PL209603B1 - Sposób stymulowania nerwów zwierzęcych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób stymulowania nerwów zwierzęcych stosowany w doświadczeniach medycznych.

Powszechnie stosowane zewnętrzne stymulatory posiadają znaczne rozmiary i ciężar. Ponieważ elektrody tych stymulatorów pobudzają mięśnie poprzez skórę, impulsy elektryczne muszą posiadać znaczną amplitudę w celu wytworzenia skutecznego pobudzenia mięśnia, który zazwyczaj znajduje się w dalszej odległości od powierzchni skóry. Bezpośrednia stymulacja mięśni za pośrednictwem stymulatorów implantowanych jest znacznie bardziej korzystna z uwagi na mniejszy pobór wymaganej mocy oraz precyzyjne dostarczenie elektrycznych sygnałów we właściwe miejsce. Niedogodnością tego sposobu jest problem związany z dostarczeniem energii do stymulatorów. Przewody implantowane przez skórę stwarzają niebezpieczeństwo infekcji, natomiast wymiana baterii wymaga przeprowadzenia zabiegu chirurgicznego. W ostatnich latach coraz większe wysiłki badawcze koncentrują się wokół mikrostymulatorów, które zasilane są energią zewnętrznego pola magnetycznego, która dostarczana jest przez nadajnik znajdujący się poza powierzchnią organizmu i nie posiadający bezpośredniego kontaktu ze skórą. Takie miniaturowe stymulatory są szczególnie korzystne ponieważ nie wymagają zabiegu chirurgicznego i mogą być implantowane przez wstrzykiwanie. Przykładem takiego rozwiązania jest mikrostymulator przedstawiony w amerykańskim opisie patentowym nr 6,214,032, który umieszczono w kapsule pokrytej biokompatybilnym polimerem, który z jednej strony zapewnia dodatkowe zabezpieczenie w przypadku ewentualnego rozerwania kapsuły oraz umożliwia wprowadzenie w strukturę polimeru antybiotyków, hormonów i innych substancji farmaceutycznych wspomagających pracę stymulatora. Mikrostymulator może być sterowany i w zależności od programu nadajnika może wytwarzać w ściśle określonych miejscach impulsy prądowe o ustalonej amplitudzie, czasie trwania i częstotliwości w celu wytworzenia płynnego skurczu mięśnia. Mikrostymulator według wymienionego wynalazku sterowany jest i zasilany za pomocą nadajnika znajdującego się poza korpusem organizmu. W praktyce nadajnik winien przemieszczać się wraz z organizmem.

W przypadku mał ych zwierzą t doś wiadczalnych zagadnienie to jest trudne do wykonania z uwagi na stosunkowo znaczne wymiary nadajnika.

Problem ten rozwiązano przy pomocy sposobu według wynalazku.

Istotą wynalazku jest sposób stymulowania nerwów zwierzęcych polegający na tym, że zwierzę z wszczepionym mikrostymulatorem umieszcza się w klatce, wewnątrz której za pomocą generatora pola magnetycznego umieszczonego poza klatką wytwarza się jednorodne zmienne pole magnetyczne lub układ trzech wzajemnie prostopadłych pól magnetycznych. W celu osiągnięcia należytej statystyki badań można umieszczać w klatce kilka zwierząt.

Przykład wykonania:

Mikrostymulator umieszczono w organizmie szczura. Zauważono, że impulsy w nerwie błędnym szczura mają współczynnik wypełnienia poniżej 10% i częstotliwość repetycji poniżej 1 Hz. Zatem jeżeli badane zwierzę zostanie umieszczone w badanym polu elektromagnetycznym o częstotliwości w zakresie 10 kHz do 100 kHz i w organizmie zwierzę cia zostanie umieszczony mikrostymulator w postaci cewki z detektorem szczytowym, to na wyjś ciu detektora pojawi się impuls o zadanym kształcie. Kształt impulsu pobudzającego nerw zwierzęcia może być uformowany poprzez odpowiedni dobór impulsów zmiennego pola magnetycznego. W celu zapewnienia jednorodnego pola magnetycznego w obszarze klatki, zastosowano dwie cewki Helmholtza z których jedna znajduje się poniżej dna klatki i obejmuje ona całą powierzchnię dna klatki, natomiast druga identyczna cewka umieszczona jest nad klatką. Do generacji modulowanego sinusoidalnie zmiennego pola magnetycznego użyto modulowanego generatora, z którego sygnał poprzez wzmacniacz mocy dostarczany jest do dwóch połączonych szeregowo cewek Helmholtza. Zmienne pole magnetyczne, wytworzone przez cewki Helmholtza, indukuje w cewce odbiorczej mikrostymulatora napięcie, którego amplituda kształtowana jest za pośrednictwem sygnału modulującego. Po detekcji, za pośrednictwem detektora szczytowego, uformowany zostaje elektryczny impuls o zadanym kształcie, który pobudza nerw zwierzęcia.

PL 209 603 B1

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób stymulowania nerwów zwierzęcych, znamienny tym, że zwierzę z wszczepionym mikrostymulatorem umieszcza się w klatce, wewnątrz której za pomocą generatora pola magnetycznego umieszczonego poza klatką wytwarza się jednorodne zmienne pole magnetyczne lub układ trzech wzajemnie prostopadłych pól magnetycznych.