RU2195973C2

RU2195973C2 - Electric stimulation device for treating gastrointestinal tract

Info

Publication number: RU2195973C2
Application number: RU2001100276/14A
Authority: RU
Inventors: Я.С. Пеккер; С.Ф. Глущук
Original assignee: Сибирский государственный медицинский университет; Пеккер Яков Семенович; Глущук Сергей Федорович
Priority date: 2001-01-04
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has body formed by spherical electrodes and dielectric bushing. It has oscillation for producing stimulating impulses with power supply source. One of electrodes is movable and connected to the bushing by gluing with material degradable in gastrointestinal tract medium or by means of biologically inert lubricant. It is connected to the power supply source by means of lead via metal rivet and flexible insulated conductor controlling distance between electrodes. EFFECT: eliminating spastic contraction; enhanced effectiveness of stimulation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области биомедицинской инженерии, точнее к электростимулирующим устройствам для диагностики и лечения органов и тканей, а еще точнее к усовершенствованию электростимулятора желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). The invention relates to the field of biomedical engineering, more specifically to electrical stimulating devices for the diagnosis and treatment of organs and tissues, and more specifically to improving the electrical stimulator of the gastrointestinal tract (GIT).

Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта в виде дуоденального зонда, роль оливы в котором выполняет капсула - электростимулятор [1]. Known electrical stimulator of the gastrointestinal tract in the form of a duodenal probe, the role of olive in which the capsule is an electrical stimulator [1].

Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий корпус, образованный двумя изолированными друг от друга полусферическими электродами и диэлектрической втулкой, в котором установлены генератор стимулирующих импульсов с источником питания [2]. Known electrical stimulator of the gastrointestinal tract, containing a housing formed by two isolated from each other hemispherical electrodes and a dielectric sleeve, in which a stimulating pulse generator with a power source is installed [2].

Данный электростимулятор взят нами за прототип. We have taken this electrical stimulator as a prototype.

Недостатками электростимулятора-прототипа является возможность, с одной стороны, возникновения спастического сокращения стенок желудка или кишечника в области прикосновения его электродов в результате малого межэлектродного расстояния, обусловленного конструктивным исполнением корпуса электростимулятора [4], с другой стороны, известно, что малое межэлектродное расстояние уменьшает объем охватываемых стимуляцией клеток, тем самым уменьшая число управляющих волокон, включенных в работу для выполнения движения сокращения [5] . В тоже время, исходя из значений скорости распространения медленных волн тонкого кишечника и длительности волны, можно вычислить, что плато медленной волны одновременно охватывает сегмент кишечника длиной от 1,5 до 4-5 см по всему его периметру [3]. В результате этого может возникать одновременная деполяризация всех клеток гладких мышц кишечного сегмента указанной длины. Синхронизированное повышение возбудимости клеток приводит к одновременному возникновению в них потенциалов действия и, следовательно, к одновременному их сокращению. The disadvantages of the prototype electrical stimulator are the possibility, on the one hand, of spastic contraction of the walls of the stomach or intestines in the area of contact of its electrodes as a result of the small interelectrode distance due to the design of the electrostimulator body [4], on the other hand, it is known that the small interelectrode distance reduces covered by cell stimulation, thereby reducing the number of control fibers included in the work to perform the contraction movement [5]. At the same time, based on the values of the speed of propagation of slow waves of the small intestine and the wavelength, it can be calculated that the plateau of the slow wave simultaneously covers a segment of the intestine with a length of 1.5 to 4-5 cm along its entire perimeter [3]. As a result of this, simultaneous depolarization of all smooth muscle cells of the intestinal segment of a specified length can occur. A synchronized increase in the excitability of cells leads to the simultaneous appearance of action potentials in them and, consequently, to their simultaneous reduction.

Задачей настоящего изобретения является устранение спастических сокращений стимулируемых отделов ЖКТ и повышение эффективности электростимуляции. The present invention is to eliminate spastic contractions of the stimulated sections of the gastrointestinal tract and increase the efficiency of electrical stimulation.

Достигается эта задача тем, что один из электродов выполнен с возможностью перемещения и соединен со втулкой посредством склеивания материалом, распадающимся в среде желудочно-кишечного тракта или биологически нейтральной смазки, а с источником питания - посредством вывода через металлическую заклепку и гибкий изолированный проводник, выполненный с возможностью задания межэлектродного расстояния. This task is achieved by the fact that one of the electrodes is movable and connected to the sleeve by gluing with material disintegrating in the environment of the gastrointestinal tract or biologically neutral lubricant, and with a power source through output through a metal rivet and a flexible insulated conductor made with the ability to set the interelectrode distance.

Суть изобретения ниже поясняется описанием примера предлагаемой конструкции стимулятора со ссылкой на чертеж, на котором показан электростимулятор предлагаемой конструкции в разрезе. The essence of the invention below is illustrated by a description of an example of the proposed design of the stimulator with reference to the drawing, which shows the electrical stimulator of the proposed design in section.

В диэлектрическую втулку - 4 помещается источник питания - 6 для генератора стимулирующих импульсов - 5, который поджимается к токопроводящему элементу - 11 (например, металлическая заклепка) в основании втулки - 4 пружиной - 12, например конической, упирающейся основаниями в электрод источника питания - 6 и в запорную шайбу - 13, вставленную во внутрь втулки - 4 в специальный кольцевой паз - 14 со стороны генератора стимулирующих импульсов - 5. На чертеже паз показан прямоугольной формы в сечении. In the dielectric sleeve - 4 is placed the power source - 6 for the stimulating pulse generator - 5, which is pressed against the conductive element - 11 (for example, a metal rivet) in the base of the sleeve - 4 with a spring - 12, for example, conical, resting against the base of the electrode of the power source - 6 and in the locking washer - 13, inserted into the sleeve - 4 into a special annular groove - 14 from the side of the generator of stimulating pulses - 5. In the drawing, the groove is shown in a rectangular shape in cross section.

Напряжение на генератор стимулирующих импульсов - 5 от источника питания - 6 подается посредством проводника - 15, соединенного с, например, металлической заклепкой - 11, армированной в основание втулки - 4 и имеющей механический контакт с одним из полюсов источника питания - 6 и через коническую пружину - 12 и металлическую заклепку - 16, в запорной шайбе - 13. The voltage to the generator of stimulating pulses - 5 from the power source - 6 is supplied by means of a conductor - 15 connected to, for example, a metal rivet - 11, reinforced in the base of the sleeve - 4 and having mechanical contact with one of the poles of the power source - 6 and through a conical spring - 12 and a metal rivet - 16, in the lock washer - 13.

На втулку - 4 со стороны генератора стимулирующих импульсов - 5 напрессовывается полусферический электрод - 2, соответствующе подсоединенный к генератору стимулирующих импульсов - 5 с помощью вывода - 17. Рассмотренный узел герметичен. A hemispherical electrode - 2 is pressed onto the sleeve - 4 from the side of the generator of stimulating pulses - 5, correspondingly connected to the generator of stimulating pulses - 5 using the output - 17. The considered assembly is tight.

Узел подвижного полусферического электрода - 3 состоит из диэлектрической втулки - 18, на которую напрессован полусферический электрод - 3, соединяющийся с источником питания - 6 посредством вывода - 8, например, через металлическую заклепку - 9, армированную во втулку - 18, гибкий изолированный проводник - 10, задающий межэлектродное расстояние и металлическую заклепку - 11. Конструкция узла подвижного электрода также герметична (отсутствует доступ содержимого ЖКТ к внутренней поверхности подвижного стимулирующего электрода). The assembly of the movable hemispherical electrode - 3 consists of a dielectric sleeve - 18, onto which a hemispherical electrode - 3 is pressed, connected to the power source - 6 through the output - 8, for example, through a metal rivet - 9, reinforced into the sleeve - 18, a flexible insulated conductor - 10, specifying the interelectrode distance and the metal rivet - 11. The design of the movable electrode assembly is also leakproof (there is no access to the contents of the gastrointestinal tract to the inner surface of the movable stimulating electrode).

Соединяется узел подвижного электрода - 3 с втулкой - 4 (образуя корпус электростимулятора) посредством склеивания материалом - 7, распадающимся в среде желудочно-кишечного тракта, например, способом окунания, или посадкой втулки - 18 во втулку - 4 на биологически нейтральную смазку - 19 (например, вазелин). The node of the movable electrode - 3 is connected to the sleeve - 4 (forming the body of the electric stimulator) by gluing with material - 7, disintegrating in the environment of the gastrointestinal tract, for example, by dipping, or by fitting the sleeve - 18 into the sleeve - 4 to biologically neutral lubricant - 19 ( e.g. petroleum jelly).

Для устранения взаимодействия материала заклепок - 9, 11 с содержимым ЖКТ последние покрываются биологически нейтральным клеем - 20 (например, клей КГС-1 ОМО.250.010.001 ТИ). To eliminate the interaction of the material of rivets - 9, 11 with the contents of the gastrointestinal tract, the latter are coated with biologically neutral adhesive - 20 (for example, adhesive KGS-1 OMO.250.010.001 TI).

Работает электростимулятор следующим образом. The electrical stimulator works as follows.

При попадании электростимулятора в желудочно-кишечный тракт (например, путем проглатывания) материал, распадающийся в среде желудочно-кишечного тракта - 7, растворяется (примером растворимых в средах ЖКТ оболочек могут быть известные в фармации капсулы из желатина, растворяющиеся в кислых средах, или гелодуратовые, или глютоидные капсулы, растворяющиеся в щелочных жидкостях [6] ), узел подвижного электрода - 3 отделяется от втулки - 4 в результате перемещения электростимулятора по пищеварительному тракту, но удерживается с ней посредством гибкого изолированного проводника - 10. При этом межэлектродное расстояние электростимулятора увеличивается на длину этого проводника. Электрические импульсы от генератора стимулирующих импульсов - 5 через электроды - 2 и 3 воздействуют на стенки кишечника, вызывая ответную реакцию в виде перистальтической волны, которая передвигает электростимулятор и содержимое кишки в дистальные ее отделы, на которые подается очередная серия электрических импульсов, и процесс повторяется. When an electrostimulator enters the gastrointestinal tract (for example, by ingestion), the material disintegrating in the environment of the gastrointestinal tract - 7 dissolves (gelatine capsules dissolving in acidic media, or gelodurate, known in pharmacy, can be an example of gastrointestinal soluble membranes , or glutoid capsules, dissolving in alkaline liquids [6]), the node of the movable electrode - 3 is separated from the sleeve - 4 as a result of the movement of the stimulator along the digestive tract, but is held with it by g bkogo insulated conductor - 10. In this electrostimulator interelectrode distance is increased by the length of the conductor. Electrical impulses from the generator of stimulating impulses - 5 through electrodes - 2 and 3 act on the intestinal wall, causing a response in the form of a peristaltic wave, which moves the electrostimulator and the contents of the intestine into its distal sections, to which another series of electrical impulses is applied, and the process repeats.

В случае посадки втулки - 18 во втулку - 4 на биологически нейтральную смазку - 19, вазелин под действием температуры человеческого тела разжижается и узел подвижного электрода - 3 свободно выходит из втулки - 4. In the case of landing of the sleeve - 18 in the sleeve - 4 on a biologically neutral lubricant - 19, petroleum jelly liquefies under the influence of the temperature of the human body and the node of the movable electrode - 3 freely leaves the sleeve - 4.

При отделении подвижного электрода узел корпуса с источником питания и генератором стимулирующих импульсов и узел подвижного электрода остаются герметичными. When the movable electrode is separated, the housing assembly with the power source and the stimulating pulse generator and the movable electrode assembly remain airtight.

Таким образом, введение в электростимулятор желудочно-кишечного тракта новых отличительных признаков позволило добиться нового положительного результата - устранения спастических сокращений стимулируемых отделов ЖКТ и повышения эффективности электростимуляции. Thus, the introduction of new distinctive signs into the gastrointestinal tract electrical stimulator made it possible to achieve a new positive result - eliminating spastic contractions of the stimulated digestive tract and increasing the efficiency of electrical stimulation.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 1223922 РФ, МКИ А 61 N 1/36. Стимулятор желудочно-кишечного тракта / Пекарский В.В., Агафонников В.Ф., Дамбаев Г.Ц., Глущук С.Ф., Мартусевич А.Г. - 1993.LITERATURE
1. Patent 1223922 of the Russian Federation, MKI A 61 N 1/36. Gastrointestinal tract stimulator / Pekarsky V.V., Agafonnikov V.F., Dambaev G.Ts., Glushchuk S.F., Martusevich A.G. - 1993.

2. А. С. 936931 СССР, МКИ А 61 N 1/36. Электростимулятор желудочно-кишечного тракта/ Пекарский В.В., Агафонников В.Ф., Дамбаев Г.Ц., Кобозев В.И. , Попов О.С. Опубл. 23.06.82. Бюл. 23. 2. A. S. 936931 USSR, MKI A 61 N 1/36. Electro-stimulator of the gastrointestinal tract / Pekarsky V.V., Agafonnikov V.F., Dambaev G.Ts., Kobozev V.I. , Popov O.S. Publ. 06/23/82. Bull. 23.

3. Физиология пищеварения. - Л.: Наука, 1974, 762 с. 3. The physiology of digestion. - L .: Nauka, 1974, 762 p.

4. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей. - М.: Энергоатомиздат, 1983, 384 с. 4. Electronic equipment for stimulation of organs and tissues. - M .: Energoatomizdat, 1983, 384 p.

5. Беркинголит М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - М.: Наука, 1988. 5. Berkingolit MB, Glagoleva EG Electricity in living organisms. - M .: Nauka, 1988.

6. Муравьев И. А. Технология лекарств. - М.: Медицина, 1980, т. II, с. 583-592. 6. Muravyov I. A. Technology of drugs. - M .: Medicine, 1980, v. II, p. 583-592.

Claims

A gastrointestinal tract electrical stimulator, comprising a housing formed by two hemispherical electrodes isolated from each other and a dielectric sleeve, in which a stimulating pulse generator with a power source is installed, characterized in that one of the electrodes is movable and connected to the sleeve by gluing material, disintegrating in the environment of the gastrointestinal tract, or biologically neutral lubricant, and with a power source - through the output through a metal charge and molding a flexible insulated conductor adapted for setting the interelectrode distance.