RU2458712C1 - Apparatus for treating epilepsy - Google Patents
Apparatus for treating epilepsy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458712C1 RU2458712C1 RU2011123056/14A RU2011123056A RU2458712C1 RU 2458712 C1 RU2458712 C1 RU 2458712C1 RU 2011123056/14 A RU2011123056/14 A RU 2011123056/14A RU 2011123056 A RU2011123056 A RU 2011123056A RU 2458712 C1 RU2458712 C1 RU 2458712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- unit
- series
- microprocessor
- generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно - к приборам, стимулирующим нервную систему человека электрическими импульсами для подавления эпилептической активности организма, и может быть использовано при лечении медикаментозной резистивной эпилепсии с генерализованными и парциальными припадками.The invention relates to medical equipment, namely to devices that stimulate the human nervous system with electric pulses to suppress the epileptic activity of the body, and can be used in the treatment of drug-resistant epilepsy with generalized and partial seizures.
Для лечения медикаментозной резистивной эпилепсии используют стимуляцию блуждающего нерва путем непосредственной электрической стимуляции блуждающего нерва в области шеи с целью изменить функционирование основных путей головного мозга.For the treatment of drug-resistant resistive epilepsy, vagus nerve stimulation is used by direct electrical stimulation of the vagus nerve in the neck to change the functioning of the main pathways of the brain.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для лечения эпилепсии фирмы Cyberonics (США) Generator Model 102 (US 2008/018346 A1, 31.07.2008 г.) принятое за прототип.Closest to the claimed is a device for the treatment of epilepsy company Cyberonics (USA) Generator Model 102 (US 2008/018346 A1, 07/31/2008) adopted as a prototype.
Прототип содержит: два электрода, вживляемых на блуждающий нерв, стимулирующий блок, командный блок.The prototype contains: two electrodes implanted on the vagus nerve, stimulating block, command block.
Стимулирующий блок содержит последовательно соединенные приемный тракт, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, цифроаналоговый преобразователь, генератор, соединенный с электродами. Ко второму входу микроконтроллера подключен магнитоэлектрический генератор запускающих импульсов. В состав блока также входит элемент питания.The stimulating unit contains a series-connected receiving path, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a digital-to-analog converter, a generator connected to the electrodes. A magnetoelectric trigger generator is connected to the second input of the microcontroller. The unit also includes a battery.
Командный блок включает в себя постоянный магнит.The command unit includes a permanent magnet.
Электроды представляют собой вживляемые металлические проводники спиралевидной формы, заключенные в полимерный кожух.The electrodes are implantable metal conductors of a spiral shape, enclosed in a polymer casing.
Стимуляция нерва осуществляется электрическими импульсами, основные параметры которых представлены в таблице.Stimulation of the nerve is carried out by electric pulses, the main parameters of which are presented in the table.
Устройство имеет два режима работы - автоматический и принудительный.The device has two operating modes - automatic and forced.
Устройство работает следующим образом. Микроконтроллер стимулирующего блока формирует параметры воздействующего электрического сигнала в соответствии с заложенной в него программой. Сформированные параметры воздействующего сигнала с микроконтроллера поступают в цифроаналоговый преобразователь, осуществляющий преобразование цифрового сигнала в аналоговую форму. Преобразованный аналоговый сигнал поступает на генератор, формирующий воздействующий электрический импульс в соответствии с заданными параметрами сигнала. Полученный таким образом электрический сигнал поступает на электроды, которые осуществляют непосредственное воздействие на блуждающий нерв. Программирование микроконтроллера стимулирующего блока осуществляется внешним программатором, находящимся у лечащего врача. Для этого в стимулирующем блоке установлен приемный тракт, осуществляющий прием информации, поступающей от программатора по радиоканалу. Принятый приемным трактом сигнал поступает в микроконтроллер для его программирования. Для принудительного включения стимулирующего блока (при наступлении приступа) в целях стимуляции блуждающего нерва используется магнитоэлектрический генератор, соединенный с микроконтроллером. Включение магнитоэлектрического генератора осуществляется при помощи постоянного магнита, расположенного в командном блоке.The device operates as follows. The microcontroller of the stimulating block forms the parameters of the acting electric signal in accordance with the program laid down in it. The generated parameters of the acting signal from the microcontroller enter the digital-to-analog converter, which converts the digital signal into analog form. The converted analog signal is fed to a generator that generates an acting electrical pulse in accordance with the specified signal parameters. Thus obtained electrical signal is supplied to the electrodes, which directly affect the vagus nerve. The microcontroller of the stimulating unit is programmed by an external programmer located at the attending physician. To do this, a receiving path is installed in the stimulating unit, which receives information from the programmer via the radio channel. The signal received by the receiving path enters the microcontroller for programming it. A magnetoelectric generator connected to a microcontroller is used to force the stimulus unit to turn on (when an attack occurs) in order to stimulate the vagus nerve. The magnetoelectric generator is switched on using a permanent magnet located in the command unit.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
- период воздействия сигнала может не совпадать с моментом эпилептического припадка;- the period of exposure to the signal may not coincide with the moment of epileptic seizure;
- частота и амплитуда воздействующего импульса жестко фиксированы.- the frequency and amplitude of the acting pulse are rigidly fixed.
Указанные недостатки снижают эффективность лечения, так как не позволяет в полной мере компенсировать воздействие эпилептического припадка на организм.These shortcomings reduce the effectiveness of treatment, since it does not fully compensate for the effect of an epileptic seizure on the body.
Изобретение направлено на создание устройства для лечения эпилепсии, обеспечивающего повышение эффективности лечения за счет адаптации устройства к индивидуальным особенностям эпилептического приступа конкретного пациента.The invention is aimed at creating a device for the treatment of epilepsy, providing increased treatment efficiency by adapting the device to the individual characteristics of an epileptic seizure of a particular patient.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для лечения эпилепсии, содержащее электроды, стимулирующий блок, включающий элемент питания, последовательно соединенные приемный тракт, вычислительный элемент, цифроаналоговый преобразователь, генератор, кроме того, на вход вычислительного элемента подключен магнитоэлектрический генератор, а также командный блок, содержащий постоянный магнит, особенность заключается в том, что стимулирующий блок дополнительно содержит последовательно соединенные коммутатор, операционный усилитель, сигма-дельта модулятор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, приемопередающий тракт, кроме того устройство содержит два приемных электрода и два стимулирующих электрода, командный блок, содержащий элемент питания, последовательно соединенные приемопередающий тракт, микроконтроллер и параллельно соединенные с микроконтроллером часы реального времени, флеш-память, USB-порт.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for the treatment of epilepsy, containing electrodes, a stimulating unit including a battery, a series-connected receiving path, a computing element, a digital-analog converter, a generator, in addition, a magnetoelectric generator is connected to the input of the computing element , as well as a command unit containing a permanent magnet, a feature is that the stimulating unit additionally contains the last An interconnected switch, an operational amplifier, a sigma-delta modulator, an analog-to-digital converter, a microprocessor, a transceiver path, in addition, the device contains two receive electrodes and two stimulating electrodes, a command unit containing a battery, a serially transceiver path, a microcontroller and parallel-connected with a microcontroller real-time clock, flash memory, USB port.
Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором приведена функционально-структурная схема устройстваThe invention is illustrated in the figure, which shows the functional structural diagram of the device.
Устройство содержит: два электрода для снятия информации 1, установленных на блуждающий нерв или участки головного мозга, два стимулирующих электрода 2, установленных на блуждающий нерв, стимулирующий блок 3, командный блок 4.The device contains: two electrodes for removing
Стимулирующий блок 3 состоит из последовательно соединенных коммутатора 5, операционного усилителя 6, сигма-дельта модулятора 7, аналого-цифрового преобразователя 8, микропроцессора 9, приемопередающего тракта 10. На второй выход микропроцессора 9 последовательно подключены цифроаналоговый преобразователь 11, генератор 12, коммутатор 5. Магнитоэлектрический генератор 13 соединен с микропроцессором 9. Питание блока осуществляет элемент питания 14.The
Командный блок 4 состоит из последовательно соединенных приемопередающего тракта 15, микроконтроллера 16. С микроконтроллером 16 параллельно соединены часы реального времени 17, флеш-память 18, микросхема порта USB 19. Питание блока осуществляет элемент питания 20. В состав командного блока входит постоянный магнит 21, отделенный от электрической схемы экранирующей перегородкой в целях исключения магнитных наводок на электрическую схему.The
Устройство выполнено на стандартных электрорадиоэлементах.The device is made on standard electro-radio elements.
Электроды для снятия информации 1 представляют собой металлические проводники спиралевидной или плоской формы, заключенные в полимерный кожух. Стимулирующие электроды 2 представляют собой вживляемые металлические проводники спиралевидной формы, заключенные в полимерный кожух.The electrodes for removing
Стимуляция блуждающего нерва осуществляется электрическими импульсами с подбором частоты и амплитуды, периода воздействующего электрического сигнала для каждого конкретного пациента, основные параметры которых следующие:Stimulation of the vagus nerve is carried out by electric pulses with selection of frequency and amplitude, period of the acting electric signal for each specific patient, the main parameters of which are as follows:
диапазон частот стимуляции 1-30 Гц;stimulation frequency range 1-30 Hz;
выходной ток 0-3.5 мА;output current 0-3.5 mA;
шаг регулировки 0.25 мА.adjustment step 0.25 mA.
Устройство работает следующим образом: с блуждающего нерва или участков головного мозга происходит снятие электрического сигнала вживленными двумя электродами 1. Снятый электрический сигнал поступает в стимулирующий блок 3, в котором осуществляется прием электрического сигнала через коммутатор 5. Электрический сигнал через коммутатор 5, который определяет режим работы устройства, поступает в операционный усилитель 6, где происходит его усиление. Усиленный электрический сигнал передается на вход сигма-дельта модулятора 7, осуществляющего его очистку от шумов. Очищенный и усиленный электрический сигнал поступает в аналого-цифровой преобразователь 8, где происходит его преобразование из аналоговой формы в цифровую. Оцифрованный сигнал передается в микропроцессор 9, осуществляющий обработку полученного сигнала в соответствии с адаптивной программой и, в случае необходимости, формирование параметров воздействующего сигнала для подавления эпилептического припадка. Воздействующий сигнал поступает на цифроаналоговый преобразователь 11, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый с дальнейшей его передачей на вход генератора 12. Генератор 12 формирует на основе вычисленных параметров электрический сигнал, который через коммутатор 5 подается на электроды 2, осуществляющие электростимуляцию блуждающего нерва. Одновременно микропроцессор 9 дублирует параметры воздействующего сигнала на вход приемопередающего тракта 10, транслирующего его по радиоканалу в командный блок 4. Принятый сигнал с выхода приемопередающего тракта 10 поступает в микропроцессор 9.The device operates as follows: from the vagus nerve or parts of the brain, the electrical signal is removed by the implanted two
Командный блок 4 осуществляет прием сигнала через приемопередающий тракт 15, принятый приемопередающим трактом 15 сигнал поступает на вход микроконтроллера 16, где происходит обработка полученного сигнала. Поступившая со стимулирующего блока 3 информация об эпилептическом приступе, параметрах эпилептического приступа и параметрах воздействующего сигнала записывается в флеш-память 18 и в случае необходимости может быть передана на ПК лечащего врача через соединенный с микроконтроллером 16 USB-порт 19. Микроконтроллер 16 соединен с часами реального времени 17 для регистрации записи информации, полученной от стимулирующего блока 3 информации. Командный блок 4 также выполняет функции программатора стимулирующего блока 3. Данная функция выполняется путем ввода необходимой информации с ПК лечащего врача через USB-порт 19 в микроконтроллер 16 командного блока 4. Введенная в микроконтроллер 16 информация поступает в приемопередающий тракт 15 командного блока 4. Приемопередающий тракт 15 командного блока 4 осуществляет трансляцию сигнала в стимулирующий блок 3.The
Устройство также имеет функцию принудительного включения стимулирующего блока 3, осуществляемого посредством установленного в командном блоке 4 постоянного магнита 21, который под действием магнитного поля воздействует на магнитоэлектрический генератор 13, установленный в стимулирующем блоке 3. Под действием магнитного поля магнитоэлектрический генератор 13 вырабатывает электрический сигнал, служащий для микропроцессора 9 командой на принудительный запуск параметров стимулирующего сигнала с целью электростимуляции блуждающего нерва.The device also has the function of forcibly turning on the
Использование заявляемого устройства позволяет производить стимуляцию блуждающего нерва в зависимости от состояния пациента, а применяемое алгоритмическое и программно-математическое обеспечение позволяют создать адаптивную систему с настройкой воздействующих параметров электрического сигнала для лечения эпилепсии с учетом состояния пациента.Using the inventive device allows the stimulation of the vagus nerve depending on the patient’s condition, and the applied algorithmic and software-mathematical software allow you to create an adaptive system with the setting of the affecting parameters of the electrical signal for the treatment of epilepsy taking into account the patient’s condition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123056/14A RU2458712C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Apparatus for treating epilepsy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123056/14A RU2458712C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Apparatus for treating epilepsy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458712C1 true RU2458712C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011123056/14A RU2458712C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Apparatus for treating epilepsy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458712C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005003735A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-07-27 | S.P.I. Science Production International Gmbh | Apparatus for transcutaneous stimulation of a nerve of the human body having a stimulation and a reference electrode in a housing to be attached to or in the users ear |
RU2286182C2 (en) * | 2004-12-21 | 2006-10-27 | Валерий Аркадьевич Гуторко | Multi-channel programmed electric neurostimulator |
RU93683U1 (en) * | 2010-01-25 | 2010-05-10 | Болтаков Александр Алексеевич | ELECTRON NEUROSTIMULATOR PROGRAMMABLE RADIO FREQUENCY EPR-NS-01 |
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2011123056/14A patent/RU2458712C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2286182C2 (en) * | 2004-12-21 | 2006-10-27 | Валерий Аркадьевич Гуторко | Multi-channel programmed electric neurostimulator |
DE102005003735A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-07-27 | S.P.I. Science Production International Gmbh | Apparatus for transcutaneous stimulation of a nerve of the human body having a stimulation and a reference electrode in a housing to be attached to or in the users ear |
RU93683U1 (en) * | 2010-01-25 | 2010-05-10 | Болтаков Александр Алексеевич | ELECTRON NEUROSTIMULATOR PROGRAMMABLE RADIO FREQUENCY EPR-NS-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jia et al. | A trimodal wireless implantable neural interface system-on-chip | |
AU2019201763B2 (en) | Devices, systems and methods for deep brain stimulation parameters | |
Kassiri et al. | Battery-less tri-band-radio neuro-monitor and responsive neurostimulator for diagnostics and treatment of neurological disorders | |
JP7224710B2 (en) | Multi-target electrical stimulation circuit, electrical stimulation device and signal output method thereof | |
Lee et al. | An inductively-powered wireless neural recording and stimulation system for freely-behaving animals | |
KR102562469B1 (en) | Non-invasive nerve activator with adaptive circuitry | |
US20110196446A1 (en) | Electrical brain stimulation in gamma band | |
US11791645B2 (en) | Neuromodulation apparatus, method and system | |
US20130184794A1 (en) | Architectures for an Implantable Stimulator Device Having a Plurality of Electrode Driver Integrated Circuits with Shorted Electrode Outputs | |
WO2003090844B1 (en) | Wave shaping for an implantable medical device | |
EP2964319B1 (en) | Electrical cochlear stimulation system | |
US20140081348A1 (en) | Low-frequency stimulation systems and methods | |
CN114733067B (en) | Non-implanted multi-target feedback type electric stimulator | |
Williams et al. | SenseBack-an implantable system for bidirectional neural interfacing | |
US11013919B2 (en) | Systems and methods for controlling brain activity | |
Shupe et al. | Neurochip3: An autonomous multichannel bidirectional brain-computer interface for closed-loop activity-dependent stimulation | |
CN105288849A (en) | Implanted type electrical nerve stimulation system with modulation mode | |
RU2458712C1 (en) | Apparatus for treating epilepsy | |
Zhou et al. | Wand: a 128-channel, closed-loop, wireless artifact-free neuromodulation device | |
CN110882486A (en) | Constant current type percutaneous nerve electrical stimulation circuit | |
Wang et al. | A novel biomimetic stimulator system for neural implant | |
CN105013080A (en) | Closed loop transcranial direct current stimulation device | |
CN103446673A (en) | Epilepsy treatment system | |
Lee et al. | Intelligent wireless EEG measurement system with electrical and optogenetic stimulation for epileptic seizure detection and suppression | |
Elyahoodayan et al. | A Closed-Loop Multi-Channel Asynchronous Neurostimulator to Mimic Neural Code for Cognitive Prosthesis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150608 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161010 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180608 |