TR2021008502A2 - Otomati̇k eeg geçi̇ş anahtarli elektri̇ksel sti̇mülatör si̇stemi̇ - Google Patents

Abstract

Bu buluş, deneklere yerleştirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlarla deneysel uyarımların ya da insanlarda non-invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarımlarının ve EEG ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen uyarımın güvenlik sınırları içerisinde bulunduğunun kontrol edilmesini ve uyarım verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapılmaya devam edilmesini sağlayan bir sistem (1) ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME OTOMATIK EEG GEÇIS ANAHTARLI ELEKTRIKSEL STIMÜLATÖR Teknik Alan Bu bulus, deneklere yerlestirilen invazif velveya non-invazif elektrotlarla deneysel uyarimlarin ya da insanlarda non-invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarimlarinin ve EEG (elektroensefalografil ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen uyarimin güvenlik sinirlari içerisinde bulundugunun kontrol edilmesini ve uyarim verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapilmaya devam edilmesini saglayan bir sistem ile ilgilidir. Önceki Teknik Deneklerde ve insanlarda elektromanyetik stimülasyon ile beyin fonksiyonlarinin degistirilmesi, nörolojik nöbetlerin tetiklenerek gözlemlenmesi ve istenmeyen nörolojik aktivitelerin baskilanmasi saglanmaktadir. Deneklere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlara uygulanan, belirli zaman araliklarinda tekrarlanan ve artan uyarilar, elektrofizyolojik olarak art-desarjlarin büyümesine, yayginlasmasina ve interiktal keskin desarjlarin ortaya çikmasina yol açarken, davranissal olarak da kindiing epilepsi nöbetlerinin gelismesine ve gözlemlenebilmesine neden olmaktadir. Insanlarda non-invazif elektrotlara uygulanan, elektrofizyolojik aktiviteyi düzenleyerek nöromodülasyon saglayan uyarimlarin hastanin elektrofizyolojik stabilizasyonunUn saglanmasi ve önlenmesi istenen nörolojik sorunun baskilanmasi için kalibrasyon ile hastaya tam olarak uygun hale getirilmesi gerekmektedir.

Deneklere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlara uygulanan uyarimlarin ve insanlara non-invazif elektrotlarla uygulanan uyarimlarin istenen elektrofizyoloiik etkileri yaratmasi için uyarimlarin kisa atma genislikli ve yüksek gerilimli atmalar olarak uygulanmasi gerekmektedir. Gönderilen uyarimlarin atma genisliginin tahmin edilemeyen bir sebepten istenen süreden uzun olmasi, uyarim verilen denegin veya insanin beyin dokusunda ya da uyarim gönderen baglantilara temas ederek uyarimin bozulmasina sebep olan arastiricinin vücudunda geçici velveya kalici hasara neden olabilmektedir.

Deneklerde kindling epilepsi nöbetlerini tetikleyen elektriksel uyarilarin denege verilmesinden sonra ya da insanlarda nöromodülasyon uyarimlarinin kalibrasyonu sirasinda yapilan degisikliklerden sonra zaman kaybetmeden gerçek zamanli elektrofizyolojik ölçümler alinabilmesi ve dogru elektrofizyolojik degerlendirmeler yapilabilmesi açisindan EEG kaydinin en az zaman kaybiyla alinmasi gerekmekte, ancak hali hazirda var olan sistemlerde arastiricinin manuel olarak stimülatör ve EEG cihazi arasinda kablo degistirmesi gerekmektedir. Bu baglanti geçisi manuel yapildiginda önemli elektrofizyolojik verilerin kaybina yol açacak süre kaybi olusmakta ve ortaya çikan art-desarj kaydinda bozulmalar olmaktadir.

Mevcut teknikteki elektrofizyolojik stimülatör sistemlerinin eksiklikleri düsünüldügünde teknigin bilinen durumunda deneklere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlarla deneysel uyarimlarin ya da insanlarda i'lOI'l- invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarimlarinin ve EEG ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen Uyarimin güvenlik sinirlari içerisinde bulundugunun kontrol edilmesini ve uyarim verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapilmaya devam edilmesini saglayan bir sisteme ihtiyaç duyuldugu görülmektedir.

Teknigin bilinen durumunda yer alan USlO780268 Sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda, elektrofizyolojik test ve tedavi süreçlerinde kullanilmak üzere transkraniyai elektrotlardan uyarim verilmesini ve ölçüm yapilmasini saglayan bir sistemden bahsedilmektedir. Söz konusu sistem transkraniyal elektrotlarin bir anahtarlama devresiyle EEG oihazina ve stimülatör cihazina baglanmasini ve uyarim ve ölçüm islemlerinin önceden programlanan uyarim setindeki komutlara göre gerçeklestirilmesini saglamaktadir.

BUIUSUI] Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, denek lere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlarla deneysel Uyarimlarm ya da insanlarda non-invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarimlarinin ve EEG ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen uyarimin güvenlik Sinirlari içerisinde bulundugunun kontrol edilmesini ve uyarim verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapilmaya devam edilmesini saglayan bir Sistem gerçeklestirmektir.

Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen “Otomatik EEG Geçis Anahtarli Elektriksel Stimülatör Sistemi” ekli sekilde gösterilmis olup, bu sekil; Sekil-1 Bulus konusu cihazin sematik blok diyagramidir.

Sekilde yer alan parçalar tek tek numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir.

Sistem Stimülatör Kontrollü enerji kaynagi Anahtarlama birimi EC: EEG Cihazi Deneklere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlarla deneysel uyarimlarin ya da insanlarda non-invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarimlarinin ve EEG ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen uyarimin güvenlik Sinirlari içerisinde bulundugunun kontrol edilmesini ve uyarim verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapilmaya devam edilmesini saglayan bUiUS konusu sistem (1); - toplam Uyarim süresini, Uyarim atma genisligini, uyarim frekansini, uyarim akimini, monofazik ya da bifazik olmak üzere uyarim türünü ve ölçüm zamanlamasini Içeren uyarim semasini geçici ve/veya kalici olarak kaydetmek, uyarim atmalarini olusturarak elektrotlara Iletmek, Iletim ve ölçüm arasinda geçis komutlarini olusturmak üzere yapilandirilan bir stimülatör (2), - gönderilen uyarim atma genligiiii ve gerilimini kontrol etmek ve güvenli çalisma gerilimi saglamak üzere yapilandirilan kontrollü enerji kaynagi (3] - stimülatöre (2), EEG cihazina (EC) ve elektrotlara baglanmak, uyarim semasindaki iletim ve ölçüm arasindaki geçis komutlarina göre elektrotlari stimülatöre (2) ya da EEG cihazina (EC) otomatik olarak baglamak üzere yapilandirilan anahtarlama birimi (4) içermektedir.

Bulus konusu sistem (1) içerisinde yer alan stimülatör (2), toplam Uyarim süresini, Uyarim atma genisligini, uyarim frekansini, uyarim akimini, monofazik ya da bifazik olmak üzere uyarim türünü ve ölçüm zamanlamasmi Içeren uyarim semasini geçici ve/veya kalici olarak kaydetmek, uyarim atmalarini OlUsturarak elektrotlara iletmek, iletim ve ölçüm arasinda geçis komutlarini OIUSturmak üzere yapilandirilmaktadir.

Bulus konusu sistem (1) içerisinde yer alan kontrollü enerji kaynagi (3l, gönderilen uyarim atma genligini ve gerilimini kontrol etmek ve güvenli çalisma gerilimi saglamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda kontrollü enerji kaynagi (3), gönderilen uyarim atma genligi önceden belirlenen genlik sinirini geçtiginde Stimülatöre (2) beslenen gerilimi düsürerek denek, insan ve arastirmaci güvenligini saglamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda kontrollü enerji kaynagi (3), gönderilen uyarim atma genligini ve gerilimini kullanarak aktarilan enerji miktarini takip etmek üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda kontrollü enerji kaynagi (3), Uyarim genisliginden Ve uyarim frekansindan bagimsiz olarak dokuya birim zamanda aktarilan enerji miktarini önceden belirlenen enerji sinirinin altinda tutmak üzere Stimülatöre (2) beslenen gerilimi düsürmek üzere yapilandirilmaktadir.

Bulus konusu sistem (1) içerisinde yer alan anahtarlama birimi (4), Stimülatöre (2), EEG cihazina (EC) ve elektrotlara baglanmak, uyarim semasindaki iletim ve ölçüm arasindaki geçis komutlarina göre elektrotlari Stimülatöre (2) ya da EEG cihazina (EC) otomatik olarak baglamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda anahtarlama birimi (4), uyarim semasinin uygulanmasindan önce stimülatörün (2) kalibre edilmesi için stimülatörü (2) referans dirençlerine baglamak ve deneme uyarimi verilmesini saglamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda anahtarlama birimi (4), Uyarim semasinda belirlenen uyarimlari göndermek üzere stimülatörü (2) elektrotlara baglamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda anahtarlama birimi (4), Uyarim semasinda belirlenen ölçüm zamanlamasina göre EEG cihazini (EC) elektrotlara baglamak üzere yapilandirilmaktadir.

Bulusun Sanayiye Uygulamasi BUIUS konusu sistemde (1), elektrotlar ve EEG cihazi (EC) baglanarak çalistirildiginda anahtarlama birimi (4) temel baglanti semasi olarak elektrotlari EEG cihazina (EC) baglayarak denekten veya insandan ön elektrofizyolojik okuma alinmasini saglamaktadir. Ön elektrofizyolojik okumanin ardindan arastirmaci tarafindan belirlenen toplam Uyarim süresini, Uyarim atma genisligini, uyarim frekansini, uyarim akimini, monofazik ya da bifazik Olmak üzere uyarim türünü ve ölçüm zamanlamasini Içeren uyarim semasi olusturularak Stimülatöre (2) geçici velveya kalici olarak kaydedilmektedir. Uyarim semasi belirlendiginde anahtarlama birimi (4) stimülatörün (2) referans dirençlerine baglanarak deneme uyarimi ile kalibre edilmesini saglamakta ve elektrotlari EEG cihazindan (EC) ayirarak stimülatörü (2l uyarima baslanmasi için elektrotlara baglamaktadir.

Uyarim semasi uyarinca gerçeklestirilen uyarimda kontrollü enerji kaynagi (3j, gönderilen uyarim atma genligini ve gerilimini kontrol etmekte. istenmeyen atma geriligi ve/veya gerilimi gözlendiginde Uyarim genisliginden Ve uyarim frekansindan bagimsiz olarak dokuya birim zamanda aktarilan enerji miktarini önceden belirlenen enerji sinirinin altinda tutmak üzere stimülatöre (2) beslenen gerilimi düsürmektedir. Uyarim semasinda belirlenen ölçüm zamanlamasina göre anahtarlama birimi (4] elektrotlari stimülatörden (2) ayirarak EEG cihazina (EC) baglamakta ve tekrar elektrofizyolojik okuma alinabilmesi saglanmaktadir.

Bulus konusu sistem (1), stimülatör (2) sayesinde denek, insan ve arastirmaci güvenligini en yüksek seviyede koruyarak elektrofizyolojik uyarimlarin verilmesini, kontrollü enerji kaynagi (3) sayesinde istenmeyen uyarim hatalarinda denek, insan veya arastirmacinin maruz kalabilecegi maksimum gücün sinirlanmaSini, anahtarlama birimi (4) sayesinde deneklere veya insanlara verilen uyarimlardan sonra EEG cihazinin (EC) elektrotlara otomatik olarak baglanmasini ve zaman kaybetmeden elektrofizyolojik ölçümlerin alinmasini saglamaktadir.

Bu temel kavramlar etrafinda, bulus konusu “Otomatik EEG Geçis Anahtarli Elektriksel Stimülatör Sistemi (1)” ile ilgili çok çesitli uygulamalarin gelistirilmesi mümkün olup, bulus burada açiklanan örneklerle sinirlandirilamaz, esas olarak istemlerde belirtildigi gibidir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Deneklere yerlestirilen invazif ve/veya non-invazif elektrotlarla deneysel uyarimlarin ya da insanlarda non-invazif elektrotlarla nöromodülasyon uyarimlarinin ve EEG Ölçümlerinin bir arada yürütülmesini, verilen uyarimin güvenlik sinirlari içerisinde bulundugunun kontrol edilmesini ve uyarim verildikten sonra en az gecikmeyle EEG ölçümü yapilmaya devam edilmesini saglayan; - Uyarim atma genisligini ve gerilimini ve ölçüm zamanlamasini içeren uyarim semasini geçici ve/veya kalici olarak kaydetmek, uyarim atmalarini olusturarak elektrotlara iletmek, iletim ve ölçüm arasinda geçis komutlarini OIUSturmak üzere yapilandirilan bir stimülatör (2) içeren, - gönderilen uyarim atma genligini ve gerilimini kontrol etmek ve güvenli çalisma gerilimi saglamak üzere yapilandirilan kontrollü enerji kaynagi (3) ve - Stimülatöre (2), EEG cihazina (EC) ve elektrotlara baglanmak, uyarim semasindaki iletim ve ölçüm arasindaki geçis komutlarina göre elektrotlari stimülatöre (2) ya da EEG cihazina (EC) otomatik olarak baglamak üzere yapilandirilan anahtarlama birimi (4] ile karakterize edilen bulus konusu sistem (1 l. Gönderilen uyarim atma genligi önceden belirlenen genlik sinirini geçtiginde Stimülatöre (2) beslenen gerilimi düsürerek denek, insan ve arastirmaci güvenligini saglamak üzere yapilandirilan kontrollü enerji kaynagi (3) ile karakterize edilen Istem 1°deki gibi bir sistem (ll. Gönderilen uyarim atma genligini ve gerilimini kullanarak aktarilan enerji miktarini takip etmek üzere yapilandirilan kontrollü enerji kaynagi (3) ile karakterize edilen Istem 1 veya 2°deki gibi bir sistem (1). . Uyarim genisliginden Ve uyarim frekansindan bagimsiz olarak dokuya birim zamanda aktarilan enerji miktarini önceden belirlenen enerji sinirinin altinda tutmak üzere stimülatöre (2) beslenen gerilimi düsürmek üzere yapilandirilan kontrollü enerji kaynagi (3) ile karakterize edilen Istem 3”teki gibi bir sistem (ll. . Uyarim semasmin uygulanmasmdan önce stimülatörün (2) kalibre edilmesi için stimülatörü (2) referans dirençlerine baglamak ve deneme uyarimi verilmesini saglamak üzere yapilandirilan anahtarlama birimi (4) ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir . Uyarim semasinda belirlenen uyarimlari göndermek üzere stimülatörü (2) elektrotlara baglamak üzere yapilandirilan anahtarlama birimi (4) ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir . Uyarim semasinda belirlenen ölçüm zamanlamasina göre EEG cihazini (ECl elektrotlara baglamak üzere yapilandirilan anahtarlama birimi (4) ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir