RU2295985C2 - Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases - Google Patents
Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295985C2 RU2295985C2 RU2005102481/14A RU2005102481A RU2295985C2 RU 2295985 C2 RU2295985 C2 RU 2295985C2 RU 2005102481/14 A RU2005102481/14 A RU 2005102481/14A RU 2005102481 A RU2005102481 A RU 2005102481A RU 2295985 C2 RU2295985 C2 RU 2295985C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- activity
- blood pressure
- biological activity
- stimulation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к системе лечения заболеваний путем замены природной биологической регуляторной функции; системе электрокардиостимуляции, системе регулирования артериального давления и системе лечения сердечных заболеваний, основанных на данной системе медицинского лечения. Целью настоящего изобретения является создание системы лечения заболеваний путем замены природной биологической регуляторной функции, которая способа регулировать деятельность организма, как если бы их центральные регуляторы функционировали нормально, даже если функционирование самих центральных регуляторов нарушено в силу разных причин, системы электрокардиостимуляции, системы регулирования артериального давления и системы лечения сердечных заболеваний, которые основаны на данной системе медицинского лечения.The present invention relates to a system for treating diseases by replacing a natural biological regulatory function; pacemaker system, blood pressure regulation system and heart disease treatment system based on this medical treatment system. The aim of the present invention is to provide a disease treatment system by replacing the natural biological regulatory function, which is a way to regulate the activity of the body, as if their central regulators were functioning normally, even if the functioning of the central regulators themselves is impaired due to various reasons, the cardiac pacing system, the blood pressure regulation system and heart disease treatment systems that are based on this medical treatment system.
Уровень техникиState of the art
Трансплантация сердца от лиц после смерти мозга стала в Японии легальной, являясь новым способом лечения пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью. Однако число сердечных доноров явно невелико, и недостаток сердец для трансплантации серьезно обсуждается не только в Японии, но и во всем мире.Heart transplantation from individuals after brain death has become legal in Japan, being a new way to treat patients with severe heart failure. However, the number of cardiac donors is clearly small, and the lack of hearts for transplantation is being seriously discussed not only in Japan, but throughout the world.
Альтернативным способом лечения пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью является имплантация искусственного сердца. Однако даже наиболее современные искусственные сердца не регулируются природным биологическим регулированием, поэтому они не всегда работают в гармонии с природными органами.An alternative method of treating patients with severe heart failure is the implantation of an artificial heart. However, even the most modern artificial hearts are not regulated by natural biological regulation, so they do not always work in harmony with natural organs.
Для лечения пациентов с брадикардией используются электрокардиостимуляторы. Электрокардиостимуляторы обеспечивают возможность необходимого ритма сокращений миокарда путем искусственной электрической стимуляции миокарда.For the treatment of patients with bradycardia, pacemakers are used. Pacemakers provide the necessary rhythm of myocardial contractions by artificial electrical stimulation of the myocardium.
В последнее время были разработаны частотно чувствительные электрокардиостимуляторы, частота стимуляции которых изменяется в зависимости от природного сердечного ритма, измеренного, например, по времени QT на электрокардиограмме, температуре тела или учащению пульса. Однако специфичность, чувствительность и переходная характеристика регулирования сердечного ритма таких электрокардиостимуляторов не всегда удовлетворительны по сравнению с природным регулированием сердечного ритма.Recently, frequency-sensitive pacemakers have been developed, the frequency of stimulation of which varies depending on the natural heart rate, measured, for example, by QT time on an electrocardiogram, body temperature or heart rate. However, the specificity, sensitivity and transient response of the regulation of the heart rate of such pacemakers are not always satisfactory in comparison with the natural regulation of the heart rhythm.
Хорошо известно, что при некоторых других заболеваниях нарушенная природная регуляторная функция скорее способствует процессу болезни. Например, известно, что повышенная активность симпатического нерва и патологическое прекращение деятельности блуждающего нерва происходят после наступления острого инфаркта миокарда, только ухудшая результат.It is well known that in some other diseases, a disturbed natural regulatory function is more likely to contribute to the disease process. For example, it is known that increased activity of the sympathetic nerve and pathological termination of the vagus nerve activity occur after the onset of acute myocardial infarction, only worsening the result.
Такую нарушенную природную регуляторную функцию также можно наблюдать при болезнях, протекающих с расстройством кровообращения, которые не относятся к сердечным заболеваниям.Such a disturbed natural regulatory function can also be observed in diseases that occur with circulatory disorders, which are not related to heart disease.
Даже у нормальных людей от 300 до 800 мл крови перемещается для хранения в нижних конечностях и внутренних органах ниже уровня сердца во время стояния, что вызывает снижение венозного оттока к сердцу и гипотензию. Здоровые люди обычно имеют механизм регулирования артериального давления для того, чтобы противостоять этому и поддерживать постоянное артериальное давление, который предотвращает ортостатическую гипотензию. Лица с различными расстройствами при поврежденной системе регулирования артериального давления страдают от ортостатической гипотензии. Например, у пациентов с хронической идиопатической гипотензией часть нервной системы, участвующая в регулировании артериального давления, нарушается, и качество жизни серьезно ухудшается из-за больших колебаний артериального давления при изменении положения тела.Even in normal people, 300 to 800 ml of blood moves for storage in the lower limbs and internal organs below the level of the heart during standing, which causes a decrease in venous outflow to the heart and hypotension. Healthy people usually have a mechanism for regulating blood pressure in order to counter this and maintain constant blood pressure, which prevents orthostatic hypotension. Persons with various disorders with an damaged blood pressure regulation system suffer from orthostatic hypotension. For example, in patients with chronic idiopathic hypotension, the part of the nervous system involved in the regulation of blood pressure is impaired, and the quality of life is seriously impaired due to large fluctuations in blood pressure with a change in body position.
Искусственные органы и устройства, такие как известные искусственные сердца и электрокардиостимуляторы, как сказано выше, не всегда работают в гармонии с природными органами, поскольку они не предназначены для работы под управлением природной регуляторной системы. Поэтому качество их работы в смысле чувствительности к изменениям в природных органах неудовлетворительное.Artificial organs and devices, such as known artificial hearts and pacemakers, as mentioned above, do not always work in harmony with natural organs, since they are not designed to work under the control of a natural regulatory system. Therefore, the quality of their work in the sense of sensitivity to changes in natural organs is unsatisfactory.
Для лечения инфаркта миокарда были разработаны способы фармакологического лечения, в которых применяются сосудорасширяющие средства, β-адренергические блокаторы, антитромбоцитарные средства, катетеризационные методы и шунтирование коронарной артерии.For the treatment of myocardial infarction, pharmacological treatment methods have been developed that use vasodilators, β-adrenergic blockers, antiplatelet agents, catheterization methods, and coronary artery bypass grafting.
Однако даже при принятии всех мер фармакологического, инвазивного и хирургического характера прогресс патологии часто приводит даже к смерти.However, even with all pharmacological, invasive and surgical measures taken, the progress of the pathology often leads even to death.
Для фармакологического лечения хронической идиопатической гипотензии с тяжелой ортостатической гипертензией используются адренергические агонисты, такие как эпинефрин, леводопа и амфетамин, а также назначается избыточная соль для ослабления симптомов. Хотя симптомы могут быть до некоторой степени ослаблены, вылечить хроническую идиопатическую гипотензию до полного функционального восстановления невозможно.For the pharmacological treatment of chronic idiopathic hypotension with severe orthostatic hypertension, adrenergic agonists such as epinephrine, levodopa and amphetamine are used, and an excess salt is prescribed to relieve symptoms. Although symptoms can be somewhat alleviated, it is not possible to cure chronic idiopathic hypotension before complete functional recovery.
Целью настоящего изобретения является создание системы лечения заболеваний, которая способна регулировать деятельность организма, как если бы их центральные регуляторы функционировали нормально, даже если функционирование самих центральных регуляторов нарушено в силу разных причин, системы электрокардиостимуляции, системы регулирования артериального давления и системы лечения сердечных заболеваний, которые основаны на данной системе медицинского лечения.The aim of the present invention is to provide a disease treatment system that is able to regulate the activity of the body, as if their central regulators functioned normally, even if the functioning of the central regulators themselves is impaired due to various reasons, the pacemaker system, the blood pressure regulation system and the heart disease treatment system, which based on this medical treatment system.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Изобретение, описанное в Пункте 1 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания биологической активности, которое отслеживает информацию о биологической активности и выдает биосигналы, вычислительное средство, которое принимает биосигналы, полученные средством отслеживания биологической активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы для стимуляции организма, и выдает сигналы, вычисленные им, для стимуляции организма, и средство стимуляции организма, которое принимает сигналы стимуляции организма, рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует организм, основываясь на сигналах для стимуляции организма.The invention described in
Изобретение, описанное в Пункте 2 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания биологической активности, которое отслеживает информацию о биологической активности и выдает биосигналы, вычислительное средство, которое принимает биосигналы, полученные средством отслеживания биологической активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы для стимуляции организма, и выдает сигналы, вычисленные им, для стимуляции организма, и средство стимуляции организма, которое принимает сигналы стимуляции организма, рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует организм, основываясь на сигналах для стимуляции организма, причем вычислительное средство содержит средство различения, которое определяет, вызваны ли полученные биосигналы нормальной биологической активностью или нарушенной биологической активностью, вычислительное средство не выдает сигналы для стимуляции организма, когда определено, что полученные биосигналы вызваны нормальной биологической активностью, и вычислительное средство выдает сигналы для стимуляции организма, если определено, что полученные биосигналы вызваны нарушенной биологической активностью.The invention described in
Изобретение, описанное в Пунктах 1 и 2 формулы, относится к системе лечения заболеваний, связанных с биологической активностью, причем сигналы для стимуляции организма рассчитываются по интегралу свертки между импульсной характеристикой, полученной ранее при нормальной биологической активности, и биосигналами, определенными средством отслеживания биологической активности.The invention described in
Изобретение, описанное в Пункте 3 формулы, относится к системе электрокардиостимуляции, которая содержит: средство отслеживания нервной активности, которое отслеживает нервную активность сердечного симпатического нерва и/или блуждающего нерва и выдает сигналы нервной активности, вычислительное средство, которое принимает сигналы нервной активности, полученные средством отслеживания нервной активности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы электрокардиостимуляции для управления сердечным ритмом, и выдает сигналы электрокардиостимуляции, и средство электрокардиостимуляции, которое принимает сигналы электрокардиостимуляции. рассчитанные вычислительным средством, и стимулирует сердце, основываясь на сигналах электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.The invention described in
Изобретение, описанное в Пункте 4 формулы, относится к системе регулирования артериального давления, которая использует правило природного регулирования для оценки нервной активности в ответ на изменения артериального давления и содержит: средство отслеживания артериального давления, которое отслеживает артериальное давление и выдает сигнал артериального давления, вычислительное средство, которое принимает сигнал артериального давления, полученный средством отслеживания артериального давления, анализирует и обрабатывает его, чтобы рассчитать сигнал стимуляции симпатического нерва для регулирования артериального давления путем стимуляции сосудистых лож. возбуждающих симпатический нерв, и выдает сигнал стимуляции симпатического нерва, и средство стимуляции нерва, которое принимает сигнал стимуляции симпатического нерва, рассчитанный вычислительным средством, и стимулирует сосудистые ложа, возбуждающие симпатический нерв, основываясь на сигнале стимуляции симпатического нерва для регулирования артериального давления.The invention described in
Изобретение, описанное в Пункте 5 формулы, относится к системе лечения сердечных заболеваний, связанных с биологической активностью, которая содержит: средство отслеживания сердечно-сосудистой деятельности, которое отслеживает информацию о сердечно-сосудистой деятельности, выдаваемую сердечно-сосудистой системой, и выдает сигналы сердечно-сосудистой деятельности, вычислительное средство, которое принимает сигналы сердечно-сосудистой деятельности, полученные средством отслеживания сердечно-сосудистой деятельности, анализирует и обрабатывает их, чтобы рассчитать сигналы стимуляции нерва, и выдает сигнал стимуляции нерва, и средство стимуляции нерва, которое принимает сигнал стимуляции нерва, рассчитанный вычислительным средством, и стимулирует нерв, основываясь на сигналах стимуляции нерва.The invention described in
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1(а) является схемой, на которой показаны компоненты природного нормально функционирующего барорефлекса, и Фиг.1(b) является схемой, на которой показано, как применять систему лечения заболеваний, основанную на настоящем изобретении, к природному барорефлексу с нарушением функционирования.Figure 1 (a) is a diagram showing the components of a natural normally functioning baroreflex, and Figure 1 (b) is a diagram showing how to apply a disease treatment system based on the present invention to a natural malfunctioning baroreflex.
Фиг.2 является блок-схемой системы лечения заболеваний, основанной на настоящем изобретении.Figure 2 is a block diagram of a disease treatment system based on the present invention.
Фиг.3 является графиком, показывающим отношение между активностью симпатического нерва и сердечным ритмом у кролика. На Фиг.3(а) показаны изменения в активности симпатического нерва и сердечном ритме по времени, на Фиг.3(b) приведен график рассеяния отражающий отношение между активностью симпатического нерва и одновременным сердечным ритмом, полученный по данным, приведенным на Фиг.3(а). На Фиг.3(с) приведен график рассеяния между прогнозируемым сердечным ритмом, полученным по активности симпатического нерва и импульсной характеристике, т.е. сердечным ритмом, требуемым организмом, с одной стороны, и измеренным сердечным ритмом, с другой стороны.Figure 3 is a graph showing the relationship between sympathetic nerve activity and heart rate in a rabbit. Figure 3 (a) shows the changes in the activity of the sympathetic nerve and heart rhythm over time, Figure 3 (b) shows a scatter plot reflecting the relationship between the activity of the sympathetic nerve and simultaneous heart rhythm, obtained according to the data shown in Figure 3 ( but). Figure 3 (c) shows a scatter plot between the predicted heart rate obtained from the activity of the sympathetic nerve and impulse response, i.e. the heart rate required by the body, on the one hand, and the measured heart rate, on the other.
На Фиг.4 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 1.Figure 4 shows a graph of the results obtained in Control example 1.
На Фиг.5 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 2.Figure 5 shows a graph of the results obtained in Control example 2.
На Фиг.6 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 3.Figure 6 shows a graph of the results obtained in Control example 3.
На Фиг.7 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 4.Figure 7 shows a graph of the results obtained in Control example 4.
На Фиг.8 приведен график результатов, полученных в Контрольном примере 6, где на Фиг.8(а) показаны изменения ортостатического артериального давления у крыс с нарушенным регулированием артериального давления, которым осуществлялась стимуляция шейно-грудного узла; на Фиг.8(b) показаны изменения ортостатического артериального давления у нормальных крыс, и на Фиг.8(с) показаны изменения ортостатического артериального давления у крыс с нарушенным регулированием артериального давления.On Fig is a graph of the results obtained in Control example 6, where on Fig (a) shows changes in orthostatic blood pressure in rats with impaired regulation of blood pressure, which was carried out by stimulation of the cervicothoracic node; Fig. 8 (b) shows changes in orthostatic blood pressure in normal rats, and Fig. 8 (c) shows changes in orthostatic blood pressure in rats with impaired blood pressure regulation.
Предпочтительный вариант осуществления изобретенияPreferred Embodiment
Система лечения заболеваний, раскрытая в настоящем изобретении, способна восстанавливать природную регуляторную функцию, как если бы утраченные или нарушенные природные регуляторные функции стали нормально действовать, путем замены таких утраченных или нарушенных функций системой. Мы подробно объясним систему путем описания применения изобретения для регулирования артериального давления. На Фиг.1(а) схематически показаны компоненты природного барорефлекса или систему регулирования артериального давления. Информация об изменениях артериального давления передается от барорецепторов в ядро одиночного пути продолговатого мозга. Затем ядро одиночного пути в свою очередь изменяет активность симпатического нерва для регулирования артериального давления путем, например, вазоконстрикции. На Фиг.1(b) схематически показано, где мы применяли систему (1) для лечения заболеваний, основанную на настоящем изобретении, которая позволяет поддерживать нормальное регулирование артериального давления, даже если природный вазомоторный центр не достигает нормального функционирования в силу различных причин. То есть артериальное давление может поддерживаться нормальным образом путем отслеживания артериального давления с помощью средства (2) отслеживания артериального давления, преобразования вычислительным средством (3) сигнала артериального давления в сигнал для стимуляции нервов с помощью средства (4) стимуляции нерва и стимуляции нерва с помощью средства (4) стимуляции нерва в соответствии с рассчитанными сигналами.The disease treatment system disclosed in the present invention is able to restore the natural regulatory function, as if lost or impaired natural regulatory functions began to function normally by replacing such lost or impaired functions with a system. We will explain the system in detail by describing the use of the invention for regulating blood pressure. Figure 1 (a) schematically shows the components of a natural baroreflex or blood pressure regulation system. Information about changes in blood pressure is transmitted from baroreceptors to the nucleus of a single path of the medulla oblongata. Then the core of the single pathway in turn changes the activity of the sympathetic nerve to regulate blood pressure by, for example, vasoconstriction. Figure 1 (b) schematically shows where we used the system (1) for the treatment of diseases based on the present invention, which allows you to maintain normal regulation of blood pressure, even if the natural vasomotor center does not achieve normal functioning for various reasons. That is, blood pressure can be maintained in a normal way by monitoring blood pressure using a means (2) for tracking blood pressure, converting a blood pressure signal to a signal for stimulating a nerve using a means (4) for stimulating a nerve using a means (4) for stimulating a nerve using a means (4) (4) nerve stimulation according to calculated signals.
Ниже мы опишем систему лечения заболеваний, раскрытую в настоящем изобретении более подробно со ссылками на чертежи. Фиг.2 представляет блок-схему системы лечения заболеваний, основанной на настоящем изобретении. Система (1) лечения заболеваний, раскрытая в настоящем изобретении состоит, по меньшей мере, из средства (2) отслеживания биологической активности, вычислительного средства (3) и средства (4) стимулирования организма.Below we describe the disease treatment system disclosed in the present invention in more detail with reference to the drawings. Figure 2 is a block diagram of a disease treatment system based on the present invention. The disease treatment system (1) disclosed in the present invention consists of at least a biological activity monitoring means (2), a computing means (3) and an organism stimulating means (4).
Средство (2) отслеживания биологической активности может выдавать биосигналы на вычислительное средство (3) путем отслеживания информации о биологической активности организма (S). Примерами средства (2) отслеживания биологической активности являются электроды и датчики давления.The biological activity tracking means (2) can provide biosignals to the computing means (3) by tracking information on the biological activity of the body (S). Examples of means (2) for monitoring biological activity are electrodes and pressure sensors.
Биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности, включают, например, не ограничиваясь ими, активность симпатических нервов и активность парасимпатических нервов, ток крови, артериальное давление, температуру тела, электрокардиограмму, электроэнцефалограмму и различные биохимические маркеры. Для достижения цели можно выбрать любые необходимые биосигналы, которые требуются системе.Biosignals obtained by means of monitoring biological activity (2) include, for example, but not limited to, sympathetic nerve activity and parasympathetic nerve activity, blood flow, blood pressure, body temperature, electrocardiogram, electroencephalogram, and various biochemical markers. To achieve the goal, you can select any necessary biosignals that are required by the system.
Количество средств (2) отслеживания биологической активности в системе (1) лечения заболеваний настоящего изобретения не ограничено. Хотя мы показали только одно средство (2) отслеживания биологической активности системы (1) лечения заболеваний на Фиг.2, могут использоваться два или больше средств отслеживания биологической активности для выполнения требований системы лечения заболеваний настоящего изобретения. Эти два или больше средств отслеживания биологической активности могут быть размещены в одном и том же или разных местах организма.The number of means (2) for monitoring biological activity in the system (1) for treating diseases of the present invention is not limited. Although we have shown only one means (2) for monitoring the biological activity of the disease treatment system (1) in FIG. 2, two or more means for monitoring the biological activity can be used to fulfill the requirements of the disease treatment system of the present invention. These two or more means of tracking biological activity can be located in the same or different places in the body.
Вычислительное средство (3) может анализировать и обрабатывать биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности и переданные в вычислительное средство для расчета сигналов стимуляции организма. Рассчитанные сигналы стимуляции организма передаются в средство (4) стимуляции организма.Computing means (3) can analyze and process the biosignals received by means (2) for tracking biological activity and transmitted to computing means for calculating body stimulation signals. The calculated body stimulation signals are transmitted to the body stimulation means (4).
Более конкретно, биосигналы, полученные средством (2) отслеживания биологической активности, подаются в усилители мощности (31) в вычислительном средстве (3) для усиления сигнала. Эти усилители (31) предпочтительно содержат фильтры (не показаны), способные устранять ненужные биосигналы более высокой или более низкой частоты или шумы линии электропитания.More specifically, the biosignals obtained by the biological activity tracking means (2) are supplied to power amplifiers (31) in the computing means (3) for amplifying the signal. These amplifiers (31) preferably comprise filters (not shown) capable of eliminating unnecessary higher or lower frequency biosignals or power line noise.
Усиленные сигналы преобразуются из аналоговых в цифровые с помощью аналого-цифровых преобразователей (32) и затем передаются в анализаторы/процессоры (33).Amplified signals are converted from analog to digital using analog-to-digital converters (32) and then transmitted to analyzers / processors (33).
Анализаторы/процессоры (33) обрабатывают данные для расчета сигналов, которые будут переданы в средство (4) стимуляции организма.Analyzers / processors (33) process the data to calculate the signals that will be transmitted to the body stimulation tool (4).
Мы объясним, как вычислительное средство (3) анализирует и обрабатывает биосигналы, используя в качестве примера регулирование сердечного ритма. На Фиг.3(а) приведен график, показывающий одновременно измеренные изменения по времени в активности сердечного симпатического нерва и сердечном ритме. Хотя, как показано на Фиг.3(а), существует тенденция увеличения сердечного ритма одновременно с увеличением активности сердечного симпатического нерва, корреляция между нервной активностью и одновременным сердечным ритмом плохая (см. Фиг.3(b)). Поэтому невозможно регулировать сердечный ритм, используя активность симпатического нерва.We will explain how computing tool (3) analyzes and processes biosignals using, as an example, heart rate regulation. Figure 3 (a) is a graph showing simultaneously measured changes over time in the activity of the cardiac sympathetic nerve and heart rhythm. Although, as shown in FIG. 3 (a), there is a tendency for an increase in heart rate simultaneously with an increase in the activity of the cardiac sympathetic nerve, the correlation between nervous activity and simultaneous heart rhythm is poor (see FIG. 3 (b)). Therefore, it is impossible to regulate the heart rhythm using the activity of the sympathetic nerve.
С помощью функции импульсной характеристики сердечного ритма как реакции на активность симпатического нерва, однако, возможно оценить сердечный ритм, который, как считается, следует требованиям организма. На Фиг.3(с) приведен график рассеяния между сердечным ритмом, оцененным по функции импульсной характеристики и измеренной активности симпатического нерва, с одной стороны, и измеренным сердечным ритмом, с другой стороны. Как видно на этом графике, измеренный и оцененный сердечный ритм хорошо коррелированы (корреляционная функция 0,93).Using the function of the impulse response of the heart rhythm as a reaction to the activity of the sympathetic nerve, however, it is possible to evaluate the heart rhythm, which is believed to follow the requirements of the body. Figure 3 (c) shows a scatter plot between the heart rate estimated by the function of the impulse response and the measured activity of the sympathetic nerve, on the one hand, and the measured heart rate, on the other hand. As can be seen in this graph, the measured and estimated heart rate is well correlated (correlation function 0.93).
Поэтому путем анализа и обработки сигналов нервной активности вычислительным средством (3) можно получить сердечный ритм, фактически требуемый организмом. В вышеприведенном примере можно регулировать сердечный ритм путем электростимуляции сердца в соответствии с оцененным сердечным ритмом, как если бы он регулировался нормальной центральной нервной системой.Therefore, by analyzing and processing signals of nervous activity with a computing tool (3), you can get the heart rate actually required by the body. In the above example, you can adjust the heart rate by electrostimulating the heart in accordance with the estimated heart rate, as if it was regulated by the normal central nervous system.
Помимо вышеописанного примера регулирования сердечного ритма, подобные соответствующие объяснения возможны для других различных природных регуляторов, которые необходимы для поддержания биологических функций, таких как регулирование артериального давления.In addition to the above-described example of heart rate regulation, similar corresponding explanations are possible for various other natural regulators that are necessary to maintain biological functions, such as blood pressure regulation.
Средство различения (не показано), определяющее, возникли ли биосигналы, поступившие в вычислительное средство (3) в результате нормальной биологической активности или нарушенной биологической активности, также может быть предусмотрено в вычислительном средстве (3). Для различения входящих биосигналов нормальной или нарушенной биологической активности информация о биосигналах нормальной биологической активности хранится в запоминающем средстве (не показано), и входящие биосигналы сравниваются с хранящейся информацией. Если разница превышает ранее заданный порог в течение определенного периода времени, сигналы считаются сигналами нарушенной активности.A distinguishing means (not shown) that determines whether biosignals received by the computing means (3) have arisen as a result of normal biological activity or impaired biological activity can also be provided in the computing means (3). To distinguish between incoming biosignals of normal or impaired biological activity, information about biosignals of normal biological activity is stored in a storage medium (not shown), and incoming biosignals are compared with the stored information. If the difference exceeds a predetermined threshold for a certain period of time, the signals are considered signals of impaired activity.
При наличии средства различения вычислительное средство не выводит сигналы в средство стимуляции организма после получения биосигналов нормальной биологической активности и работает природная регуляторная система. С другой стороны, после получения сигналов нарушенной активности система работает так, чтобы сигналы для стимуляции организма были подготовлены средством стимуляции организма путем анализа и обработки биосигналов для коррекции нарушенной биологической активности. Другими словами, после получения сигналов нормальной биологической активности системе не нужно совершать операции для поддержания нормальной активности. После получения сигналов нарушенной биологической активности система выдает сигналы для коррекции нарушенной биологической активности до нормальной биологической активности.If there is a means of discrimination, the computing tool does not output signals to the body stimulation tool after receiving biosignals of normal biological activity, and a natural regulatory system works. On the other hand, after receiving signals of impaired activity, the system works so that the signals for stimulating the body are prepared by means of stimulating the body by analyzing and processing biosignals to correct the impaired biological activity. In other words, after receiving signals of normal biological activity, the system does not need to perform operations to maintain normal activity. After receiving signals of impaired biological activity, the system provides signals for correcting impaired biological activity to normal biological activity.
При наличии больше чем одного средства отслеживания биологической активности вышеуказанные анализ и обработки выполняются соответственно для каждого средства отслеживания биологической активности.If there is more than one biological activity tracking means, the above analysis and processing are performed respectively for each biological activity tracking means.
Средство (4) стимуляции организма принимает сигналы для стимуляции организма от вычислительного средства (3) и стимулирует организм на основании этих сигналов. Примерами стимуляции средством (4) стимуляции организма могут являться электростимуляция нервов, миокарда, головного мозга и мозжечка, стимуляция с использованием устройств для приема лекарств, искусственной поджелудочной железы, искусственного сердца и аппарата искусственной вентиляции легких.The means (4) for stimulating the body receives signals for stimulating the body from a computing tool (3) and stimulates the body based on these signals. Examples of stimulation by means of stimulation of an organism (4) can be electrical stimulation of nerves, myocardium, brain and cerebellum, stimulation using medication devices, an artificial pancreas, an artificial heart, and an artificial lung ventilation apparatus.
Далее мы объясним систему лечения заболеваний, описанную в настоящем изобретении, подробно со ссылками на более конкретные примеры. Во-первых, мы объясним систему электрокардиостимуляции, систему лечения заболеваний, описанную в первом варианте осуществления настоящего изобретения.Next, we will explain the disease treatment system described in the present invention in detail with reference to more specific examples. First, we will explain the pacemaker system, the disease treatment system described in the first embodiment of the present invention.
Базовая структура системы электрокардиостимуляции согласно первому варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система электрокардиостимуляции содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае нервной активности), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае электрокардиостимуляции).The basic structure of the pacemaking system according to the first embodiment is similar to the system (1) shown in FIG. 2. The pacemaker system contains at least a means (2) for tracking biological activity (in this case, nervous activity), a computing tool (3) and a means (4) for stimulating the body (in this case, pacemaking).
Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) отслеживает нервную активность сердечного симпатического нерва и/или блуждающего нерва и выдает сигналы нервной активности.The tool (2) for monitoring biological activity (nervous activity) monitors the nervous activity of the cardiac sympathetic nerve and / or vagus nerve and gives signals of nervous activity.
Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) предпочтительно устанавливается в сердечный симпатический нерв и блуждающий нерв для отслеживания активности как сердечного симпатического нерва, так и активности блуждающего нерва. Это делается потому, что известно, что регулирование сердечного ритма обычно связано с сердечным симпатическим нервом и блуждающим нервом. Установка отслеживающих устройств как в сердечный симпатический нерв, так и в блуждающий нерв позволяет при регулировании уменьшать сердечный ритм при увеличении активности блуждающего нерва и повышать сердечный ритм при увеличении активности симпатического нерва. Другими словами, так как сердце регулируется этими двумя нервными системами, трудно регулировать сердечный ритм до произвольно выбранной цели только одной нервной системой.The means (2) for monitoring biological activity (nervous activity) is preferably inserted into the cardiac sympathetic nerve and the vagus nerve to track the activity of both the cardiac sympathetic nerve and the vagus nerve activity. This is because it is known that heart rate regulation is usually associated with the cardiac sympathetic nerve and the vagus nerve. The installation of tracking devices in both the cardiac sympathetic nerve and the vagus nerve makes it possible to reduce the heart rate during regulation with an increase in the activity of the vagus nerve and increase the heart rate with an increase in the activity of the sympathetic nerve. In other words, since the heart is regulated by these two nervous systems, it is difficult to regulate the heart rate to an arbitrarily chosen target with only one nervous system.
Хотя в настоящем изобретении предпочтительно наличие двух средств (2) отслеживания биологической активности (нервной активности), как сказано выше, может быть предусмотрено любое одно из этих средств в зависимости от назначения системы в настоящем изобретении.Although the present invention preferably has two means (2) for monitoring biological activity (nervous activity), as described above, any one of these means may be provided depending on the purpose of the system in the present invention.
Средство (2) отслеживания биологической активности (нервной активности) представлено электродом, но не ограничивается им при условии, что оно способно отслеживать нервную активность и выдавать сигналы нервной активности.The tool (2) for monitoring biological activity (nervous activity) is represented by an electrode, but is not limited to it, provided that it is able to track nervous activity and give signals of nervous activity.
Вычислительное средство (3) принимает сигналы нервной активности, отслеживаемые средством (2) отслеживания нервной активности, анализирует и обрабатывает сигналы нервной активности, рассчитывает и выдает сигналы электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.Computing means (3) receives signals of nervous activity, monitored by means (2) of tracking nervous activity, analyzes and processes signals of nervous activity, calculates and provides pacing signals for regulating heart rate.
Сигналы нервной активности, принимаемые средством (2) отслеживания нервной активности, и одновременно измеряемый сердечный ритм не коррелируются в порядке один к одному. Поэтому необходимо рассчитывать сигналы электрокардиостимуляции с помощью вычислительного средства (3) для регулирования сердечного ритма исходя из сигналов нервной активности.Signals of nervous activity received by means of monitoring neural activity (2) and simultaneously measured heart rate are not correlated in a one to one order. Therefore, it is necessary to calculate pacing signals using computing tools (3) to regulate heart rate based on signals of nervous activity.
Для расчета сигналов электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма исходя из сигналов нервной активности можно использовать, например, импульсную характеристику изменений сердечного ритма в ответ на изменения нервной активности.To calculate pacing signals for regulating heart rate based on signals of nervous activity, you can use, for example, the impulse response of changes in heart rate in response to changes in nervous activity.
Сигналы электрокардиостимуляции, полученные от вычислительного средства (3), подаются в средство (4) стимуляции организма. Средство стимуляции организма стимулирует сердце на основании сигналов электрокардиостимуляции для регулирования сердечного ритма.The pacing signals received from the computing means (3) are supplied to the body stimulation means (4). The body stimulation tool stimulates the heart based on pacing signals to regulate heart rate.
Средство (4) стимуляции (электрокардиостимуляции) организма представлено электрокардиостимулятором, но не ограничивается им при условии, что оно может регулировать сердечный ритм путем стимуляции сердца исходя из сигналов электрокардиостимуляции.The body stimulation (pacemaker) means (4) is represented by a pacemaker, but is not limited to it, provided that it can regulate the heart rhythm by stimulating the heart based on pacemaking signals.
Как подробно сказано выше, система электрокардиостимуляции в соответствии с настоящим изобретением основана на нервной активности симпатического нерва и/или блуждающего нерва сердца, но не использует саму нервную активность в качестве сигналов электрокардиостимуляции. Вместо этого система стимулирует сердце исходя из сигналов электрокардиостимуляции, генерируемых исходя из нервной активности. Поэтому данная система обладает превосходными характеристиками уникальности, чувствительности и переходной характеристикой.As described in detail above, the pacemaker system in accordance with the present invention is based on the nervous activity of the sympathetic nerve and / or vagus nerve of the heart, but does not use the nervous activity itself as pacing signals. Instead, the system stimulates the heart based on pacing signals generated based on nervous activity. Therefore, this system has excellent characteristics of uniqueness, sensitivity and transient response.
Далее мы объясним систему регулирования артериального давления, систему лечения заболеваний, описанную как второй вариант осуществления настоящего изобретения.Next, we will explain a blood pressure control system, a disease treatment system described as a second embodiment of the present invention.
Базовая структура системы регулирования артериального давления согласно второму варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система регулирования артериального давления содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае артериального давления), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае нерва).The basic structure of the blood pressure control system according to the second embodiment is similar to the system (1) shown in FIG. 2. The blood pressure control system contains at least a means (2) for monitoring biological activity (in this case, blood pressure), a computing tool (3) and means (4) for stimulating the body (in this case, a nerve).
Средство (2) отслеживания биологической активности (артериального давления) отслеживает артериальное давление и выдает сигнал артериального давления. Средство (2) отслеживания биологической активности (артериального давления) представлено датчиком давления, но не ограничивается им при условии, что оно способно выдавать сигнал артериального давления, отслеживая артериальное давление.A means (2) for monitoring biological activity (blood pressure) monitors blood pressure and provides a blood pressure signal. The tool (2) for monitoring biological activity (blood pressure) is represented by a pressure sensor, but is not limited to it, provided that it is able to give a blood pressure signal by monitoring blood pressure.
Барорецепторы, распределенные в сонном синусе и аортальной зоне, отслеживают расширение артериальных стенок с ростом артериального давления, вызывая передачу повышенных импульсов в ядро одиночного пути продолговатого мозга. В ответ на это ядро одиночного пути подавляет активность симпатического нерва и стимулирует активность парасимпатического нерва. Напротив, при уменьшении артериального давления стимуляция барорецепторов снижается, ядро одиночного пути подавляется, активность парасимпатического нерва подавляется, и активность симпатического нерва стимулируется. Это, в свою очередь, увеличивает сердечный ритм и обеспечивает поддержание периферийной вазоконстрикции и артериального давления. Вены также сжимаются для увеличения венозного оттока к сердцу.Baroreceptors distributed in the carotid sinus and aortic zone monitor the expansion of arterial walls with increasing blood pressure, causing the transmission of elevated impulses to the nucleus of a single path of the medulla oblongata. In response to this, the core of the single pathway inhibits the activity of the sympathetic nerve and stimulates the activity of the parasympathetic nerve. On the contrary, with a decrease in blood pressure, the stimulation of baroreceptors decreases, the nucleus of the single pathway is suppressed, the activity of the parasympathetic nerve is suppressed, and the activity of the sympathetic nerve is stimulated. This, in turn, increases heart rate and maintains peripheral vasoconstriction and blood pressure. Veins also contract to increase venous outflow to the heart.
Система регулирования артериального давления согласно второму варианту настоящего изобретения может использоваться у пациентов, которые не способны поддерживать нормальное артериальное давление из-за расстройств системы регулирования артериального давления.The blood pressure control system according to the second embodiment of the present invention can be used in patients who are unable to maintain normal blood pressure due to disorders of the blood pressure control system.
Вычислительное средство (3) принимает сигналы артериального давления, отслеживаемые средством (2) отслеживания биологической активности (артериального давления), анализирует сигналы артериального давления, рассчитывает сигналы стимуляции симпатического нерва, которые могут регулировать артериальное давление путем стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, и выдает рассчитанные сигналы для стимуляции симпатического нерва.Computing means (3) receives blood pressure signals monitored by means of monitoring biological activity (blood pressure) (2), analyzes blood pressure signals, calculates sympathetic nerve stimulation signals that can regulate blood pressure by stimulating vascular beds that stimulate the sympathetic nerve, and generates calculated signals for stimulation of the sympathetic nerve.
Сигналы артериального давления, принимаемые средством (2) отслеживания биологической активности (артериального давления), и сигналы активности симпатического нерва не коррелируются в порядке один к одному аналогично регулированию артериального давления, но не только для регулирования сердечного ритма. Поэтому необходимо рассчитывать сигналы стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, с помощью вычислительного средства (3) для регулирования артериального давления, исходя из сигналов артериального давления.Blood pressure signals received by means of monitoring biological activity (blood pressure) (2) and sympathetic nerve activity signals are not correlated in a one-to-one manner similar to blood pressure regulation, but not only for regulating heart rhythm. Therefore, it is necessary to calculate the stimulation signals of the vascular beds that excite the sympathetic nerve, using a computing tool (3) to regulate blood pressure, based on blood pressure signals.
Для расчета сигналов стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, для регулирования артериального давления можно использовать, например, импульсную характеристику изменений активности симпатического нерва, которая может регулировать артериальное давление.To calculate stimulation signals of vascular beds that stimulate the sympathetic nerve, for regulating blood pressure, for example, an impulse response of changes in the activity of the sympathetic nerve, which can regulate blood pressure, can be used.
Средство (4) стимуляции организма (нерва) принимает сигналы стимуляции симпатического нерва, рассчитанные вычислительным средством (3), и регулирует артериальное давление путем стимуляции сосудистых лож, возбуждающих симпатический нерв, исходя из сигналов стимуляции симпатического нерва. Местами стимуляции симпатического нерва являются, например, симпатические ганглии, поверхность спинного мозга и предпочтительно участки мозга, но не ограничиваются ими при условии, что они могут стимулировать симпатический нерв.The tool (4) for stimulating the body (nerve) receives the stimulation signals of the sympathetic nerve calculated by the computing tool (3), and regulates blood pressure by stimulating the vascular beds that excite the sympathetic nerve, based on the signals of stimulation of the sympathetic nerve. Places of stimulation of the sympathetic nerve are, for example, the sympathetic ganglia, the surface of the spinal cord, and preferably brain regions, but are not limited to, provided that they can stimulate the sympathetic nerve.
Как подробно сказано выше, система регулирования артериального давления согласно настоящему изобретению основана на артериальном давлении, но не использует артериальное давление как таковое в качестве сигналов стимуляции симпатического нерва. Вместо этого система стимулирует симпатический нерв на основании сигналов стимуляции симпатического нерва, определенных исходя из артериального давления. Поэтому система может осуществлять стабильное регулирование артериального давления так же, как природная система регулирования артериального давления.As described in detail above, the blood pressure control system according to the present invention is based on blood pressure, but does not use blood pressure as such as signals for stimulation of the sympathetic nerve. Instead, the system stimulates the sympathetic nerve based on the stimulation signals of the sympathetic nerve, determined based on blood pressure. Therefore, the system can carry out stable regulation of blood pressure in the same way as the natural system for regulating blood pressure.
Далее мы объясним систему лечения сердечных заболеваний, систему лечения заболеваний, описанную как третий вариант осуществления настоящего изобретения.Next, we will explain a heart disease treatment system, a disease treatment system described as a third embodiment of the present invention.
Базовая структура системы лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления аналогична системе (1), показанной на Фиг.2. Система лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления содержит по меньшей мере средство (2) отслеживания биологической активности (в данном случае сердечной активности), вычислительное средство (3) и средство (4) стимуляции организма (в данном случае нерва).The basic structure of the heart disease treatment system according to the third embodiment is similar to the system (1) shown in FIG. 2. The heart disease treatment system according to the third embodiment comprises at least means (2) for monitoring biological activity (in this case, cardiac activity), computing means (3) and means (4) for stimulating the body (in this case, a nerve).
Система лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления эффективно корректирует сердечную функцию, имеющую нарушения в результате различных заболеваний. Например, известно, что нарушенное природное регулирование вносит свой вклад в развитие сердечных заболеваний и нарушенная симпатическая чрезмерная активность и прекращение активности блуждающего нерва проявляются при инфаркте миокарда. Можно предотвратить развитие различных заболеваний путем коррекции нарушенного природного функционального состояния с помощью системы согласно настоящему изобретению.The heart disease treatment system according to the third embodiment effectively corrects cardiac function having disorders resulting from various diseases. For example, it is known that impaired natural regulation contributes to the development of heart disease and impaired sympathetic excessive activity and cessation of vagus nerve activity are manifested in myocardial infarction. It is possible to prevent the development of various diseases by correcting a disturbed natural functional state using the system of the present invention.
В системе лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления средство (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности) отслеживает информацию о сердечной деятельности, выдаваемую природной сердечной деятельностью, и выдает сигналы сердечной деятельности, Примерами информации о сердечной деятельности, отслеживаемой средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности), являются сердечный ритм и электрокардиографическая информация.In the heart disease treatment system according to the third embodiment, the biological activity (cardiac activity) monitoring means (2) monitors cardiac activity information provided by natural cardiac activity and provides cardiac activity signals, Examples of cardiac activity information monitored by the biological monitoring means (2) activity (cardiac activity) are heart rate and electrocardiographic information.
Вычислительное средство (3) принимает сигналы сердечной деятельности, отслеживаемые средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности), анализирует и обрабатывает сигналы сердечной деятельности, рассчитывает сигналы стимуляции нервов и выдает сигналы для стимуляции нерва.Computing means (3) receives signals of cardiac activity, monitored by means (2) of monitoring biological activity (cardiac activity), analyzes and processes signals of cardiac activity, calculates nerve stimulation signals and gives signals for nerve stimulation.
До начала заболевания пациенты, для которых может быть применена система лечения сердечных заболеваний согласно настоящему изобретению, имеют нормально работающий природный регуляторный механизм. После начала различных сердечных заболеваний, однако, природный регуляторный механизм не работает в сторону выздоровления.Prior to the onset of the disease, patients for whom the cardiac treatment system of the present invention can be applied have a normally functioning natural regulatory mechanism. After the onset of various heart diseases, however, the natural regulatory mechanism does not work towards recovery.
В системе лечения сердечных заболеваний согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения вычислительное средство (3) содержит средство различения (не показано), которое определяет, вызвана ли полученная вычислительным средством (3) информация о сердечной деятельности нормальной биологической активностью или нарушенной биологической активностью. В результате использования этого средства вычислительное средство не рассчитывает сигналы для стимуляции нервов и не посылает эти сигналы средству (4) стимуляции организма (нерва), когда определено, что сердце функционирует нормально, исходя из поступившей информации о сердечной деятельности, полученной средством (2) отслеживания биологической активности (сердечной деятельности). В этом случае организм регулируется его природным регуляторным механизмом. Если по поступающей информации о сердечной деятельности, полученной средством (2), определено, что сердце функционирует с нарушениями, то вычислительное средство рассчитывает сигналы для стимуляции нерва, чтобы скорректировать нарушенную функцию сердца, и посылает эти сигналы в средство (4) стимуляции организма (нерва).In a heart disease treatment system according to a third embodiment of the present invention, computing means (3) comprises discriminating means (not shown) that determines whether cardiac information obtained by computing means (3) is caused by normal biological activity or impaired biological activity. As a result of using this tool, the computing tool does not calculate signals for nerve stimulation and does not send these signals to the body (nerve) stimulation means (4) when it is determined that the heart is functioning normally based on the information received on the cardiac activity obtained by the means (2) for tracking biological activity (cardiac activity). In this case, the body is regulated by its natural regulatory mechanism. If, according to the incoming information on cardiac activity obtained by means (2), it is determined that the heart is functioning abnormally, then the computational tool calculates signals for nerve stimulation in order to correct impaired heart function, and sends these signals to means (4) for stimulating the body (nerve )
Сигналы стимуляции нерва от вычислительного средства (3) подаются в средство (4) стимуляции организма (нерва). Средство (4) стимулирует нерв на основании сигналов стимуляции нерва для регулирования сердечной деятельности.The nerve stimulation signals from the computing means (3) are supplied to the organism (nerve) stimulation means (4). The agent (4) stimulates the nerve based on nerve stimulation signals for regulating cardiac activity.
Средство (4) стимуляции организма (нерва) представлено электродом, но не ограничивается им при условии, что оно способно регулировать сердечную деятельность путем стимуляции нерва на основании сигналов стимуляции нерва. Примерами мест стимуляции нерва являются, например, блуждающий нерв. депрессорный нерв и предпочтительные места в мозге, но не ограничиваются ими при условии, что они способны регулировать сердечную деятельность.Means (4) for stimulating the body (nerve) is represented by an electrode, but is not limited to it, provided that it is able to regulate cardiac activity by stimulating a nerve based on nerve stimulation signals. Examples of nerve stimulation sites are, for example, the vagus nerve. the depressor nerve and preferred places in the brain, but are not limited to, provided that they are able to regulate cardiac activity.
Контрольные примерыTest cases
Хотя настоящее изобретение подробно объяснено со ссылками на последующие контрольные примеры, оно никоим образом не ограничено данными примерами.Although the present invention has been explained in detail with reference to the following test examples, it is in no way limited to these examples.
(Контрольный пример 1)(Reference Example 1)
Мы наложили лигатуру на нисходящую переднюю ветвь левой коронарной артерии у 20 анестезированных крыс для того, чтобы создать крыс с инфарктом миокарда. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.We ligated the descending anterior branch of the left coronary artery in 20 anesthetized rats in order to create rats with myocardial infarction. We regularly put in the table information on mortality in this group.
У других 16 крыс с инфарктом миокарда мы понижали сердечный ритм путем стимуляции блуждающего нерва (длительность импульса 2 мс; напряжение импульса 2 В; частота импульса 2 Гц) через две минуты после наступления инфаркта миокарда. Мы также регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.In the other 16 rats with myocardial infarction, we lowered the heart rate by stimulating the vagus nerve (
У еще 15 крыс с инфарктом миокарда мы понижали сердечный ритм путем стимуляции блуждающего нерва (длительность импульса 2 мс; напряжение импульса 2 В; частота импульса 5 Гц) через две минуты после наступления инфаркта миокарда. Мы также регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в этой группе.In another 15 rats with myocardial infarction, we lowered heart rate by stimulating the vagus nerve (
Результаты смертности приведены на Фиг.4.The mortality results are shown in Fig.4.
Результаты этого контрольного примера показали, что все крысы с инфарктом миокарда, но без лечения путем стимуляции блуждающего нерва, умерли в течение 30 минут (Фиг.4(а)). С другой стороны, смертность после 60 минут с начала испытания снизилась примерно до 60%, когда блуждающий нерв стимулировался с частотой импульса 2 Гц (Фиг.4(b)). Смертность после 60 минут далее снижалась до примерно 20%, если блуждающий нерв стимулировался с частотой импульса 5 Гц (Фиг.4(с)).The results of this control example showed that all rats with myocardial infarction, but without treatment by stimulation of the vagus nerve, died within 30 minutes (Figure 4 (a)). On the other hand, mortality after 60 minutes from the start of the test decreased to about 60% when the vagus nerve was stimulated with a pulse frequency of 2 Hz (Figure 4 (b)). Mortality after 60 minutes was further reduced to about 20% if the vagus nerve was stimulated with a pulse frequency of 5 Hz (Figure 4 (c)).
Эти результаты показывают, что стимуляция блуждающего нерва эффективна при лечении инфаркта миокарда вскоре после его наступления.These results show that vagus nerve stimulation is effective in treating myocardial infarction shortly after its onset.
(Контрольный пример 2)(Reference Example 2)
Так как Контрольный пример 1 выполнялся под анестезией, мы выполнили следующее испытание с исключением воздействия анестезии.Since Control Example 1 was performed under anesthesia, we performed the following test with the exception of the effects of anesthesia.
Телеметрический датчик артериального давления, телеметрическое устройство стимуляции блуждающего нерва и манжетный блокатор для создания инфаркта миокарда были имплантированы 32 крысам.A telemetric blood pressure sensor, a telemetric vagus nerve stimulation device, and a cuff blocker to create myocardial infarction were implanted in 32 rats.
После полного восстановления крыс после хирургии в течение одной недели нисходящая передняя ветвь левой коронарной артерии была блокирована с помощью манжетного блокатора у 12 из этих 32 крыс. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности в отсутствие стимуляции блуждающего нерва.After complete recovery of the rats after surgery for one week, the descending anterior branch of the left coronary artery was blocked using a cuff blocker in 12 of the 32 rats. We regularly tabulated mortality data in the absence of vagus nerve stimulation.
У других 10 из этих 32 крыс мы стимулировали блуждающий нерв (длительность импульса 0,2 мс; ток импульса 0,1 мА; частота импульса 20 Гц) сразу же после блокады коронарной артерии манжетным блокатором в течение 60 мин. Мы регулярно заносили в таблицу сведения о смертности при стимуляции блуждающего нерва.In another 10 of these 32 rats, we stimulated the vagus nerve (pulse duration 0.2 ms; pulse current 0.1 mA;
У еще 10 из этих 32 крыс мы стимулировали блуждающий нерв (длительность импульса 0,2 мс; ток импульса 0,1 мА; частота импульса 20 Гц) сразу же после блокады коронарной артерии манжетным блокатором в течение 60 мин. Стимуляция блуждающего нерва проводилась при местной анестезии рядом с местом стимуляции для предотвращения стимуляции центростремительного блуждающего нерва к головному мозгу (для предотвращения беспокойства крыс при стимуляции током 0,2 мА). Мы также регулярно заносили в таблицу сведения о смертности при стимуляции блуждающего нерва.In another 10 of these 32 rats, we stimulated the vagus nerve (pulse duration 0.2 ms; pulse current 0.1 mA;
Результаты смертности приведены на Фиг.5.The mortality results are shown in Fig.5.
Как показано на Фиг.5, 66% крыс умерли через 60 мин после блокады коронарной артерии без стимуляции блуждающего нерва (Фиг.5 (а)). С другой стороны, смертность ограничивалась 40%, когда сердечный ритм уменьшался на 20 ударов в минуту путем стимуляции блуждающего нерва током 0,1 мА (Фиг.5(b)). Более того, при стимуляции блуждающего нерва током 0,2 мА смертность далее снижалась до 20% (Фиг.5 (с)).As shown in FIG. 5, 66% of the rats died 60 min after blocking the coronary artery without vagus nerve stimulation (FIG. 5 (a)). On the other hand, mortality was limited to 40% when the heart rate was reduced by 20 beats per minute by stimulating the vagus nerve with a current of 0.1 mA (Figure 5 (b)). Moreover, upon vagus nerve stimulation with a current of 0.2 mA, mortality was further reduced to 20% (Figure 5 (c)).
После дополнительного наблюдения в течение двух часов, т.е. через 3 часа после начала испытания, смертность составила 83% без стимуляции блуждающего нерва, 50% при стимуляции блуждающего нерва током 0,1 мА и 30% при стимуляции блуждающего нерва током 0,2 мА, далее увеличивая разницу.After additional observation for two hours, i.e. 3 hours after the start of the test, mortality was 83% without vagus nerve stimulation, 50% with vagus nerve stimulation with a current of 0.1 mA and 30% with vagus nerve stimulation with a current of 0.2 mA, further increasing the difference.
Вышеуказанные результаты показывают, что уменьшение смертности сразу же после инфаркта миокарда возможно путем коррекции нарушенной регуляторной функции с помощью стимуляции блуждающего нерва независимо от наличия или отсутствия анестезии.The above results show that a decrease in mortality immediately after myocardial infarction is possible by correcting impaired regulatory function by stimulating the vagus nerve regardless of the presence or absence of anesthesia.
(Контрольный пример 3)(Reference Example 3)
Для изучения долгосрочных эффектов мы провели следующие испытания.To study the long-term effects, we conducted the following tests.
Инфаркт миокарда был создан под анестезией таким же образом, как и в Контрольном примере 1. Выжившие после каждой попытки реанимации крысы (степень выживаемости спустя 1 неделю составляла примерно 40%) подвергались еще одной хирургической операции спустя 1 неделю после первой хирургической операции. Телеметрический датчик артериального давления, телеметрическое устройство стимуляции блуждающего нерва и манжетный блокатор для создания инфаркта миокарда были имплантированы этим крысам таким же образом, что и Контрольном примере 2.Myocardial infarction was created under anesthesia in the same manner as in Control Example 1. The rats who survived after each resuscitation attempt (survival rate after 1 week was approximately 40%) underwent another
Спустя еще 1 неделю у половины крыс (13 крыс) была начата стимуляция блуждающего нерва с условием снизить сердечный ритм на 20 ударов (длительность импульса 0,2 мс; ток импульса 0,1-0,13 мА; частота импульса 20 Гц), и блуждающий нерв стимулировался в течение 10 с каждую одну минуту. Испытание продолжалось 5 недель. К другой половине крыс (13 крыс) стимуляция блуждающего нерва не применялась. За 5 недель смертности среди крыс отмечено не было.After another 1 week, half of the rats (13 rats) began stimulation of the vagus nerve with the condition to reduce the heart rate by 20 beats (pulse duration 0.2 ms; pulse current 0.1-0.13 mA;
В течение всего периода испытания измерялись изменения артериального давления и сердечного ритма. Результаты приведены на Фиг.6. На Фиг.6(а) показаны результаты для крыс без стимуляции блуждающего нерва, и на Фиг.6(b) показаны результаты для крыс со стимуляцией блуждающего нерва.Throughout the test period, changes in blood pressure and heart rate were measured. The results are shown in Fig.6. Figure 6 (a) shows the results for rats without vagus nerve stimulation, and Figure 6 (b) shows the results for rats with vagus nerve stimulation.
Как видно на Фиг.6, сердечный ритм прогрессивно снижался со стимуляцией блуждающего нерва, но артериальное давление при стимуляции блуждающего нерва значительно не изменялось.As can be seen in FIG. 6, the heart rate progressively decreased with vagus nerve stimulation, but blood pressure did not change significantly with vagus nerve stimulation.
Через 5 недель мы измерили массу желудочков сердца у этих крыс. Результаты приведены в Таблице 1.After 5 weeks, we measured the mass of the ventricles of the heart in these rats. The results are shown in Table 1.
(на 1 кг массы тела)Table 1
(per 1 kg of body weight)
Как показано в Таблице 1, масса желудочков была значительно меньше у крыс, подвергавшихся стимуляции блуждающего нерва, указывая на то, что коррекция желудочков после инфаркта миокарда была подавлена. Так как известно. что коррекция желудочков коррелируется со смертностью в хронической фазе инфаркта миокарда, вышеприведенные результаты показывают, что стимуляция блуждающего нерва дает возможность коррекции нарушенного регуляторного механизма, что приводит к уменьшению смертности в долгосрочном плане.As shown in Table 1, the ventricular mass was significantly lower in rats subjected to vagus nerve stimulation, indicating that ventricular correction after myocardial infarction was suppressed. Since it is known. that ventricular correction is correlated with mortality in the chronic phase of myocardial infarction, the above results show that vagus nerve stimulation makes it possible to correct an impaired regulatory mechanism, which leads to a decrease in long-term mortality.
(Контрольный пример 4)(Reference Example 4)
Для изучения эффекта стимуляции блуждающего нерва на долгосрочную смертность мы провели следующие испытания.To study the effect of vagus nerve stimulation on long-term mortality, we conducted the following tests.
Инфаркт миокарда был создан под анестезией таким же образом, как и в Контрольном примере 1. Выжившие после каждой попытки реанимации крысы (степень выживаемости спустя 1 неделю составляла примерно 40%) подвергались еще одной хирургической операции спустя 1 неделю после первой хирургической операции. Телеметрический датчик артериального давления, телеметрическое устройство стимуляции блуждающего нерва и манжетный блокатор для создания инфаркта миокарда были имплантированы этим крысам таким же образом, что и Контрольном примере 2. Спустя еще 1 неделю у половины крыс (22 крысы) была начата стимуляция блуждающего нерва с условием снизить сердечный ритм на 20 ударов (длительность импульса 0,2 мс; ток импульса 0,1-0,13 мА; частота импульса 20 Гц), и блуждающий нерв стимулировался в течение 10 с каждую одну минуту в течение 40 суток. Испытание продолжалось 180 суток. К другой половине крыс (23 крысы) стимуляция блуждающего нерва не применялась.Myocardial infarction was created under anesthesia in the same manner as in Control Example 1. The rats who survived after each resuscitation attempt (survival rate after 1 week was approximately 40%) underwent another
Как показано на Фиг.7 накопленной выживаемости в течение испытания, 8 из 23 крыс умерли, что дало конечную выживаемость 0,57 (Фиг.7(а)). С другой стороны, только 1 из 22 крыс умерла при стимуляции блуждающего нерва током 0,1-0,13 мА, что дало конечную выживаемость 0,95 (Фиг.7(b)).As shown in FIG. 7, cumulative survival during the test, 8 out of 23 rats died, giving a final survival of 0.57 (FIG. 7 (a)). On the other hand, only 1 out of 22 rats died during vagus nerve stimulation with a current of 0.1-0.13 mA, which gave a final survival rate of 0.95 (Fig. 7 (b)).
Вышеприведенные результаты показывают, что нарушенный регуляторный механизм был скорректирован стимуляцией блуждающего нерва и долгосрочную смертность после инфаркта миокарда можно уменьшить.The above results show that the impaired regulatory mechanism has been corrected by vagus nerve stimulation and long-term mortality after myocardial infarction can be reduced.
(Контрольный пример 5)(Reference Example 5)
У анестезированных японских белых кроликов мы получили функцию импульсной характеристики сердечного ритма как реакцию на активность сердечного симпатического нерва по измеренным сердечному ритму и активности сердечного симпатического нерва. Так как колебания сердечного ритма у анестезированных животных не были такими большими, как у животных в сознании, сердечный ритм искусственно изменялся путем произвольного изменения давления, прилагаемого к барорецепторам.In anesthetized Japanese white rabbits, we received the function of the impulse response of the heart rhythm as a response to the activity of the heart sympathetic nerve according to the measured heart rhythm and the activity of the heart sympathetic nerve. Since the fluctuations in the heart rate in anesthetized animals were not as large as in animals in consciousness, the heart rate was artificially changed by an arbitrary change in pressure applied to the baroreceptors.
Конкретно, 8 японских белых кроликов были седированы и анестезированы. Внутривенно были введены панкуроний и гепарин натрия для устранения вводящей погрешность мышечной деятельности и предотвращения коагуляции крови соответственно.Specifically, 8 Japanese white rabbits were sedated and anesthetized. Pancuronium and heparin sodium were administered intravenously to eliminate error-inducing muscle activity and prevent blood coagulation, respectively.
Путем надреза шеи были обнажены двусторонние сонные артерии, депрессорные нервы и блуждающие нервы. Двусторонние сонные артерии были каннюлированы силиконовыми трубками, соединенными с поршневым насосом с сервоуправлением. Давление сонного синуса произвольно изменялось путем подачи белого шума ограниченной полосы частот к сервонасосу. Для того чтобы избежать воздействия других барорефлексных систем, таких как возникающие от барорецептора аортальной зоны и кардиопульмонального барорецептора, были разрезаны двусторонние блуждающие нервы и двусторонние депрессорные нервы. После торакотомии левый сердечный симпатический нерв был отделен и разрезан. Для измерения активности сердечного симпатического нерва (SNA) пара платиновых электродов была прикреплена к проксимальному концу. Также измерялись давление сонного синуса и внутриаортальное давление. Электрокардиограмма предсердия была снята путем прикрепления электродов к левому ушку предсердия. Электрокардиограмма предсердия была подана на тахометр для измерения мгновенного сердечного ритма (HR). Измеренные сердечный ритм и активность сердечного симпатического нерва показаны на Фиг.3(а).By cutting the neck, bilateral carotid arteries, depressor nerves and vagus nerves were exposed. Bilateral carotid arteries were cannulated with silicone tubes connected to a servo-controlled piston pump. The carotid sinus pressure was arbitrarily varied by supplying white noise of a limited frequency band to the servo pump. In order to avoid the effects of other baroreflex systems, such as those arising from the aortic baroreceptor and the cardiopulmonary baroreceptor, bilateral vagus nerves and bilateral depressor nerves were cut. After thoracotomy, the left cardiac sympathetic nerve was separated and cut. To measure cardiac sympathetic nerve (SNA) activity, a pair of platinum electrodes was attached to the proximal end. Carotid sinus pressure and intra-aortic pressure were also measured. An atrial electrocardiogram was taken by attaching electrodes to the left atrial ear. An atrial electrocardiogram was filed on a tachometer to measure instantaneous heart rate (HR). The measured heart rate and activity of the cardiac sympathetic nerve are shown in FIG. 3 (a).
Временные последовательности активности сердечного симпатического нерва и сердечного ритма были разделены на сегменты. Каждый сегмент был подвергнут преобразованию Фурье для определения степени активности симпатического нерва (SSNA-SNA(f)). степени сердечного ритма (SSNA-HR(f)) и перекрестной степени между активностью симпатического нерва и сердечным ритмом (SHR-SNA(F)), затем мы вычислили передаточную функцию (H(f)) на основании следующего уравнения (Уравнение 1). Импульсная характеристика (h(t)) была определена путем обратного преобразования Фурье передаточной функции.Temporary sequences of cardiac sympathetic nerve activity and heart rate were divided into segments. Each segment was subjected to Fourier transform to determine the degree of activity of the sympathetic nerve (S SNA-SNA (f)). heart rate (S SNA-HR (f)) and the cross-degree between sympathetic nerve activity and heart rate (S HR-SNA (F)), then we calculated the transfer function (H (f)) based on the following equation (Equation 1 ) The impulse response (h (t)) was determined by the inverse Fourier transform of the transfer function.
Мы проверили, как точно мы можем прогнозировать сердечный ритм по активности сердечного симпатического нерва с импульсной характеристикой, полученной по вышеизложенной процедуре.We checked how accurately we can predict heart rate from the activity of the cardiac sympathetic nerve with the impulse response obtained by the above procedure.
Активность симпатического нерва и сердечный ритм измерялись способом, аналогичным описанному выше. Мы прогнозировали сердечный ритм по активности симпатического нерва, используя интеграл свертки между полученной импульсной характеристикой и измеренной активностью симпатического нерва (Уравнение 2).Sympathetic nerve activity and heart rate were measured in a manner similar to that described above. We predicted heart rate from sympathetic nerve activity using the convolution integral between the impulse response obtained and the measured sympathetic nerve activity (Equation 2).
где N - продолжительность импульсной характеристики, t - время и τ - параметр интеграла свертки, и все сигналы дискретизированы через каждые 0,2 с.where N is the duration of the impulse response, t is the time, and τ is the convolution integral parameter, and all signals are sampled every 0.2 s.
Коэффициент корреляции между измеренным и прогнозируемым сердечным ритмом был вычислен как 0,80-0,96 (средний - 0,88), и погрешность между измеренным и прогнозируемым сердечным ритмом составляла 1,4-6,6 удара в минуту (средняя - 3,1 удара в минуту), т.е., составляла всего 1,2±0,7% от среднего сердечного ритма.The correlation coefficient between the measured and predicted heart rate was calculated as 0.80-0.96 (average 0.88), and the error between the measured and predicted heart rate was 1.4-6.6 beats per minute (average 3, 1 beats per minute), i.e., amounted to only 1.2 ± 0.7% of the average heart rate.
Исходя из вышеприведенных результатов можно сделать вывод, что сердечный ритм может быть точно прогнозируем по активности сердечного симпатического нерва.Based on the above results, we can conclude that the heart rate can be accurately predicted by the activity of the cardiac sympathetic nerve.
(Контрольный пример 6)(Reference Example 6)
На 10 крысах мы получили правило или логику, как природный центр регулирования артериального давления (вазомоторный центр) определяет активность симпатического нерва в ответ на информацию об артериальном давлении. Для этого мы изолировали барорецепторы животных от системы кровообращения и измерили изменения в артериальном давлении, вызванные регуляторной функцией вазомоторного центра в ответ на изменения в давлении, прилагаемом к барорецепторам. Передаточная функция обратной связи (Hnative) барорефлексной системы была определена по отношению между входными данными (давление на барорецепторы) и выходными данными (артериальное давление). Далее мы измерили изменения в артериальном давлении как реакцию на изменения в стимуляции симпатического нерва. Передаточная функция 
Говоря конкретно, мы анестезировали 10 крыс и вставили внутритрахеальные трубки через рот для искусственной вентиляции легких. Мы ввели панкуроний внутривенно для устранения вводящей погрешность мышечной деятельности. Газ артериальной крови контролировался с помощью устройства для измерения газов крови. Полиэтиленовая трубка была введена в правую бедренную вену, и мы вводили физиологический раствор для того, чтобы избежать обезвоживания. Микроманометр, прикрепленный к концу катетера, был введен в аортальную зону через правую бедренную артерию.Specifically, we anesthetized 10 rats and inserted intratracheal tubes through the mouth for mechanical ventilation. We injected pancuronium intravenously to eliminate the error-introducing muscle activity. Arterial blood gas was monitored using a device for measuring blood gases. A polyethylene tube was inserted into the right femoral vein, and we injected saline in order to avoid dehydration. A micromanometer attached to the end of the catheter was inserted into the aortic region through the right femoral artery.
Двусторонние сонные синусы были изолированы от системы кровообращения для того, чтобы открыть петлю обратной связи барорефлексной системы, и разрезали блуждающие нервы и депрессорные нервы. Мы соединили сонные синусы с датчиком и с системой насоса с сервоуправлением с помощью короткой полиэтиленовой трубки.The bilateral carotid sinuses were isolated from the circulatory system in order to open the feedback loop of the baroreflex system, and the vagus nerves and depressor nerves were cut. We connected the sleepy sines with the sensor and with the servo-controlled pump system using a short polyethylene tube.
Левый большой внутренностный нерв был отделен и разрезан на уровне диафрагмы. К дистальному концу была прикреплена пара платиновых проводов, покрытых тефлоном. Мы покрыли прикрепленные концы пары проводов силиконовым каучуком. Свободные концы платиновых проводов были соединены со стимулятором постоянного напряжения, управляемым компьютером через посредство аналого-цифрового преобразователя.The left large internal nerve was separated and cut at the level of the diaphragm. A pair of platinum wires coated with Teflon was attached to the distal end. We coated the attached ends of a pair of wires with silicone rubber. The free ends of the platinum wires were connected to a DC voltage stimulator controlled by a computer via an analog-to-digital converter.
Давление сонного синуса изменялось произвольно в диапазоне 100-120 мм рт.ст., и система с сервоуправлением использовалась для определения передаточной функции обратной связи барорефлексной системы (Hnative). Давление сонного синуса и артериальное давление измерялись для определения передаточной функции.The carotid sinus pressure varied arbitrarily in the range of 100-120 mmHg, and a servo-controlled system was used to determine the feedback transfer function of the baroreflex system (H native ). Carotid sinus pressure and blood pressure were measured to determine transfer function.
Для определения другой передаточной функции 
Передаточная функция 
где h(τ) - импульсная характеристика, полученная обратным преобразованием Фурье 
Затем мы смоделировали нарушенное регулирование артериального давления путем фиксирования давления на барорецепторах, изолированных от системы кровообращения; вследствие этого крысы не могли детектировать изменение артериального давления. Изменения артериального давления у крыс измерялись с помощью искусственного датчика давления, прикрепленного к концу катетера.Then we simulated the impaired regulation of blood pressure by recording pressure on baroreceptors isolated from the circulatory system; as a result, rats could not detect changes in blood pressure. Changes in blood pressure in rats were measured using an artificial pressure transducer attached to the end of the catheter.
Для подмены природных вазомоторных центров мы спрогнозировали активность симпатического нерва по интегралу свертки между изменением артериального давления и импульсной характеристикой природного вазомоторного центра и стимулировали полулунный ганглий, ганглий симпатического нерва согласно спрогнозированным значениям.To replace the natural vasomotor centers, we predicted the activity of the sympathetic nerve by the convolution integral between the change in blood pressure and the impulse response of the natural vasomotor center and stimulated the lunate ganglion, the ganglion of the sympathetic nerve according to the predicted values.
Мы оценили, как использование оцененной активности симпатического нерва для стимуляции полулунного ганглия позволяет восстанавливать нарушенное регулирование артериального давления путем уменьшения гипотензии после пассивных испытаний на ортостатическом столе с наклоном 90 градусов.We evaluated how the use of the estimated activity of the sympathetic nerve to stimulate the lunar ganglion helps restore impaired regulation of blood pressure by reducing hypotension after passive tests on an orthostatic table with a 90-degree slope.
Для сравнения при оценке гипотензии нормальные крысы, а также крысы с нарушенным регулированием артериального давления также прошли испытания на ортостатическом столе с наклоном 90 градусов.For comparison, in assessing hypotension, normal rats, as well as rats with impaired blood pressure regulation, also underwent tests on an orthostatic table with a 90-degree slope.
Результаты приведены на Фиг.8. На Фиг.8(а) показаны изменения артериального давления у крыс, получавших стимуляцию полулунного ганглия; на Фиг.8(b) показаны изменения артериального давления у нормальных крыс и на Фиг.8(с) показаны изменения артериального давления у крыс с нарушенным регулированием артериального давления.The results are shown in Fig. 8. On Fig (a) shows changes in blood pressure in rats receiving stimulation of the lunate ganglion; on Fig (b) shows changes in blood pressure in normal rats and in Fig (c) shows changes in blood pressure in rats with impaired regulation of blood pressure.
Согласно результатам испытаний на 10 крысах, артериальное давление снижалось на 34±6 мм рт.ст. через 2 с после наклона ортостатического стола и на 52±5 мм рт.ст. через 10 с у крыс с нарушенным регулированием артериального давления. С другой стороны, артериальное давление снижалось на 21±5 мм рт.ст. через 2 с и на 15±6 мм рт.ст. через 10 с при применении искусственного регулирования артериального давления.According to the results of tests on 10 rats, blood pressure decreased by 34 ± 6 mm Hg. 2 s after the inclination of the orthostatic table and 52 ± 5 mm Hg after 10 s in rats with impaired regulation of blood pressure. On the other hand, blood pressure decreased by 21 ± 5 mm Hg. after 2 s and at 15 ± 6 mm Hg after 10 s with the use of artificial regulation of blood pressure.
Как подробно сказано выше, в изобретении согласно Пунктам 1 и 2 формулы можно получить биосигналы, основанные на биологической активности организма, и можно стимулировать организм сигналами для стимуляции организма, т.е., сигналами, рассчитанными по биосигналам, как требуется для моделирования природного регулирования. При этом можно регулировать каждый орган, как если бы центральный регулятор функционировал нормально, даже если сам центральный регулятор не способен осуществлять нормальное регулирование в силу различных причин. Настоящее изобретение может быть использовано для различных интервенций, таких как электрокардиостимуляция, регулирование артериального давления и лечение сердечных заболеваний.As described in detail above, in the invention according to
В изобретении, описанном в Пункте 3 формулы сердце стимулируется исходя из информации, полученной из активности сердечного симпатического нерва и/или блуждающего нерва, но не основанной на самой нервной активности, а основанной на сердечном ритме, оцененном по нервной активности. Поэтому система согласно настоящему изобретению обладает прекрасными характеристиками уникальности, чувствительности и переходной характеристикой.In the invention described in
В изобретении, описанном в Пункте 4 формулы, сигналы стимуляции симпатического нерва, моделирующие природное регулирование, оцениваются по артериальному давлению, и оцененные сигналы стимуляции симпатического нерва, но не само артериальное давление, используются для регулирования артериального давления. Поэтому стабильное регулирование артериального давления может осуществляться таким же образом, что и природное регулирование.In the invention described in
В изобретении, описанном в Пункте 5 формулы, сердечная деятельность регулируется природным регуляторным механизмом, когда сердечная деятельность нормальная, и сердечная деятельность регулируется таким образом, чтобы восстановить нормальную деятельность, когда она нарушена.In the invention described in
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Настоящее изобретение может обеспечить системы лечения заболевании путем замены природной биологической регуляторной функции, т.е., системы, которые способны регулировать органы, как если бы их центральные регуляторы функционировали нормально, даже если деятельность самих центральных регуляторов нарушена в силу различных причин; систему электрокардиостимуляции, систему регулирования артериального давления и систему лечения сердечных заболеваний, которые все основаны на вышеупомянутой системе медицинского лечения.The present invention can provide disease treatment systems by replacing the natural biological regulatory function, i.e., systems that are able to regulate organs as if their central regulators were functioning normally, even if the activity of the central regulators themselves is impaired for various reasons; a pacemaker system, a blood pressure regulation system and a heart disease treatment system, all based on the aforementioned medical treatment system.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102481/14A RU2295985C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102481/14A RU2295985C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005102481A RU2005102481A (en) | 2005-08-10 |
| RU2295985C2 true RU2295985C2 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=35844991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005102481/14A RU2295985C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2295985C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556974C2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-07-20 | Де Реджентс Оф Де Юниверсити Оф Калифорния | Methods, system and device for detecting, diagnosing and treating biological rhythm disturbance |
| US9282910B2 (en) | 2011-05-02 | 2016-03-15 | The Regents Of The University Of California | System and method for targeting heart rhythm disorders using shaped ablation |
| RU2593892C1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-08-10 | Топера, Инк. | System and method for determining rotary source associated with impaired biological rhythm |
-
2002
- 2002-08-05 RU RU2005102481/14A patent/RU2295985C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556974C2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-07-20 | Де Реджентс Оф Де Юниверсити Оф Калифорния | Methods, system and device for detecting, diagnosing and treating biological rhythm disturbance |
| RU2559639C2 (en) * | 2010-04-08 | 2015-08-10 | Де Реджентс Оф Де Юниверсити Оф Калифорния | Methods, system and device for detecting, diagnosing and treating biological rhythm disturbance |
| US9282910B2 (en) | 2011-05-02 | 2016-03-15 | The Regents Of The University Of California | System and method for targeting heart rhythm disorders using shaped ablation |
| RU2593892C1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-08-10 | Топера, Инк. | System and method for determining rotary source associated with impaired biological rhythm |
| US10070795B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-09-11 | Topera, Inc. | System and method to define a rotational source associated with a biological rhythm disorder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005102481A (en) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7835791B2 (en) | Medical treatment system using biological regulation function alternate, cardiac pacing system based on the medical treatment system, blood pressure regulating system, and cardiac disease treating system | |
| EP1814627B1 (en) | System for closed-loop neural stimulation | |
| US10029099B2 (en) | System and method for closed-loop neural stimulation | |
| JP5329089B2 (en) | A system for sustained baroreflex stimulation | |
| US8332047B2 (en) | System and method for closed-loop neural stimulation | |
| US8200331B2 (en) | System and method for filtering neural stimulation | |
| US8805513B2 (en) | Neural stimulation modulation based on monitored cardiovascular parameter | |
| US8626301B2 (en) | Automatic baroreflex modulation based on cardiac activity | |
| US9409025B2 (en) | Cardiac rhythm management device with neural sensor | |
| US8121693B2 (en) | Baroreflex stimulation to treat acute myocardial infarction | |
| US7194313B2 (en) | Baroreflex therapy for disordered breathing | |
| US20050149129A1 (en) | Baropacing and cardiac pacing to control output | |
| KR100726825B1 (en) | Medical treatment system using biological regulation function alternate, cardiac pacing system based on the medical treatment system, blood pressure regulating system, and cardiac disease treating system | |
| RU2295985C2 (en) | Medical treatment system using alternative function of biological regulation; electrocardiostimulation system based on the medical treatment system, system for controlling arterial blood pressure and system for treating cardiac diseases | |
| KR100752247B1 (en) | Heart failure treatment system using biological regulation function alternate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150806 |