RU195269U1

RU195269U1 - Flexible electrode for recording electric potentials in the intramural layers of the heart

Info

Publication number: RU195269U1
Application number: RU2018147175U
Authority: RU
Inventors: Сергей Леонидович Гошка; Ксения Андреевна Седова; Олеся Геннадьевна Берникова; Ян Эрнстович Азаров; Владимир Александрович Витязев; Алена Сергеевна Цветкова; Марина Альвирасовна Вайкшнорайте
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-01-21

Abstract

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для электромиографии мышц сердца. Универсальный гибкий электрод относится к медицинским (исследовательским) устройствам для диагностических целей и предназначен, в частности, для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца в условиях in sito у животных.Техническим результатом полезной модели является создание электрода для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца, позволяющего получать информацию не только с субэпи- и субэндокардиальных интрамуральных слоев одной из стенок желудочка, но и провести электрод через межжелудочковую перегородку и вывести его на противоположную стенку сердца, что существенно увеличивает исследуемую область и повышает информативность получаемого материала, в тоже время, делая только один прокол сердца, уменьшает повреждение миокарда.Технический результат достигается тем, что универсальный гибкий электрод для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца состоит из капроновой нити с узелком на конце, на которой зафиксированы на равном расстоянии 8–16 (кратное 8) контактные площадки, представляющие собой узелок медной проволоки (один конец), очищенной от лака и закрепленной на капроновой нити узелком, второй конец медной проволоки соединен с разъемом для подключения к регистрирующей установке. Расстояние между закрепленными контактными площадками и их количество зависит от толщины мышечного слоя в месте введения гибкого электрода, а также от задач по визуализации эклектических процессов в миокарде, и чем точнее нужно описать распространение волны возбуждения или последовательности процесса реполяризации в миокарде, тем большее количество контактных площадок закрепляется на нити.The utility model relates to medicine and can be used for electromyography of the heart muscles. A universal flexible electrode refers to medical (research) devices for diagnostic purposes and is intended, in particular, for recording electric potentials in the intramural layers of the heart in in sito conditions in animals. The technical result of the utility model is to create an electrode for recording electric potentials in the intramural layers of the heart, allowing to obtain information not only from the subepi and subendocardial intramural layers of one of the walls of the ventricle, but also to draw an electrode through between the ventricular septum and bring it to the opposite wall of the heart, which significantly increases the studied area and increases the information content of the resulting material, at the same time, making only one heart puncture reduces myocardial damage. The technical result is achieved by the fact that a universal flexible electrode for recording electric potentials in intramural layers of the heart consists of a nylon filament with a nodule at the end, on which pads are fixed at an equal distance of 8–16 (multiple of 8), representing a bundle of copper wire (one end), cleaned of varnish and fixed on a nylon filament in a bundle, the second end of the copper wire is connected to a connector for connecting to a recording unit. The distance between the fixed contact pads and their number depends on the thickness of the muscle layer at the site of insertion of the flexible electrode, as well as on the tasks of visualizing eclectic processes in the myocardium, and the more accurately it is necessary to describe the propagation of the excitation wave or the sequence of the repolarization process in the myocardium, the greater the number of contact pads fixed on the thread.

Description

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для электромиографии мышц сердца. Универсальный гибкий электрод относится к медицинским (исследовательским) устройствам для диагностических целей и предназначен, в частности, для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца в условиях in sito у животных. The utility model relates to medicine and can be used for electromyography of the heart muscles. A universal flexible electrode refers to medical (research) devices for diagnostic purposes and is intended, in particular, for recording electric potentials in the intramural layers of the heart in in sito conditions in animals.

Из уровня техники известен игольчатый электрод, способ изготовления которого включает укладывание микропроводов на различных уровнях вдоль центральной металлической иглы, например стальной, фиксирование их и отогнутых регистрирующих концов изолирующей нитью, например капроновой, покрытие заготовки электрода изолирующим лаком, последующее срезание концов разноуровневых микропроводов и зачистка электрода [SU 478594 A1, 1975].The needle electrode is known from the prior art, the manufacturing method of which involves laying microwires at various levels along a central metal needle, for example a steel one, fixing them and bent recording ends with an insulating thread, for example kapron, coating the electrode blank with insulating varnish, then cutting off the ends of the multilevel microwires and stripping the electrode [SU 478594 A1, 1975].

Известен также игольчатый электрод, изготовленный путем намотки микропроводов вокруг игольчатой основы с одновременным выводом регистрирующих концов на расстоянии, зависящем от толщины мышечного слоя в месте введения иглы, покрытие заготовки электрода одним или более слоями изолятора, в качестве которого использована эпоксидная смола. [RU 2167599 C1, 2001]. Also known is a needle electrode made by winding microwires around a needle base with simultaneous output of the recording ends at a distance depending on the thickness of the muscle layer at the point of insertion of the needle, coating the electrode blank with one or more layers of an insulator, which is used as an epoxy resin. [RU 2167599 C1, 2001].

Недостатками данных игольчатых электродов являются сложность и трудоемкость в изготовлении электродов, а также крупный размер и твердая игольчатая основа электродов. Повреждение миокарда при введении игольчатого электрода, а также его смещение при сокращении мышцы приводит к элевации сегмента ST как на электрограммах от интрамуральных слоев миокарда, так и на электрокардиограмме, время ожидания восстановления электрических параметров сердца, для полноценной регистрации занимает более 15 минут. The disadvantages of these needle electrodes are the complexity and complexity in the manufacture of electrodes, as well as the large size and solid needle base of the electrodes. Damage to the myocardium during insertion of the needle electrode, as well as its displacement during muscle contraction leads to elevation of the ST segment both on electrograms from the intramural layers of the myocardium and on the electrocardiogram, the waiting time for the restoration of the electrical parameters of the heart takes more than 15 minutes to complete registration.

Наиболее близким аналогом является интрамуральный гибкий нитчатый электрод [диссертационная работа на соискание степени канд. мед. наук. Гошки Сергея Леонидовича «Реполяризация миокарда желудочков при повышении преднагрузки сердца», Сыктывкар, 2009, 108 с.], который представляет собой капроновую нить d = 0.8 мм с узелком на конце. На нити закреплены на одинаковом расстоянии четыре контактные площадки, соединенные лакированной медной проволокой с разъемом для подключения к регистрирующей установке. Расстояние между площадками подобрано таким образом, что первая и последняя площадка регистрировали электрограммы с субэпи- и субэндокардиальных слоев соответственно две другие промежуточные - интрамуральных. The closest analogue is an intramural flexible filament electrode [thesis for the degree of candidate. honey. sciences. Goshki Sergey Leonidovich “Repolarization of the ventricular myocardium with increased preload of the heart”, Syktyvkar, 2009, 108 pp.], Which is a capron thread d = 0.8 mm with a knot at the end. Four pads are fixed on the thread at the same distance, connected by a varnished copper wire with a connector for connecting to a recording unit. The distance between the sites was selected in such a way that the first and last sites recorded electrograms from the subepi and subendocardial layers, respectively, two other intermediate ones - intramural.

Недостатком при регистрации электрической активности желудочка сердца при использовании данного электрода, содержащего четыре контактные площадки, является малая информативность о распространение волны возбуждения или последовательности реполяризации в миокарде, поскольку есть возможность регистрации электрический активности только в одной стенке миокарда. The disadvantage when registering the electrical activity of the ventricle of the heart when using this electrode containing four contact pads is the low information content about the propagation of the excitation wave or repolarization sequence in the myocardium, since it is possible to record electrical activity in only one myocardial wall.

Техническим результатом настоящей полезной модели является создание универсального гибкого электрода для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца, позволяющего получать информацию не только с субэпи- и субэндокардиальных интрамуральных слоев одной стенки желудочка, но провести электрод через межжелудочковую перегородку и вывести его на противоположную стенку сердца, что существенно увеличивает исследуемую область и повышает информативность получаемого материала, в тоже время, делая только один прокол сердца, уменьшает повреждение миокарда. Хорошая фиксация электрода в стенке повышает точность в определении места расположения контактных площадок, т.е. места регистрации униполярных электрограмм. Высокая точность в определении места расположения контактной площадки играет важную роль при проведении экспериментальных исследований, например, таких как моделирование ишемии миокарда. The technical result of this utility model is the creation of a universal flexible electrode for recording electrical potentials in the intramural layers of the heart, which allows not only to obtain information from the subepi and subendocardial intramural layers of one wall of the ventricle, but to draw the electrode through the interventricular septum and bring it to the opposite wall of the heart, which significantly increases the studied area and increases the information content of the material obtained, at the same time, making only one puncture with heart, reduces myocardial damage. Good fixation of the electrode in the wall increases the accuracy in determining the location of the pads, i.e. places of registration of unipolar electrograms. High accuracy in determining the location of the contact area plays an important role in conducting experimental studies, for example, such as modeling myocardial ischemia.

Технический результат достигается тем, что универсальный гибкий электрод для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца (Фиг. 1) состоит из капроновой нити диаметром от 0.7 мм до 1.0 мм 1 с узелком на конце 2, на которой зафиксированы на равном расстоянии от 8 до 16 (кратное 8, это именно для нашей установки) контактных площадок 3, при этом контактная площадка 3 представляет собой участок лакированной медной проволоки (один конец), очищенной от лака и закрепленной узелком 4 на капроновой нити 1, второй конец лакированной медной проволокой диаметром от 0.07 мм до 0.09 мм 4 соединен с разъемом 5 для подключения к регистрирующей установке. Расстояние между закрепленными контактными площадками и их количество зависит от толщины мышечного слоя в месте введения гибкого электрода, а также от задач по визуализации эклектических процессов в миокарде (чем точнее нужно описать распространение волны возбуждения или последовательности процесса реполяризации в миокарде, тем большее количество контактных площадок закрепляется на нити).The technical result is achieved by the fact that a universal flexible electrode for recording electric potentials in the intramural layers of the heart (Fig. 1) consists of a nylon thread with a diameter of 0.7 mm to 1.0 mm 1 with a knot at the end 2, on which are fixed at an equal distance from 8 to 16 (multiple of 8, this is exactly for our installation) of contact pads 3, while contact pad 3 is a section of varnished copper wire (one end), cleaned of varnish and fixed by a knot 4 on kapron thread 1, the second end of varnished copper a wired wire with a diameter of 0.07 mm to 0.09 mm 4 is connected to connector 5 for connection to a recording installation. The distance between the fixed contact pads and their number depends on the thickness of the muscle layer at the site of insertion of the flexible electrode, as well as on the tasks of visualizing eclectic processes in the myocardium (the more accurately it is necessary to describe the propagation of the excitation wave or the sequence of the repolarization process in the myocardium, the more the number of contact pads is fixed on the thread).

Способ регистрации электрических потенциалов интрамуральных электрограмм осуществляется с помощью универсального гибкого электрода (Фиг. 2). В миокард желудочка вводят с помощью колющей иглы 6, прошивая его стенку, электрод. При этом электрод изготавливают следующим образом, на капроновую нить 1 диаметром от 0.7 мм до 1.0 мм с узелком на конце 2, начиная от узелка, закрепляют медную лакированную проволоку 4 диаметром от 0.07 мм до 0.09 мм путем проведения ее через нить, обведения ею вокруг нити и завязывания ее узелком. После закрепления проволоки формируют на ней контактную площадку 3 путем снятия лаковой изоляции. Так готовят 8-16 (кратное 8) контактных площадок 3, расстояние между которыми определяется толщиной сердечной стенки в месте введения игольчатого электрода таким образом, чтобы в область регистрации входили все слои миокарда (субэпи-, субэндокардиальные и интрамуральные). После закрепления всех контактных площадок 3 у каждой из них один из концов проволоки 4 срезают, загибая данный короткий кончик пинцетом в нить 1. Второй конец проволоки 4 в дальнейшем припаивают на разъем 5, проверяя исключение замыкания проводов между собой. The method of recording electric potentials of intramural electrograms is carried out using a universal flexible electrode (Fig. 2). The ventricle is injected into the myocardium using a pricking needle 6, stitching its wall, electrode. In this case, the electrode is made as follows, on a kapron thread 1 with a diameter of 0.7 mm to 1.0 mm with a bundle at the end 2, starting from the knot, fix the copper lacquered wire 4 with a diameter of 0.07 mm to 0.09 mm by passing it through the thread, circling it around the thread and tying it with a knot. After fixing the wire, a contact pad 3 is formed on it by removing the varnish insulation. So prepare 8-16 (multiple of 8) contact pads 3, the distance between which is determined by the thickness of the heart wall at the injection site of the needle electrode so that all myocardial layers (subepi, subendocardial and intramural) enter the registration area. After fixing all the contact pads 3 at each of them, one of the ends of the wire 4 is cut off, bending this short tip with tweezers into the thread 1. The second end of the wire 4 is subsequently soldered to connector 5, checking that the wires are not connected to each other.

Регистрация униполярных электрограмм от электрода производится с помощью 128-канальной компьютерной картографической установки (полоса пропускания 0,05-1000 Гц, частота дискретизации 4000 Гц, динамический диапазон входных сигналов от ±10 мВ до ±100 мВ, уровень шума не более ±10 мкВ, разрешающая способность от 10 до 100 мкВ на один разряд аналого-цифрового преобразования). После окончания регистрации электрических потенциалов в сердце, точное место локализации каждого из униполярных отведений (т.е. контактных площадок) определяется путем разрезания миокарда в месте введения электрода.Registration of unipolar electrograms from the electrode is performed using a 128-channel computer-aided mapping system (bandwidth 0.05-1000 Hz, sampling frequency 4000 Hz, dynamic range of input signals from ± 10 mV to ± 100 mV, noise level not more than ± 10 μV, resolution from 10 to 100 μV per one bit of analog-to-digital conversion). After the registration of electrical potentials in the heart, the exact location of each of the unipolar leads (i.e., contact pads) is determined by cutting the myocardium at the site of insertion of the electrode.

Предлагаемый способ регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях миокарда улучшает качество записываемых сигналов. Сокращает время как подготовки к эксперименту, так и время проведения исследований. Использование данного электрода расширяет его функциональные возможности. Электрод может иметь любое количество регистрирующих площадок, что важно для построения более точных хронотопографических карт последовательности активации и реполяризации миокарда желудочка. Данный способ еще удобен тем, что электрод легко вводить в стенку желудочка, он хорошо в ней фиксируется. Данный электрод можно использовать для регистрации электрических потенциалов в стенке миокарда как на мелких животных (крыса, морская свинка), средних (кролик, кошка), так и на крупных животных (собака, свинья, олень, и т.д.). Размер сердца животного, будет определять количество контактных площадок, которые нужно будет закрепить на капроновой нити. The proposed method for recording electrical potentials in the intramural layers of the myocardium improves the quality of the recorded signals. Reduces the time of preparation for the experiment, and the time of research. The use of this electrode extends its functionality. The electrode can have any number of recording sites, which is important for constructing more accurate chronotopographic maps of the sequence of activation and repolarization of the ventricular myocardium. This method is also convenient in that the electrode is easily inserted into the wall of the ventricle, it is well fixed in it. This electrode can be used to register electric potentials in the myocardium wall both on small animals (rat, guinea pig), medium (rabbit, cat), and large animals (dog, pig, deer, etc.). The heart size of the animal will determine the number of pads that will need to be fixed on a nylon thread.

Claims

A flexible electrode for recording electric potentials in the intramural layers of the heart, consisting of a nylon filament with a diameter of 0.7 mm to 1.0 mm with a knot at the end, on which contact pads are fixed at an equal distance, at one end they are a bundle of varnished copper wire, purified from varnish, the second end of the varnished copper wire with a diameter of 0.7 mm to 0.9 mm is connected to a connector for connecting to a recording installation, the number of pads on a flexible electrode for this installation is a multiple of mi, and the electrode length and the distance between the contact pads are defined muscular layer thickness at the site of administration in such a way that in the registration area included subepi-, and subendocardial layers intramural myocardium of the left and right ventricles and the interventricular septum.