serca jest zatem możliwe osiągnięcie zwiększonego skurczu serca, bez skurczu mięśni szkieletowych, uszkodzenia mięśnia sercowego lub ujemnych skutków oddziaływania na pulę krwi.

W trzecim aspekcie wynalazku dwufazowe pobudzanie elektryczne jest przykładane do tkanki mięśni prążkowanych (szkieletowych). Kombinacja pobudzania anodowego z katodowym powoduje skurcz o większej liczbie jednostek ruchowych mięśnia przy niższych poziomach napięcia i/lub prądu elektrycznego, powodując ulepszoną reakcję mięśnia. Zalety wynalazku są realizowane zarówno, gdy występuje bezpośrednie pobudzanie, jak również, gdy pobudzanie jest pośrednie (przez skórę). Zalety te mogą być uzyskane w terapii fizycznej i rehabilitacji mięśni, na przykład przy pobudzaniu mięśni w czasie, oczekując regeneracji uszkodzonych nerwów.

W czwartym aspekcie wynalazku dwufazowe pobudzanie elektryczne jest przykładane do tkanki mięśni gładkich. Mięsień gładki trzewny występuje w ściankach trzewnych narządów pustych, takich jak żołądek, jelita, pęcherz moczowy i macica. Włókna mięśni gładkich są zdolne do pobudzania siebie nawzajem. Tak więc, po pobudzeniu jednego włókna, fala depolaryzacji poruszająca się nad jego powierzchnią może pobudzić sąsiednie włókna, które z kolei pobudzają jeszcze inne. Zalety takiego pobudzania mogą być zrealizowane na przykład w sytuacjach, w których nie trzymanie moczu zostało spowodowane przez uraz lub chorobę.

Po opisaniu podstawowej idei wynalazku, jest jasne dla specjalistów w tej dziedzinie, że powyższe szczegółowe ujawnienie jest przeznaczone tylko do przykładowego przedstawienia i nie jest ograniczające. Wystąpią różne odmiany, ulepszenia i modyfikacje przeznaczone dla specjalistów w tej dziedzinie, lecz nie są stwierdzone tutaj wyraźnie.

Te modyfikacje, odmiany i ulepszenia są przeznaczone do zaproponowania tutaj i znajdują się w zakresie wynalazku. Ponadto impulsy pobudzające przedstawione w tym opisie znajdują się w zakresie możliwości obecnej elektroniki z właściwym programowaniem.

Pobudzanie dwufazowe zapewnione przez wynalazek może być pożądane w dodatkowych sytuacjach, w których jest pokazane pobudzanie elektryczne, takie jak pobudzanie tkanki nerwowej i pobudzanie tkanki kostnej. Zgodnie z tym wynalazek jest ograniczony tylko przez następujące zastrzeżenia i ich równoważniki.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe, znamienne tym, że zawiera układy elektroniczne do wytwarzania impulsów, które wytwarzają impuls, a impuls określa pierwszą fazę pobudzania (102, 202, 302, 402, 502) i określa drugą fazę pobudzania (108, 208, 308, 406, 510), przy czym pierwsza faza pobudzania (102, 202, 302, 402, 502) ma biegunowość pierwszej fazy, amplitudę pierwszej fazy, kształt pierwszej fazy i czas trwania pierwszej fazy dla uwarunkowania wstępnego tkanki mięśniowej do przyjęcia następnego pobudzenia, a druga faza pobudzania (108, 208, 308, 408, 510) ma biegunowość przeciwną do biegunowości pierwszej fazy, amplitudę drugiej fazy, która ma większą wartość bezwzględną niż amplituda pierwszej fazy, kształt drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy oraz doprowadzenia dołączone do układów elektronicznych do wytwarzania impulsów i przystosowane do przykładania pierwszej fazy pobudzania (102, 202, 302, 402, 502) i drugiej fazy pobudzania (108, 208, 308, 408, 510) w sekwencji do tkanki mięśniowej, a tkanka mięśniowa jest wybrana z grupy składającej się z mięśnia prążkowanego, mięśnia gładkiego i mięśnia mieszanego, przy czym biegunowość pierwszej fazy jest dodatnia, a amplituda pierwszej fazy jest równa lub mniejsza niż maksymalna amplituda podprogowa, a maksymalna amplituda podprogowa jest mniejsza niż 3,5 wolta.
2. Urządzenie wed ług zastrz. 1, znamienne tym, że amplituda pierwszej fazy (402) jest nachylona od wartości podstawowej do drugiej wartości.
3. Urządzenie wed ług zastrz. 2, znamienne tym, że wartość bezwzględna drugiej wartości jest równa wartości bezwzględnej amplitudy drugiej fazy.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza faza pobudzania (502) zawiera ponadto szereg impulsów pobudzających (506, 508) o określonej wstępnie amplitudzie, biegunowości i czasie trwania.
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czas trwania pierwszej fazy (302) jest co najmniej tak długi, jak czas trwania drugiej fazy (308) i czas trwania pierwszej fazy wynosi około jednej do dziewięciu milisekund.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czas trwania pierwszej fazy (302) jest co najmniej tak długi, jak czas trwania drugiej fazy (308) i czas trwania drugiej fazy wynosi około 0,2 do 0,9 milisekundy.
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że amplituda drugiej fazy (108, 208, 308, 408, 510) wynosi około dwa wolty do dwudziestu woltów.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czas trwania drugiej fazy (108, 208, 308, 408, 510) jest krótszy niż 0,3 milisekundy i amplituda drugiej fazy jest większa niż dwadzieścia woltów.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pobudzanie mięśnia jest wybrane z grupy składającej się z bezpośredniego pobudzania mięśnia i pośredniego pobudzania mięśnia i w którym pośrednie pobudzanie jest sterowane przez skórę.
10. Urządzenie do pobudzania tkanki mięśniowej przez przebiegi dwufazowe, znamienne tym, że zawiera układy elektroniczne do wytwarzania impulsów, które wytwarzają impuls, a impuls określa pierwszą fazę pobudzania i określa drugą fazę pobudzania, przy czym pierwsza faza pobudzania (102, 302, 402, 502) ma biegunowość dodatnią, amplitudę pierwszej fazy, kształt pierwszej fazy i czas trwania pierwszej fazy, gdzie amplituda pierwszej fazy wynosi okoł o 0,5 do 3,5 woltów i czas trwania pierwszej fazy wynosi około jednej do dziewięciu milisekund, a druga faza pobudzania (108, 308, 408, 510) ma biegunowość ujemną, amplitudę drugiej fazy, która ma większą wartość bezwzględną niż amplituda pierwszej fazy, kształt drugiej fazy i czas trwania drugiej fazy, przy czym amplituda drugiej fazy wynosi około dwa wolty do dwudziestu woltów i czas trwania drugiej fazy wynosi około 0,2 do 0,9 milisekund oraz doprowadzenia dołączone do układów elektronicznych do wytwarzania impulsów i przystosowane do przykładania pierwszej fazy pobudzania i drugiej fazy pobudzania w sekwencji do tkanki mięśniowej, a tkanka mięśniowa jest wybrana z grupy składającej się z mięśnia prążkowanego, mięśnia gładkiego i mięśnia mieszanego, przy czym pobudzanie mięśnia jest wybrane z grupy skł adają cej się z bezpoś redniego pobudzania mi ęśnia i poś redniego pobudzania mięśnia.