RU106841U1 - IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD - Google Patents

IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD Download PDF

Info

Publication number
RU106841U1
RU106841U1 RU2011108869/14U RU2011108869U RU106841U1 RU 106841 U1 RU106841 U1 RU 106841U1 RU 2011108869/14 U RU2011108869/14 U RU 2011108869/14U RU 2011108869 U RU2011108869 U RU 2011108869U RU 106841 U1 RU106841 U1 RU 106841U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catheter
optical
spinal cord
fiber
electromagnetic radiation
Prior art date
Application number
RU2011108869/14U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Тома
Владимир Александрович Ёлкин
Вячеслав Григорьевич Нинель
Илья Александрович Тома
Алексей Игоревич Норкин
Сергей Сергеевич Янкин
Георгий Владимирович Тома
Кира Александровна Петрова
Александр Сергеевич Тома
Original Assignee
Александр Ильич Тома
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Ильич Тома filed Critical Александр Ильич Тома
Priority to RU2011108869/14U priority Critical patent/RU106841U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU106841U1 publication Critical patent/RU106841U1/en

Links

Abstract

1. Имплантируемое устройство для стимуляции спинного мозга, содержащее катетер, имеющий вывод на источник электрических сигналов и электрод, и расположенный внутри катетера световод с ядром, оптической, защитной оболочкой, с выводами на источники электромагнитного излучения и с оптическими окнами, расположенными вблизи дистального конца световода, занимая на нем область соразмерную области повреждения спинного мозга, отличающееся тем, что оно имеет расположенную соосно катетеру трубку, выполненную с возможностью входа в нее катетера со световодом, продольного передвижения относительно них и имеющую вывод на источник электрических сигналов и электрод, при этом оптические окна сформированы в виде периодически повторяющихся вдоль световода участков, не занятых защитной и оптической оболочкой и покрытых оптическим просветляющим покрытием с возможностью пропускания электромагнитного излучения инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазона длин волн. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катетер выполнен относительно трубки выступающим на расстояние порядка 5-15 см. 1. An implantable device for stimulating the spinal cord, containing a catheter having an output to an electric signal source and an electrode, and a fiber located inside the catheter with a core, an optical, protective sheath, with leads to electromagnetic radiation sources and with optical windows located near the distal end of the fiber occupying an area commensurate with the area of damage to the spinal cord, characterized in that it has a tube located coaxially with the catheter, configured to enter the catheter with about a fiber, longitudinal movement relative to them and having an output to an electric signal source and an electrode, while the optical windows are formed in the form of sections periodically repeating along the fiber that are not occupied by a protective and optical sheath and covered with an optical antireflective coating with the possibility of transmitting electromagnetic radiation of infrared, red, green and blue wavelength range. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the catheter is made relative to the tube protruding to a distance of about 5-15 cm

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к аппаратуре для нейрохирургии, и предназначена для стимуляции восстановительных процессов в области его повреждения спинного мозга с помощью таких лечебных факторов, как воздействие электрическим током и низкоинтенсивным электромагнитным излучением инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн.The utility model relates to medical equipment, in particular to equipment for neurosurgery, and is intended to stimulate recovery processes in the area of damage to the spinal cord using such therapeutic factors as exposure to electric current and low-intensity electromagnetic radiation of the infrared, red, green, and blue wavelength ranges .

Воздействие электрическим током при проведении электростимуляции приводит к выраженному болеутоляющему эффекту, активирует процессы регенерации нервной ткани. При этом повышается деятельность тканевых ферментов, нормализуется метаболизм белков и нуклеиновых кислот, восстанавливается проводниковая функция спинного мозга [Карепов Г.В. ЛФК и физиотерапия в системе реабилитации больных травматической болезнью спинного мозга. - К: Здоровья, 1991. С.10-12]Exposure to electric current during electrical stimulation leads to a pronounced analgesic effect, activates the processes of regeneration of nerve tissue. At the same time, the activity of tissue enzymes increases, the metabolism of proteins and nucleic acids is normalized, the conduction function of the spinal cord is restored [Karepov G.V. Exercise therapy and physiotherapy in the system of rehabilitation of patients with traumatic spinal cord disease. - To: Health, 1991. S.10-12]

Воздействие низкоинтенсивным электромагнитным излучением инфракрасного и видимого диапазонов длин волн проявляется в стимуляции регенеративных и репаративных процессов тканей организма, механизмов гуморального и клеточного иммунитета, ускорении заживления ран и повреждений, повышении эффективности противомикробной защиты и противоопухолевой резистентности организма, усилении процессов новообразования сосудов, улучшении гемо- и лимфомикроциркуляции, реологических свойств крови [Брилль Г.Е., Гаспарян Л.В. Механизмы терапевтического действия низкоинтенсивного лазерного излучения. Материалы IV съезда фотобиологов России. Саратов, 2005. С.14].Exposure to low-intensity electromagnetic radiation in the infrared and visible wavelength ranges is manifested in the stimulation of regenerative and reparative processes of body tissues, the mechanisms of humoral and cellular immunity, the acceleration of healing of wounds and injuries, the increase in the effectiveness of antimicrobial protection and antitumor resistance of the body, the enhancement of vascular neoplasm processes, and the improvement of hemo- and lymphomicrocirculation, rheological properties of blood [Brill G.E., Gasparyan L.V. The mechanisms of therapeutic action of low-intensity laser radiation. Materials of the IV Congress of Photobiologists of Russia. Saratov, 2005. P.14].

Объективно установлено, что низкоинтенсивное излучение различных длин волн, то есть различного света, оказывает различное влияние на организм человека. Инфракрасное излучение способствует уменьшению отека в очаге воспаления и усилению обменных процессов в облучаемых тканях. Повышение кровотока, обмена белков и аминокислот существенно ослабляют активность воспалительного процесса и стимулируют пролиферацию пораженных тканей. Красное излучение активирует катаболические процессы и стимулирует фибробласты соединительной ткани, что приводит к усилению репаративной регенерации пораженных тканей. Данное воздействие активирует процессы микроциркуляции и стимулирует трофические процессы в тканях, клеточный и гуморальный иммунитет. Зеленое излучение восстанавливает угнетенную патологическим процессом активность симпато-адреналовой системы, существенно ослабляет интенсивность воспаления и аутоиммунных дефектов. Синее излучение способствует усилению гликолиза и липолиза в клетках, обладает антисептическим действием и показано к применению при заболеваниях центральной и периферической нервной системы [Веселовский А.Б и соавторы. Тенденции развития, разработка и исследование физиотерапевтической аппаратуры для фотохромотерапии. Оптические и лазерные технологии: Сборник статей/ Под ред. В.Н.Васильева. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2001. С.152-154; Буйлин В.А., Ларюшин А.И., Никитина М.В. Свето-лазерная терапия. Руководство для врачей. Москва, 2004. С.11-31].It has been objectively established that low-intensity radiation of various wavelengths, that is, different light, has a different effect on the human body. Infrared radiation helps to reduce swelling in the focus of inflammation and enhance metabolic processes in irradiated tissues. Increased blood flow, protein and amino acid metabolism significantly weaken the activity of the inflammatory process and stimulate the proliferation of affected tissues. Red radiation activates catabolic processes and stimulates fibroblasts of connective tissue, which leads to increased reparative regeneration of affected tissues. This effect activates the microcirculation processes and stimulates trophic processes in the tissues, cellular and humoral immunity. Green radiation restores the activity of the sympathoadrenal system inhibited by the pathological process, significantly reduces the intensity of inflammation and autoimmune defects. Blue radiation enhances glycolysis and lipolysis in cells, has an antiseptic effect, and is indicated for use in diseases of the central and peripheral nervous system [Veselovsky A. et al. Development trends, development and research of physiotherapeutic equipment for photochromotherapy. Optical and Laser Technologies: Collection of articles / Ed. V.N. Vasilieva. SPb: SPb GITMO (TU), 2001. S.152-154; Builin V.A., Laryushin A.I., Nikitina M.V. Light laser therapy. A guide for doctors. Moscow, 2004. S.11-31].

Известно устройство, которое используют для стимуляции спинного мозга, а именно локальной лазеротерапии при оперативном лечении повреждений и заболеваний позвоночника [патент RU на изобретение №2289457]. Оно представляет собой световод с выводом на источник лазерного излучения. Два-четыре световода имплантируют в эпидуральное пространство вблизи зоны предполагаемого воздействия, при этом их устанавливают и фиксируют перпендикулярно дуральному мешку. В качестве источника лазерного излучения используют низкоинтенсивный инфракрасный лазер с длиной волны 780 нм и выходной мощностью менее 2 мВт.A device is known that is used to stimulate the spinal cord, namely, local laser therapy in the surgical treatment of injuries and diseases of the spine [RU patent for invention No. 2289457]. It is a fiber with output to a laser source. Two to four fibers are implanted in the epidural space near the zone of the intended impact, while they are installed and fixed perpendicular to the dural sac. A low-intensity infrared laser with a wavelength of 780 nm and an output power of less than 2 mW is used as a laser source.

Известно также устройство для стимуляции репаративных процессов в очаге повреждения спинного мозга [В.В.Ступак, А.М.Зайдман, Н.Н.Серпенинова. Морфологическое обоснование использования низкоинтенсивного лазерного излучения у больных с очагами контузии спинного мозга. Вопросы нейрохирургии, №4, 1998]. Оно представляет собой полимерную трубку со световодом внутри, который имеет вывод на источник электромагнитного лазерного излучения. Для стимуляции устройство проводят к твердой мозговой оболочке в месте травмы и устанавливают его дистальный конец над областью повреждения спинного мозга. В качестве источника лазерного излучения используют низкоинтенсивный лазер с длиной волны 780 нм или 630 нм и выходной мощностью порядка 4 мВт.A device is also known for stimulating reparative processes in the focal point of spinal cord injury [V.V. Stupak, A.M. Zaydman, N.N. Serpeninova. Morphological substantiation of the use of low-intensity laser radiation in patients with foci of concussion of the spinal cord. Questions of neurosurgery, No. 4, 1998]. It is a polymer tube with a light guide inside, which has an output to a source of electromagnetic laser radiation. For stimulation, the device is conducted to the dura mater at the site of injury and its distal end is installed over the area of damage to the spinal cord. A low-intensity laser with a wavelength of 780 nm or 630 nm and an output power of about 4 mW is used as a laser radiation source.

Однако описанные выше устройства позволяют воздействовать на область повреждения спинного мозга только одним лечебным фактором - низкоинтенсивным оптическим излучением - и не предназначены для комплексного воздействия. Кроме того световоды, применяемые в вышеуказанных устройствах, имеют только одно оптическое окно на дистальном конце, т.е. их конструкции обеспечивают работу воздействием с торцевой стороны.However, the devices described above allow affecting the area of damage to the spinal cord with only one therapeutic factor - low-intensity optical radiation - and are not intended for complex exposure. In addition, the optical fibers used in the above devices have only one optical window at the distal end, i.e. their designs provide operation by impact from the front side.

Известны также комплекты для электростимуляции «1x8 standart lead kit» модели 3777, 3778 и Pisces-Quad® lead kit модели 3487, 3488 фирмы Medtronic [Брошюра «IТВ TherapySM and Chronic Pain Therapies», 2010, с.8-9]. Они представляют собой трубки-катетеры, имеющие в дистальной части 4-8 электродов и соответствующее количество выводов на источник электрических сигналов.Also known are electrical stimulation kits "1x8 standart lead kit" models 3777, 3778 and Pisces-Quad® lead kit models 3487, 3488 from Medtronic [Brochure "ITB Therapy SM and Chronic Pain Therapies", 2010, p.8-9]. They are catheter tubes with 4-8 electrodes in the distal part and an appropriate number of leads to the source of electrical signals.

Однако данные устройства предназначены для проведения электростимуляции, и в них не предусмотрены конструктивные элементы для проведения оптической стимуляции области повреждения спинного мозга. Электроды неподвижно установлены на трубке-катетере, поэтому для стимуляции области повреждения спинного мозга, имеющей продольный размер больше, чем расстояние между соседними электродами, необходимо перепрограммировать устройство для подачи напряжения с одного из этих электродов на другой, который не является соседним. При этом не всегда возможно оптимально расположить активные электроды непосредственно выше и ниже области повреждения.However, these devices are designed to conduct electrical stimulation, and they do not provide structural elements for conducting optical stimulation of the area of damage to the spinal cord. The electrodes are fixedly mounted on the catheter tube, therefore, to stimulate the area of damage to the spinal cord, which has a longitudinal size greater than the distance between adjacent electrodes, it is necessary to reprogram the device for supplying voltage from one of these electrodes to another, which is not adjacent. However, it is not always possible to optimally position the active electrodes directly above and below the damage area.

Известно также устройство для стимуляции [заявка US на изобретение №2010174329 «Combined optical and electrical neural stimulation))], которое выполнено в виде трубки с электродами и оптическими окнами. Данные элементы для стимуляции расположены вблизи дистального конца, занимая область соразмерную предполагаемой зоне воздействия. Каждое его оптическое окно представляет собой линзу, соединенную с выведенным на боковую поверхность дистальным концом световода в виде оптического волокна.A device for stimulation is also known [US application No. 2010174329 "Combined optical and electrical neural stimulation))], which is made in the form of a tube with electrodes and optical windows. These elements for stimulation are located near the distal end, occupying an area commensurate with the proposed exposure area. Each of its optical windows is a lens connected to the distal end of the optical fiber brought to the side surface in the form of an optical fiber.

Данное устройство предназначено для применения в качестве стимулятора слуха, который имплантируют в ушную улитку, и не предназначено для стимуляции спинного мозга. Для изготовления каждого оптического окна требуется отдельный световод, что значительно увеличивает диаметр устройства, расход материалов и себестоимость.This device is intended for use as a hearing stimulator, which is implanted in the cochlea, and is not intended to stimulate the spinal cord. For the manufacture of each optical window, a separate fiber is required, which significantly increases the diameter of the device, the consumption of materials and cost.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для стимуляции спинного мозга [патент ЕР на изобретение №1502624 «Stimulation catheter with electrode and optical fiber»]. Данное устройство, представляет собой катетер, в котором может быть установлено несколько световодов в виде оптических волокон. Устройство содержит электроды, оптические окна, представляющие собой выведенные на поверхность устройства дистальные концы оптических волокон, выводы на источники электрических сигналов и электромагнитного излучения.The closest analogue to the claimed utility model is a device for stimulation of the spinal cord [patent EP for invention No. 1502624 "Stimulation catheter with electrode and optical fiber"]. This device is a catheter in which several optical fibers in the form of optical fibers can be installed. The device contains electrodes, optical windows, which are the distal ends of the optical fibers brought to the surface of the device, and leads to sources of electrical signals and electromagnetic radiation.

Данное устройство имеет недостаток аналогичный комплектам для электростимуляции фирмы Medtronic, т.к. его электроды неподвижно установлены на катетере и оптические окна сформированы на торце устройства, поэтому при расположении электродов выше и ниже области повреждения спинного мозга оптические окна оказываются выше последней и, следовательно, не позволяют проводить ее стимуляцию с помощью лазерного оптического излучения без изменения положения.This device has a drawback similar to Medtronic electrical stimulation kits, as its electrodes are fixedly mounted on the catheter and the optical windows are formed at the end of the device, therefore, when the electrodes are located above and below the spinal cord injury region, the optical windows are higher than the latter and, therefore, do not allow its stimulation using laser optical radiation without changing the position.

Задачей заявляемой полезной модели является создание имплантируемого устройства для стимуляции спинного мозга, позволяющего воздействовать как электрическим током, так и низкоинтенсивным электромагнитным излучением инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн на область повреждения спинного мозга любых продольных размеров без изменения положения самого устройства.The objective of the claimed utility model is the creation of an implantable device for stimulating the spinal cord, which allows both electric current and low-intensity electromagnetic radiation of the infrared, red, green and blue wavelength ranges to affect the spinal cord damage region of any longitudinal size without changing the position of the device itself.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что имплантируемое устройство для стимуляции спинного мозга, содержащее катетер, имеющий вывод на источник электрических сигналов и электрод, и расположенный внутри катетера световод с ядром, оптической, защитной оболочкой, с выводами на источники электромагнитного излучения и с оптическими окнами, расположенными вблизи дистального конца световода, занимая на нем область соразмерную области повреждения спинного мозга, имеет расположенную соосно катетеру трубку, выполненную с возможностью входа в нее катетера со световодом, продольного передвижения относительно них и имеющую вывод на источник электрических сигналов и электрод; при этом оптические окна сформированы в виде периодически повторяющихся вдоль световода участков, не занятых защитной и оптической оболочкой и покрытых оптическим просветляющим покрытием с возможностью пропускания электромагнитного излучения инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазона длин волн. Кроме того заявляется полезная модель с вышеуказанными признаками, в котором катетер выполнен относительно трубки выступающим на расстояние порядка 5-15 см.The essence of the claimed utility model lies in the fact that an implantable device for stimulating the spinal cord, containing a catheter having an output to an electric signal source and an electrode, and an optical fiber with a core, an optical, protective sheath, with conclusions to electromagnetic radiation sources and with optical fibers, located inside the catheter windows located near the distal end of the fiber, occupying on it a region commensurate with the area of damage to the spinal cord, has a tube located coaxially with the catheter, made with the possibility of entering into it a catheter with a light guide, longitudinal movement relative to them and having an output to a source of electrical signals and an electrode; the optical windows are formed in the form of sections periodically repeating along the fiber that are not occupied by the protective and optical cladding and covered with an optical antireflective coating with the possibility of transmitting electromagnetic radiation from the infrared, red, green, and blue wavelength ranges. In addition, a utility model with the above features is claimed, in which the catheter is made relative to the tube protruding at a distance of about 5-15 cm.

Технический результат заявляемой полезной модели.The technical result of the claimed utility model.

Использование новой для стимуляции спинного мозга конструктивной особенности, а именно расположения трубки соосно катетеру со световодом с возможностью продольного передвижения относительно них, позволяет изменять расстояние между электродами, расположенными на данных трубках, для установки их выше и ниже области повреждения спинного мозга любого продольного размера.The use of a design feature new for stimulation of the spinal cord, namely, the location of the tube coaxially with the catheter with the optical fiber with the possibility of longitudinal movement relative to them, allows you to change the distance between the electrodes located on these tubes to place them above and below the area of damage to the spinal cord of any longitudinal size.

Формирование оптических окон в виде повторяющихся участков вдоль световода, то есть непосредственно на световоде позволяет использовать только один световод, что сокращает диаметр устройства и экономит дорогостоящие расходные материалы. Сформированные таким образом оптические окна оказываются при имплантации устройства непосредственно напротив области повреждения спинного мозга, что дает возможность проводить стимулирующее воздействие на нервные структуры с помощью низкоинтенсивного электромагнитного излучения без изменения положения устройства или без установки дополнительных устройств. Указанное формирование оптических окон получают с помощью нового для стимуляции спинного мозга механизма их изготовления. Оптические окна представляют собой участки световода, не занятые защитной и оптической оболочками и покрытые оптическим просветляющим покрытием. Формирование таким образом оптических окон позволяет эффективно рассеивать излучение для воздействия на повреждение спинного мозга, т.к. уже при освобождении от защитной и оптической оболочки участок световода начитает излучать 10-20% проходящего по нему излучения, а использование просветляющего покрытия оптических окон позволяет увеличить этот процент и эффективно выделять из спектра как излучение инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн, так и каждый диапазон в отдельности, а именно инфракрасный с длиной волны 750-1300 нм, красный с длиной волны 610-690 нм, зеленый с длиной волны 510-550 нм и синий с длиной волны 400-470 нм за счет разной толщины покрытия и материала. Конструктивные особенности заявляемого устройства позволяют производить воздействие одним из соответствующих источников электромагнитного излучения или несколькими источниками одновременно, используя их различные комбинации и последовательности.The formation of optical windows in the form of repeating sections along the fiber, that is, directly on the fiber allows you to use only one fiber, which reduces the diameter of the device and saves expensive consumables. The optical windows formed in this way appear upon implantation of the device directly opposite the area of damage to the spinal cord, which makes it possible to stimulate the nerve structures using low-intensity electromagnetic radiation without changing the position of the device or without installing additional devices. The indicated formation of optical windows is obtained using a mechanism for their manufacture, new for stimulation of the spinal cord. Optical windows are sections of a fiber that are not occupied by the protective and optical shells and are coated with an optical antireflection coating. The formation of optical windows in this way allows efficient dispersion of radiation to affect damage to the spinal cord, as when liberated from the protective and optical cladding, the fiber section begins to emit 10-20% of the radiation passing through it, and the use of the antireflective coating of the optical windows allows this percentage to be increased and it is possible to efficiently isolate the radiation from the infrared, red, green, and blue wavelength ranges, so and each range individually, namely infrared with a wavelength of 750-1300 nm, red with a wavelength of 610-690 nm, green with a wavelength of 510-550 nm and blue with a wavelength of 400-470 nm due to different coating thicknesses and materials a. Design features of the claimed device allow exposure to one of the corresponding sources of electromagnetic radiation or several sources at the same time, using their various combinations and sequences.

Выполнение катетера относительно трубки выступающим на расстояние порядка 5-15 см позволяет нейрохирургу эффективно ее фиксировать при телескопическом раздвижении.The execution of the catheter relative to the tube protruding at a distance of the order of 5-15 cm allows the neurosurgeon to effectively fix it with telescopic extension.

Полезная модель поясняется с помощью Фиг.1-3, на которых изображены:The utility model is illustrated using Fig.1-3, which depict:

- на Фиг.1 - продольный разрез имплантируемого устройства для стимуляции спинного мозга;- figure 1 is a longitudinal section of an implantable device for stimulation of the spinal cord;

- на Фиг.2 - поперечный разрез имплантируемого устройства для стимуляции спинного мозга в сечении А-А Фиг.1.- figure 2 is a transverse section of an implantable device for stimulation of the spinal cord in section AA Figure 1.

- на Фиг.3 - продольный разрез световода с оптическими окнами. НаФиг.1-3 позициями 1-11 обозначены:- figure 3 is a longitudinal section of a fiber with optical windows. In Fig. 1-3, positions 1-11 indicate:

1 - световод;1 - optical fiber;

2 - катетер;2 - catheter;

3 - трубка;3 - tube;

4 - ядро;4 - core;

5 - оптическая оболочка;5 - optical cladding;

6 - защитная оболочка;6 - a protective shell;

7 - оптическое окно;7 - optical window;

8 - оптическое просветляющее покрытие;8 - optical antireflection coating;

9 - вывод на источники электромагнитного излучения;9 - output to sources of electromagnetic radiation;

10 - вывод на источник электрических сигналов;10 - output to a source of electrical signals;

11 - электрод.11 - electrode.

Имплантируемое устройство для стимуляции спинного мозга содержит соосные цилиндрические протяженные расположенные друг в друге в направлении от центральной продольной оси к периферии: световод 1, катетер 2 и трубку 3.The implantable device for stimulating the spinal cord contains coaxial cylindrical elongated located in each other in the direction from the central longitudinal axis to the periphery: fiber 1, catheter 2 and tube 3.

В качестве световода используют оптическое волокно диаметром 0.1-0.4 мм с ядром 4, оптической 5 и защитной 6 оболочками. Оптические окна 7 сформированы в виде периодически повторяющихся вдоль световода 1 участков, не занятых оптической 5 и защитной 6 оболочками и покрытых оптическим просветляющим покрытием 8, пропускающим электромагнитное излучение инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн. Наиболее предпочтительная форма оптического окна 7 - кольцо. Продольный размер оптического окна 7 составляет порядка 3-6 мм. Расстояние между окнами 7 составляет порядка 4-7 мм. Продольный размер оптического окна 7 и материал покрытия 8, его толщина подбирают так, чтобы через каждое оптическое окно 7 излучалось примерно одинаковое количество электромагнитного излучения. Возможно выполнение всех оптических окон 7 однотипными для пропускания излучения всех вышеуказанных диапазонов длин волн или разделение их на несколько типов, каждый из которых эффективно пропускает только один конкретный диапазон из вышеуказанных. Последнее возможно при использовании оптического просветляющего покрытия 8 разной толщины или из различного материала. На дистальном торце световода 1 вакуумным напылением наносится металлическое зеркальное покрытие для отражения электромагнитного излучения от него и повышения КПД рассеяния излучения через оптические окна. Кроме того, световод 1 имеет выводы на источники электромагнитного излучения 9.An optical fiber with a diameter of 0.1-0.4 mm with a core of 4, optical 5 and protective 6 claddings is used as a fiber. The optical windows 7 are formed in the form of sections periodically repeating along the optical fiber 1 that are not occupied by the optical 5 and protective 6 claddings and are coated with an optical antireflective coating 8 that transmits electromagnetic radiation from the infrared, red, green, and blue wavelength ranges. The most preferred form of the optical window 7 is a ring. The longitudinal size of the optical window 7 is of the order of 3-6 mm. The distance between the windows 7 is about 4-7 mm. The longitudinal size of the optical window 7 and the coating material 8, its thickness is selected so that approximately the same amount of electromagnetic radiation is emitted through each optical window 7. It is possible to fulfill all optical windows 7 of the same type for transmitting radiation of all the above wavelength ranges or to divide them into several types, each of which effectively passes only one specific range of the above. The latter is possible when using an optical antireflection coating 8 of different thicknesses or from various materials. At the distal end of the optical fiber 1, a metal mirror coating is applied by vacuum deposition to reflect electromagnetic radiation from it and increase the efficiency of radiation scattering through optical windows. In addition, the fiber 1 has conclusions on the sources of electromagnetic radiation 9.

Трубку 3 и катетер 2 используют преимущественно гибкие, сделанные из полимеров, например, из полиуретана, полиэтилена, фторопласта. Катетер 2 имеет вывод на источник электрических сигналов 10 и электрод 11. На трубке 3 также размещен вывод 9 на источник электрических сигналов и электрод 11. Электроды 11 обычно располагают на дистальных концах соответственно катетера 2 и трубки 3. Внутренний диаметр катетера 2 составляет порядка 0.1-0.4 мм; внешний его диаметр - 0.6-1.0 мм; внутренний диаметр трубки 3 примерно равен внешнему диаметру катетера 2; внешний ее диаметр на 0.3-0.5 мм больше внутреннего; длина катетера 2 - 40-100 см. Длина трубки 3 может быть на 5-15 см короче. Для более точного изменения перемещения катетера 2 относительно трубки 3 и соответственно одного электрода 11 относительно другого электрода 11 можно использовать миллиметровую шкалу, нанесенную на трубку-катетер.Tube 3 and catheter 2 are used predominantly flexible, made of polymers, for example, polyurethane, polyethylene, fluoroplastic. The catheter 2 has an output to the source of electrical signals 10 and the electrode 11. On the tube 3 is also placed 9 on the source of the electrical signals and the electrode 11. The electrodes 11 are usually located at the distal ends of the catheter 2 and tube 3, respectively. The inner diameter of the catheter 2 is about 0.1- 0.4 mm; its outer diameter is 0.6-1.0 mm; the inner diameter of the tube 3 is approximately equal to the outer diameter of the catheter 2; its outer diameter is 0.3-0.5 mm larger than the inner; the length of the catheter 2 is 40-100 cm. The length of the tube 3 can be 5-15 cm shorter. To more accurately change the movement of the catheter 2 relative to the tube 3 and, accordingly, one electrode 11 relative to the other electrode 11, a millimeter scale deposited on the catheter tube can be used.

Вышеуказанные электроды 11 выполнены в виде колец из металлического проводящего материала, например, медицинской стали, титана, тантала. Их продольный размер составляет порядка 2-6 мм.The above electrodes 11 are made in the form of rings of metallic conductive material, for example, medical steel, titanium, tantalum. Their longitudinal size is about 2-6 mm.

В качестве источника электрических сигналов используют разрешенные к использованию в медицинской практике стимуляторы, например, отечественного производства стационарные (УЭИ-1, ЭНС-01, ЭСУ-2, Дельта-102, Элиман-101) и портативные (Дельта-101, Элиман-206, Мирабель, Нейрон-02).As a source of electrical signals, approved for use in medical practice stimulants, for example, domestic production, are stationary (UEI-1, ENS-01, ESU-2, Delta-102, Eliman-101) and portable (Delta-101, Eliman-206 , Mirabelle, Neuron-02).

В качестве источников электромагнитного излучения используют портативные полупроводниковые лазеры или светодиоды для инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн. Для одновременного подключения нескольких источников возможно выполнение соответствующего количества выводов 9.As sources of electromagnetic radiation using portable semiconductor lasers or LEDs for the infrared, red, green and blue wavelength ranges. For the simultaneous connection of several sources, it is possible to carry out the corresponding number of pins 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

С помощью компьютерно-томографических исследований определяют уровень пораженных сегментов спинного мозга относительно позвоночного столба и продольный размер области повреждения. В зависимости от патологии и производимого хирургического лечения имплантируемое устройство для стимуляции спинного мозга устанавливают открытым способом, например, с помощью микроламинэктомии, или при местной анестезии пункционным способом в эпидуральное пространство позвоночного канала на твердую спинномозговую оболочку, при этом электрод 11 катетера 2 позиционируют выше области повреждения. После имплантации начинают изменять положение электрода 11 трубки 3. Нейрохирург фиксирует катетер 2, а именно ее проксимальный ближний к нему конец и начинает перемещать трубку 3, меняя, таким образом, расстояние между электродами 11. Расстояние, на которое необходимо раздвинуть трубки, определяется продольным размером повреждения спинного мозга, который определяют с помощью компьютерно-томографических исследований, как описано выше. Второй электрод 11 располагают ниже области повреждения спинного мозга. Оптимальное расположение определяют с помощью тестовой стимуляции. После вышеуказанной имплантации оптические окна 7 оказываются непосредственно над областью повреждения спинного мозга. Устройство подключают к источникам электрических сигналов и электромагнитного излучения через соответствующие выводы 9 и 10.Using computed tomography studies, the level of the affected segments of the spinal cord relative to the spinal column and the longitudinal size of the lesion area are determined. Depending on the pathology and surgical treatment performed, the implantable device for stimulating the spinal cord is installed in an open way, for example, by means of microlaminectomy, or with local anesthesia by a puncture method in the epidural space of the spinal canal on the dura mater, while the catheter 2 electrode 11 is positioned above the damage area . After implantation, they begin to change the position of the electrode 11 of the tube 3. The neurosurgeon fixes the catheter 2, namely its proximal end closest to it, and begins to move the tube 3, thus changing the distance between the electrodes 11. The distance by which the tubes must be extended is determined by the longitudinal size damage to the spinal cord, which is determined using computed tomography studies, as described above. The second electrode 11 is located below the area of damage to the spinal cord. The optimal location is determined using test stimulation. After the above implantation, the optical windows 7 are directly above the area of damage to the spinal cord. The device is connected to sources of electrical signals and electromagnetic radiation through the corresponding conclusions 9 and 10.

В зависимости от вида патологии и состояния пациента, нейрохирург выбирает необходимое воздействие согласно режимам и методам, известным из практики и литературы. Можно использовать по выбору любое воздействие, например, стимуляцию электрическими импульсами, электромагнитным излучением инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазонов длин волн. Возможно совмещение с лекарственной терапией. В случае положительных результатов тестового периода и необходимости продолжительной от месяца до 2-3 лет электростимуляции производится подкожная имплантация источников электрических сигналов и электромагнитного излучения.Depending on the type of pathology and the condition of the patient, the neurosurgeon selects the necessary effect according to the modes and methods known from practice and literature. Any influence can be used as an option, for example, stimulation by electric pulses, electromagnetic radiation from the infrared, red, green and blue wavelength ranges. Perhaps a combination with drug therapy. In the case of positive results of the test period and the need for prolonged from a month to 2-3 years of electrical stimulation, subcutaneous implantation of sources of electrical signals and electromagnetic radiation is performed.

Все внешние аппараты можно подключить к контроллеру с микропроцессором, блоком управления, устройствами памяти и аналогово-цифровым преобразователем. Комбинированные виды воздействия возможно хранить как отдельные управляющие программы в оперативной памяти контроллера.All external devices can be connected to a controller with a microprocessor, a control unit, memory devices and an analog-to-digital converter. Combined types of exposure can be stored as separate control programs in the RAM of the controller.

Пример.Example.

Больная Л, 25 лет, поступила в клинику нейрохирургии с диагнозом: «Компрессионно-оскольчатый перелом тела L1 позвонка с ушибом и сдавлением спинного мозга костными отломками. Нижний парапарез, частичное нарушение функции тазовых органов».Patient L, 25 years old, was admitted to the neurosurgery clinic with a diagnosis of Compression-comminuted fracture of the L1 vertebral body with contusion and compression of the spinal cord with bone fragments. Lower paraparesis, partial dysfunction of the pelvic organs. "

При поступлении у больной в неврологическом статусе отмечалось: нарушение чувствительности в виде гиперестезии на уровне L2-L3 сегментов, гиперестезия с уровня L4 сегмента, мышечная сила в проксимальных отделах нижних конечностей снижена до 2 баллов, в дистальных - до 1 балла, частичное нарушение функций тазовых органов по типу задержки. При рентгенографическом исследовании выявлен компрессионно-оскольчатьый перелом тела L1 позвонка с индексом клиновидности 0,4 и углом кифотической деформации 18.Upon admission to the patient in neurological status, it was noted: impaired sensitivity in the form of hyperesthesia at the level of L2-L3 segments, hyperesthesia from the level of L4 segment, muscle strength in the proximal lower extremities reduced to 2 points, in the distal to 1 point, partial violation of the pelvic functions organs by type of delay. An X-ray examination revealed a compression-comminuted fracture of the vertebral body L1 with a wedge index of 0.4 and an angle of kyphotic deformation of 18.

При КТ-исследовании отмечается смещение костных отломков в просвет позвоночного канала со сдавлением дурального мешка. Дефицит просвета позвоночного канала составляет 60%. При МРТ-исследовании отмечаются признаки ушибов спинного мозга на участке до 2-ух см на уровне L1 позвонка, нарушение ликвородинамики, отек спинного мозга, распространяющийся выше и ниже участка повреждения спинного мозга на 3 и 1 см соответственно. Больной была выполнена костно-пластическая ламинэктомия TH12-L1 позвонков, импакция костных фрагментов, коррекция деформации позвоночника и фиксация его на уровне TH12-L2 сегментов транспедикулярной системой. При миелографическом исследовании с введением 15 мл контрастного вещества «Омнипак» в результате хирургического вмешательства была восстановлена проходимость субарахноидальных пространств, устранена деформация позвоночного канала. В позвоночный канал эпидурально на поверхность спинного мозга было установлено устройство для стимуляции спинного мозга. Затем, учитывая данные МРТ-исследования: очаг ушиба спинного мозга до 2 см и протяженность его отека на 3 см выше и 1 см ниже очага ушиба, телескопическая трубка устройства была раздвинута на 6 см так, чтобы захватить в зону лазерного воздействия участки отека и ушиба спинного мозга. Трубка-катетер со световодом выведена через дополнительный прокол мышцы и кожи на поверхность и зафиксирована на коже в 5 см латеральнее от операционной раны. Затем на фоне проводимой медикаментозной терапии через 12 часов после операции световод-электрод был подключен к генератору электромагнитного излучения, и начато лазерное стимуляционное воздействие на спинной мозг таким образом, что на участок отека спинного мозга подавалось электромагнитное излучение синего диапазона длин волн, а на участок ушиба - инфракрасного диапазона. Воздействие осуществлялось в течение 3 минут с периодичностью 8 часов в течение 5 суток. После этого повторно выполнено МРТ-исследование, при котором отмечено значительное уменьшение отека спинного мозга. Затем для стимуляции микроциркуляции и репаративных процессов в спинном мозге с 6-ых суток начато воздействие электромагнитным излучением красного диапазона длин волн с длительностью воздействия 3 мин и периодичностью 8 часов в течение 7 суток, после чего осуществляли электростимуляцию спинного мозга в течение 10 мин с амплитудой тока 20 мкА, частотой 65 Гц, длительностью импульса 0,3 мсек. С 14-го дня после операции электромагнитное излучение красного диапазона было заменено на зеленый диапазон для иммуномодулирующего воздействия и проводилось в течение 10 дней. После каждого сеанса лазерного воздействия зеленым диапазоном длин волн также проводилась электростимуляция спинного мозга с длительностью воздействия 15 мин. В результате проводимого электро-лазеростимуляционного воздействия на спинной мозг при наблюдении за неврологическим статусом больной было отмечено восстановление функции тазовых органов на 6-ые сутки после начала стимуляционного воздействия, нарастание мышечной силы проксимальных отделов нижних конечностей до 3 баллов, а в дистальных отделах - до 1 балла. К концу курса электро-лазеростимуляционного воздействия на спинной мозг отмечено улучшение чувствительности и нарастание мышечной силы в нижних конечностях до 3-4 баллов в проксимальных отделах и 2-3 баллов в дистальных отделах. Больная стала передвигаться без внешней опоры и была выписана на амбулаторное лечение. Больной было рекомендовано прохождение повторного курса электро-лазеростимуляционного воздействия через 6 месяцев.A CT scan shows a displacement of bone fragments into the lumen of the spinal canal with compression of the dural sac. Deficiency of the lumen of the spinal canal is 60%. An MRI scan shows signs of spinal cord bruises in the area up to 2 cm at the L1 level of the vertebra, impaired cerebrospinal fluid dynamics, spinal cord edema extending above and below the site of spinal cord damage by 3 and 1 cm, respectively. The patient underwent osteoplastic laminectomy of TH12-L1 vertebrae, impaction of bone fragments, correction of spinal deformity and its fixation at the level of TH12-L2 segments by the transpedicular system. During a myelographic study with the introduction of 15 ml of Omnipack contrast agent, the patency of the subarachnoid spaces was restored as a result of surgical intervention, and the deformation of the spinal canal was eliminated. A spinal cord stimulation device was installed epidurally on the surface of the spinal cord in the spinal canal. Then, taking into account the data of an MRI study: the focus of the spinal cord injury is up to 2 cm and the length of its edema is 3 cm higher and 1 cm below the focus, the telescopic tube of the device was 6 cm apart so as to capture areas of edema and contusion in the laser exposure zone spinal cord. A catheter tube with a light guide is removed through an additional puncture of the muscle and skin to the surface and is fixed to the skin 5 cm lateral from the surgical wound. Then, against the background of drug therapy, 12 hours after the operation, the light guide electrode was connected to the electromagnetic radiation generator, and laser stimulation was started on the spinal cord in such a way that electromagnetic radiation of the blue wavelength range was supplied to the spinal cord edema, and to the bruised area - infrared range. The exposure was carried out for 3 minutes with a frequency of 8 hours for 5 days. After this, an MRI scan was performed again, in which a significant decrease in spinal cord edema was noted. Then, to stimulate microcirculation and reparative processes in the spinal cord, from the 6th day, exposure to electromagnetic radiation of the red wavelength range was started with an exposure duration of 3 minutes and a frequency of 8 hours for 7 days, after which the spinal cord was electrostimulated for 10 minutes with a current amplitude 20 μA, frequency 65 Hz, pulse duration 0.3 ms. From the 14th day after the operation, electromagnetic radiation of the red range was replaced by the green range for immunomodulating exposure and was carried out for 10 days. After each laser treatment session, the spinal cord was stimulated with a green wavelength range of 15 minutes. As a result of the electro-laser stimulation effect on the spinal cord when observing the neurological status of the patient, a restoration of the function of the pelvic organs on the 6th day after the start of the stimulation effect, an increase in the muscle strength of the proximal lower extremities to 3 points, and in the distal sections to 1 point. By the end of the course of electro-laser stimulation of the spinal cord, an improvement in sensitivity and an increase in muscle strength in the lower extremities to 3-4 points in the proximal sections and 2-3 points in the distal sections were noted. The patient began to move without external support and was discharged for outpatient treatment. The patient was recommended to undergo a repeated course of electro-laser stimulation after 6 months.

Claims (2)

1. Имплантируемое устройство для стимуляции спинного мозга, содержащее катетер, имеющий вывод на источник электрических сигналов и электрод, и расположенный внутри катетера световод с ядром, оптической, защитной оболочкой, с выводами на источники электромагнитного излучения и с оптическими окнами, расположенными вблизи дистального конца световода, занимая на нем область соразмерную области повреждения спинного мозга, отличающееся тем, что оно имеет расположенную соосно катетеру трубку, выполненную с возможностью входа в нее катетера со световодом, продольного передвижения относительно них и имеющую вывод на источник электрических сигналов и электрод, при этом оптические окна сформированы в виде периодически повторяющихся вдоль световода участков, не занятых защитной и оптической оболочкой и покрытых оптическим просветляющим покрытием с возможностью пропускания электромагнитного излучения инфракрасного, красного, зеленого и синего диапазона длин волн.1. An implantable device for stimulating the spinal cord, containing a catheter having an output to an electric signal source and an electrode, and a fiber located inside the catheter with a core, an optical, protective sheath, with leads to electromagnetic radiation sources and with optical windows located near the distal end of the fiber occupying an area commensurate with the area of damage to the spinal cord, characterized in that it has a tube located coaxially with the catheter, configured to enter the catheter with about a fiber, longitudinal movement relative to them and having an output to an electric signal source and an electrode, while the optical windows are formed in the form of sections periodically repeating along the fiber that are not occupied by a protective and optical sheath and covered with an optical antireflective coating with the possibility of transmitting electromagnetic radiation of infrared, red, green and blue wavelength range. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катетер выполнен относительно трубки выступающим на расстояние порядка 5-15 см.
Figure 00000001
2. The device according to claim 1, characterized in that the catheter is made relative to the tube protruding to a distance of about 5-15 cm
Figure 00000001
RU2011108869/14U 2011-03-10 2011-03-10 IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD RU106841U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108869/14U RU106841U1 (en) 2011-03-10 2011-03-10 IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108869/14U RU106841U1 (en) 2011-03-10 2011-03-10 IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU106841U1 true RU106841U1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011108869/14U RU106841U1 (en) 2011-03-10 2011-03-10 IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU106841U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499614C1 (en) * 2012-09-21 2013-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "СарНИИТО" Минздрава России) Method for electromagnetic stimulation of central and peripheral nerve system
RU2614970C2 (en) * 2013-10-15 2017-03-31 Олег Олегович Камадей Method for fixation of electrode of system of chronic spinal stimulation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499614C1 (en) * 2012-09-21 2013-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "СарНИИТО" Минздрава России) Method for electromagnetic stimulation of central and peripheral nerve system
RU2614970C2 (en) * 2013-10-15 2017-03-31 Олег Олегович Камадей Method for fixation of electrode of system of chronic spinal stimulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sehic et al. Electrical stimulation as a means for improving vision
JP2022009436A (en) Systems and methods for transcutaneous direct current block to alter nerve conduction
Pieber et al. Optimizing stimulation parameters in functional electrical stimulation of denervated muscles: a cross-sectional study
US11311742B2 (en) Laser therapeutic apparatus and spinal cord repairing method
CA2949566C (en) Therapeutically applicable multi-channel direct-current output device
US11202905B2 (en) Electrical substance clearance from the brain
Morimoto et al. Optimal parameters of transcorneal electrical stimulation (TES) to be neuroprotective of axotomized RGCs in adult rats
RU2141851C1 (en) Method of treatment of children's displastic scoliosis
CN113939334A (en) Treatment of neurodegenerative disorders by vagal nerve stimulation
RU2499614C1 (en) Method for electromagnetic stimulation of central and peripheral nerve system
RU2465025C1 (en) Apparatus and method for spinal stimulation
RU106841U1 (en) IMPLANTED DEVICE FOR STIMULATION OF THE SPINAL CORD
CN108671415B (en) Medical optical fiber and laser therapeutic apparatus
Sergeeva et al. Repetitive transcorneal alternating current stimulation reduces brain idling state after long-term vision loss
Opie et al. Neural stimulation with an endovascular brain-machine interface
RU2329029C1 (en) Method of shortsightedness treatment
CN108635044B (en) Laser therapeutic instrument
RU2334458C2 (en) Method for treatment of erectile dysfunction
Su et al. The visual cortical responses to sinusoidal transcorneal electrical stimulation
Marcante et al. Modulation of trophism and fiber type gene expression in denervated muscle activated by different patterns of electrical stimulation. Role of muscle fiber regeneration revisited in 2017
RU2481869C1 (en) Method of treating neurogenic bladder in patients with traumatic spinal disease
RU2025114C1 (en) Method of treatment of optic channel disease by direct electrostimulation
RU2308302C2 (en) Method for treating patients for enuresis
Kong et al. Nerve injury and regeneration after neurolysis: ethanol alone versus ethanol with brachytherapy in rabbits
US20200289820A1 (en) Kidney treatment

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140311

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20150320

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160311