RU2271840C2

RU2271840C2 - Electric stimulator

Info

Publication number: RU2271840C2
Application number: RU2004103992/14A
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Наливайко (RU); Борис Александрович Наливайко; Андрей Анатольевич Пономарев (RU); Андрей Анатольевич Пономарев; Виктор Владимирович Трифонов (RU); Виктор Владимирович Трифонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Свет и Жизнь"
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2006-03-20
Also published as: RU2004103992A

Abstract

FIELD: medical equipment; devices for stimulation of muscular activity of organs and systems of human body by pulsed electric current.

SUBSTANCE: electric stimulator has stimulating pulse voltage generator and electrode-catheter connected with the generator. Electrode-catheter is provided with at least three contact areas disposed equidistantly along tube of electrode-catheter; contact areas are isolated from each other. Commutator and delay unit are introduced into electric stimulator. Input of commutator is connected to stimulating pulse voltage generator. Contact areas of stimulating electrode-catheter are connected with outputs of commutator through delay unit. After operation on kidneys or ureter is over, multi-electrode stimulating electrode-catheter is put along ureter and is fixed onto it in such a way that contacts of electrode-catheter would touch ureter along its whole length. To restore ureter peristalsis, electric pulse influence starts from supply of stimulation pulses to space between first and second contact areas counting from working end of catheter. Then stimulating pulse voltage is applied to space between second and third contact areas in time gap determined by speed of propagation of peristaltic wave and distance between contact areas. Then stimulating voltage is applied to space between third and fourth contact areas in the same time gap. Stimulation cycle is repeated. Due to ability of sequent excitement of ureter departments which go one after another, the peristaltic wave is excited and kept inside ureter which wave helps to constant removing of urine and dry state of operation seam is provided. Seam recovers faster and broken functions of organ restore.

EFFECT: improved efficiency of stimulation of muscular activity.

2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для стимуляции мышечной деятельности органов и систем человека импульсным электрическим током.The invention relates to medical equipment, in particular to devices for stimulating the muscular activity of organs and systems of a person by pulsed electric current.

Известны автономные электрические стимуляторы желудочно-кишечного тракта, представляющие собой глотаемые капсулы, внутри корпуса которых расположены микросхема генератора стимулирующего импульсного напряжения и блок питания указанной микросхемы. Импульсное напряжение выводится на электроды-колпачки корпуса. При соприкосновении с мышцей кишечника указанное напряжение вызывает стимулированное сокращение мышц, восстанавливая их нормальную деятельность [1].Autonomous electric stimulators of the gastrointestinal tract are known, which are swallowed capsules, inside the case of which there is a microcircuit of a generator of stimulating impulse voltage and a power supply unit of this microcircuit. The pulse voltage is output to the electrodes-caps of the housing. When in contact with the intestinal muscle, this voltage causes stimulated contraction of the muscles, restoring their normal activity [1].

Известны автономные электрические стимуляторы-зонды желудочно-кишечного тракта, отличающиеся от описанных выше наличием дренажной трубки, прикрепленной к одному из колпачков-электродов. Они позволяют ввести стимулятор в начальную зону желудочно-кишечного тракта, в прямую кишку или во влагалище, зафиксировать его положение и стимулировать гладкие мышцы желудочно-кишечного тракта или влагалища, прилегающие к стимулятору [2].Autonomous electric stimulators-probes of the gastrointestinal tract are known that differ from those described above by the presence of a drainage tube attached to one of the electrode caps. They allow you to enter the stimulator in the initial zone of the gastrointestinal tract, in the rectum or in the vagina, fix its position and stimulate the smooth muscles of the gastrointestinal tract or vagina adjacent to the stimulator [2].

Известны аппараты для электростимуляции, имеющие электрические стимуляторы-зонды с одним или двумя электродами, расположенными на гибкой трубке, вводимой в уретру, и внешний накладной электрод. Импульсное стимулирующее напряжение прикладывается между электродами, расположенными на трубке, и внешним электродом, накладываемым на кожу поясничной области в проекции почки [3].Known devices for electrical stimulation having electrical stimulator probes with one or two electrodes located on a flexible tube inserted into the urethra, and an external patch electrode. A pulsed stimulating voltage is applied between the electrodes located on the tube and the external electrode applied to the skin of the lumbar region in the projection of the kidney [3].

Основным недостатком известных аппаратов для электростимуляции является невозможность обеспечить эффективное восстановление перистальтики мышечной ткани органа, нарушенной в результате операционного вмешательства.The main disadvantage of the known apparatus for electrical stimulation is the inability to ensure effective restoration of peristalsis of the muscle tissue of the organ, impaired as a result of surgery.

Наиболее близким аналогом предлагаемого в данном изобретении аппарата является аппарат, описанный в способе лечения атоний верхних мочевых путей [3]. В нем электрические стимулирующие импульсы, генерируемые специальным генератором импульсов, подаются между введенным в уретру электродом-катетером, состоящим из гибкой трубки, выполненной из электроизолирующего материала, снабженной контактной площадкой, соединенной проводником с генератором импульсов и накладным электродом, закрепленным на коже поясничной области в проекции почки. Воздействие проводят импульсами длительностью 2-4 мс с напряжением в импульсе 8-10 В при частоте следования импульсов 1-2 Гц. В этом случае электростимуляции подвергается, по существу, вся область малого таза, что не всегда способствует восстановлению перистальтики мочеточника.The closest analogue of the apparatus proposed in this invention is the apparatus described in the method for the treatment of atony of the upper urinary tract [3]. In it, electric stimulating pulses generated by a special pulse generator are fed between a catheter electrode inserted into the urethra, consisting of a flexible tube made of an electrically insulating material, equipped with a contact pad connected by a conductor to the pulse generator and a patch electrode fixed to the skin of the lumbar region in the projection the kidneys. The exposure is carried out by pulses of 2-4 ms duration with a voltage in the pulse of 8-10 V at a pulse repetition rate of 1-2 Hz. In this case, essentially the entire pelvic area undergoes electrical stimulation, which does not always contribute to the restoration of peristalsis of the ureter.

Новая техническая задача - повышение эффективности стимуляции мышечной деятельности (восстановление перистальтической функции мочеточника) тканей органов.A new technical task is to increase the efficiency of stimulation of muscle activity (restoration of peristaltic function of the ureter) of organ tissues.

Поставленную задачу решают электростимулятором, содержащим генератор стимулирующего импульсного напряжения и подключенный к нему стимулирующий электрод-катетер, выполненный в виде гибкой трубки, снабженной контактной площадкой, соединенной проводником с генератором импульсного напряжения, причем стимулирующий электрод-катетер снабжен, по меньшей мере, тремя изолированными друг от друга и расположенными вдоль трубки электрода-катетера на равном расстоянии контактными площадками, в электростимулятор дополнительно введен коммутатор и блок задержки, причем вход коммутатора подключен к генератору стимулирующего импульсного напряжения, а к выходам коммутатора через блок задержки подключены контактные площадки стимулирующего электрода-катетера. В случае консервативного лечения электрод-катетер для проведения лечебных сеансов вводят через уретру внутрь мочеточника.The problem is solved by an electric stimulator containing a stimulating pulse voltage generator and a stimulating electrode-catheter connected to it, made in the form of a flexible tube equipped with a contact pad connected by a conductor to a pulse voltage generator, and the stimulating electrode-catheter is equipped with at least three isolated each from each other and located along the tube of the electrode-catheter at equal distance contact pads, the commutator is additionally introduced into the electric stimulator p and a delay unit, wherein the input of the switch is connected to a stimulating pulse voltage generator, and the contact pads of the stimulating electrode-catheter are connected to the outputs of the switch through the delay unit. In the case of conservative treatment, an electrode-catheter for conducting therapeutic sessions is inserted through the urethra into the ureter.

Изобретение поясняется Фиг.1 и 2.The invention is illustrated in figures 1 and 2.

На фиг.1 приведена блок-схема электростимулятора. Здесь 1 - блок питания генератора стимулирующих импульсов 2, выход которого через коммутатор 3 и устройство задержки импульса 4 подключен к стимулирующему электроду-катетеру 5 с несколькими контактными площадками 6.Figure 1 shows a block diagram of an electrical stimulator. Here 1 is the power supply unit of the stimulating pulse generator 2, the output of which through the switch 3 and the pulse delay device 4 is connected to the stimulating electrode-catheter 5 with several pads 6.

На фиг.2 приведен вариант конструктивного исполнения многоэлектродного катетера, где 7 - эластичная трубка из электроизоляционного материала, например силикона, 6 - цилиндрические контактные площадки, 8 - проводники, служащие для подведения к контактным площадкам стимулирующего напряжения, 9 - электрический разъем, служащий для подключения стимулирующего электрода-катетера к коммутатору.Figure 2 shows an embodiment of a multi-electrode catheter, where 7 is an elastic tube made of electrical insulation material, for example silicone, 6 are cylindrical contact pads, 8 are conductors used to bring stimulating voltage to the pads, 9 is an electrical connector used to connect stimulating electrode catheter to the switch.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

По окончании операции на мочеточнике или почках многоэлектродный стимулирующий электрод-катетер укладывается вдоль мочеточника и фиксируется на нем (как вариант - катетер вводится в мочеточник через уретру и мочевой пузырь) таким образом, чтобы контакты электрода-катетера касались мочеточника по всей его длине. Для восстановления перистальтики мочеточника, нарушенной в результате оперативного вмешательства, электрическое импульсное воздействие начинают с подачи стимулирующих импульсов на промежуток между первой и второй контактными площадками, считая с рабочего конца катетера. Через промежуток времени, определяемый скоростью распространения перистальтической волны и расстоянием между контактными площадками и формируемый устройством задержки, стимулирующее импульсное напряжение прикладывается к промежутку между второй и третьей контактными площадками, затем через такую же задержку времени - между третьей и четвертой. После этого, при использовании многоконтактного, например черырехконтактного, электрода-катетера, цикл стимулирования повторяется. За счет возможности последовательного возбуждения следующих друг за другом отделов мочеточника в нем возбуждается и с течением времени поддерживается перистальтическая волна, способствующая постоянному отведению мочи, генерируемой почкой, и обеспечивающая таким образом сухое (без просачивания и подтекания) состояние операционного шва, что гарантирует его быстрое заживление и восстановление нарушенных функций органа.At the end of the operation on the ureter or kidneys, a multi-electrode stimulating electrode-catheter is placed along the ureter and fixed on it (as an option, the catheter is inserted into the ureter through the urethra and the bladder) so that the contacts of the catheter electrode touch the ureter along its entire length. To restore the peristalsis of the ureter, disturbed as a result of surgical intervention, the electrical impulse effect begins with the supply of stimulating pulses to the gap between the first and second contact pads, counting from the working end of the catheter. After a period of time determined by the propagation velocity of the peristaltic wave and the distance between the contact pads and generated by the delay device, a stimulating impulse voltage is applied to the gap between the second and third contact pads, then after the same time delay - between the third and fourth. After that, when using a multi-contact, for example, four-contact, catheter electrode, the stimulation cycle is repeated. Due to the possibility of sequential excitation of successive sections of the ureter, a peristaltic wave is excited in it and, over time, maintains a constant drainage of urine generated by the kidney, and thus ensures a dry (without leakage and leakage) condition of the surgical suture, which ensures its quick healing and restoration of impaired organ functions.

Дополнительно введенный в электростимулятор коммутатор обеспечивает возможность последовательного (или одновременного) приложения стимулирующего импульсного напряжения попарно к упомянутым контактным площадкам стимулирующего электрода-катетера. В коммутатор электростимулятора также введено (блок) устройство задержки, обеспечивающее временную задержку импульса при переходе с одной пары контактных площадок стимулирующего электрода-катетера к другой, что в конечном счете способствует возбуждению и поддержанию перистальтической волны в мочеточнике.An additional switch introduced into the electrical stimulator provides the possibility of sequential (or simultaneous) application of stimulating impulse voltage in pairs to the mentioned contact pads of the stimulating electrode-catheter. A delay device is also introduced into the switch of the electric stimulator (block), which provides a temporary delay of the pulse when switching from one pair of contact pads of the stimulating electrode-catheter to another, which ultimately helps to excite and maintain a peristaltic wave in the ureter.

Электрическую стимуляцию, например, мочеточника проводят электрическими импульсами длительностью 5-10 мс с периодом следования 20-30 мс, сгруппированными в пачку длительностью 0,3-0,6 с и периодом следования пачек 2,5-5 с при напряжении в импульсе 2-5 В, а время задержки между воздействиями через соседние пары контактных площадок выбирают в пределах 1-3 с.Electrical stimulation, for example, of the ureter is carried out with electric pulses of 5-10 ms duration with a repetition period of 20-30 ms, grouped in a pack of 0.3-0.6 s in duration and a repetition period of bursts of 2.5-5 s with a pulse voltage of 2- 5 V, and the delay time between actions through adjacent pairs of contact pads is chosen within 1-3 s.

Предложенное техническое решение реализовано в опытных образцах аппаратов, которые проходят клиническую апробацию. По материалам предварительных экспериментальных и клинических наблюдений устройство можно рекомендовать для восстановления перистальтической функции органов, имеющих аналогичное анатомическое строение, таких как мочеточники, маточные трубы при гинекологических операциях, кишечник при операциях на желудочно-кишечном тракте. Важными достоинствами устройства являются высокая эффективность стимуляции, простота конструкции и управления, безопасность применения, незначительная стоимость.The proposed technical solution is implemented in prototypes of devices that undergo clinical testing. Based on preliminary experimental and clinical observations, the device can be recommended for restoring the peristaltic function of organs with a similar anatomical structure, such as the ureters, fallopian tubes during gynecological operations, the intestines during operations on the gastrointestinal tract. Important advantages of the device are high stimulation efficiency, simplicity of design and control, safety of use, low cost.

Источники информацииInformation sources

1. Электростимулятор автономный желудочно-кишечного тракта. Технические условия 11 МО.089.331 ТУ.1. Electrical stimulator autonomous gastrointestinal tract. Specifications 11 MO.089.331 TU.

2. Электростимулятор-зонд автономный желудочно-кишечного тракта. Технические условия 11 МО.089.331 ТУ.2. Electrostimulator probe autonomous gastrointestinal tract. Specifications 11 MO.089.331 TU.

3. А.Р.Гуськов. Способ лечения атоний верхних мочевых путей, Авторское Свидетельство СССР №721110, приоритет от 13.09.78. (прототип)3. A.R. Guskov. A method for the treatment of atony of the upper urinary tract, USSR Author's Certificate No. 721110, priority from 13.09.78. (prototype)

Claims

An electrical stimulator containing a stimulating pulse generator, a stimulating electrode-catheter made in the form of a flexible tube equipped with contact pads, and a switch connected to a generator, characterized in that the contact pads of the catheter electrode are located at an equal distance from each other along the tube, and the switch made with the possibility of sequential application of a stimulating pulse in pairs to the contact pads of the catheter electrode, while a delay unit for time delay is introduced into the switch pulse during the transition from one pair of contact pads to another, and the contact pads of the catheter electrode are connected to the outputs of the switch through the delay unit.