UA53708C2 - Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції (варіанти) - Google Patents

Abstract

Винахід направлено на збільшення електричної провідності і скорочень за допомогою двофазного кардіостимулятора. Перша фаза стимуляції застосовується до м'язової тканини. Ця перша фаза стимуляції має попередньо визначену полярність, амплітуду і тривалість. Потім до м'язової тканини застосовується друга фаза стимуляції. Друга фаза також має попередньо визначену полярність, амплітуду і тривалість. Ці дві фази застосовуються послідовно. Всупереч прийнятій практиці, першою застосовується анодна стимуляція, після чого застосовується катодна стимуляція. Таким чином, провідність імпульсу через серцевий м'яз поліпшується разом із збільшенням скорочуваності. Спосіб може також використовуватись для стимуляції м'язових тканин, відмінних від серцевої м'язової тканини.

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується в цілому способів стимуляції м'язової тканини. Зокрема, цей винахід стосується 2 способу кардіостимуляції і стимулятора з двофазними формами хвиль, що приводять до поліпшення провідності і скорочуваності.

Функція серцево-судинної системи є важливою для життєдіяльності. Через кровообіг тканини тіла одержують необхідні живильні речовини і кисень, та виводять непотрібні речовини. За відсутності кровообігу клітини починають піддаватися необоротним змінам, що приводять до смерті. М'язові скорочення серця - рушійна сила 70 кровообігу.

У серцевому м'язі волокна зв'язані між собою в розгалужену мережу, яка поширюється через серце у всіх напрямках. Коли якась частина цієї мережі збуджена, хвиля деполяризації проходить до всіх її частин, і вся структура скорочується, як єдине ціле. Перш, ніж волокно м'яза може бути збуджене для стискання, його мембрана повинна бути поляризована. Волокно м'яза зазвичай залишається поляризованим, поки воно не 79 стимулюється деякою зміною в його оточенні. Мембрана може бути стимульована електрично, хімічно, механічно або за допомогою зміни температури. Мінімальна сила стимуляції, необхідна для того, щоб викликати скорочення, називається порогом подразнення. Максимальна амплітуда стимуляції, яка може прикладатись, не викликаючи при цьому скорочення, називається максимальною підпороговою амплітудою.

Коли мембрана стимулюється електрично, амплітуда імпульсу, необхідна для того, щоб викликати реакцію, залежить від множини чинників. По-перше, це тривалість протікання струму. Оскільки повний переміщений заряд дорівнює амплітуді струму на тривалість імпульсу, збільшена тривалість стимуляції пов'язана із зменшенням амплітуди порогового струму. По-друге, частина струму, що прикладається, який фактично перетинає мембрану, обернено пропорційна розміру електрода. По-третє, частина струму, що прикладається, який фактично перетинає мембрану, прямо пропорційна близькості електрода до тканини. По-четверте, амплітуда імпульсу, с необхідна для того, щоб викликати реакцію, залежить від часу стимуляції в межах циклу збудження. Ге)

Майже всюди в серці знаходяться пучки і волокна особливої тканини серцевого м'яза. Ця тканина містить провідну систему серця і служить для того, щоб ініціювати і розподіляти хвилі деполяризації по всьому міокарду. Будь-яке втручання або блокування провідності серцевого імпульсу можуть викликати аритмію або помітну зміну темпу чи ритму серця. со

Іноді пацієнту, який страждає на розлад провідності, можна допомогти електрокардіостимулятором. Такий ав пристрій містить малу батарею, що живить електричний стимулятор. Коли кардіостимулятор встановлений, електроди зазвичай протягнені крізь вени в правий шлуночок, або в праве передсердя і правий шлуночок, а - стимулятор встановлений під шкірою в плечі або в черевній порожнині. Дроти, що живлять, встановлені в со тісному контакті із серцевою тканиною. Кардіостимулятор передає ритмічні електричні імпульси серцю, і міокард відповідає, ритмічно стискаючись. Медичні пристрої для стимуляції серця, що імплантуються, добре відомі і о використовувалися для лікування людей приблизно з середини 1960 років.

Для стимуляції міокарда можуть використовуватися або катодний, або анодний струми. Однак, анодний струм, як вважають, не є клінічно корисним. Катодний струм містить електричні імпульси негативної полярності. «

Цей тип струму деполяризує мембрану клітини, розряджаючи мембранний конденсатор, і безпосередньо З зменшує потенціал мембрани до граничного рівня. Катодний струм, безпосередньо зменшуючи потенціал с спокою мембрани до порогового, має величину від половини до однієї третини нижнього порогового струму в

Із» останній діастолі порівняно з анодним струмом. Анодний струм містить електричні імпульси позитивної полярності. В результаті дії анодного струму відбувається гіперполяризація непорушної мембрани. Після різкого завершення анодного імпульсу мембранний потенціал повертається до рівня спокою, перерегулюється до порогового і відбувається реакція, що поширюється. Використанню анодного струму для стимуляції міокарда як і-й правило перешкоджає більш високий поріг стимуляції, що приводить до використання більш високого струму, оз призводячи до вичерпання батареї імплантованого пристрою і недовговічності. Крім того, використанню анодного струму для кардіостимуляції перешкоджають припущення, що анодний внесок у деполяризацію може, 7 особливо при більш високих напругах, робити внесок у породження аритмії. ав! 20 Фактично вся штучна кардіостимуляція здійснюється при використанні стимулюючих імпульсів негативної полярності, або у випадку біполярних систем, катод знаходиться ближче до міокарда, чим анод. Там, де со використовують анодний струм, він як правило виступає як заряд незначної величини, що використовується для розсіювання залишкового заряду на електроді. Він не справляє дії і не впливає на стан міокарда безпосередньо.

У патенті США номер 4,543,956 на ім'я Негесомісі розкрите використання анодного струму, однак він має 25 дуже малу величину і служить для розподілу залишкового заряду по електроду. Він не впливає на сам міокард.

ГФ) Форма хвилі відрізняється від використовуваної в дійсному винаході. Перша фаза тут є стимулюючою фазою великої амплітуди, а друга фаза меншу амплітуду. На противагу цьому в даному винаході використовується о перша фаза щодо невеликої амплітуди, для забезпечення підготовки серцевої тканини, і друга фаза більш високої амплітуди для забезпечення стимуляції. 60 У патенті США Мо4903700 розкрите використання хвилі трифазної форми. Однак тут не розкрита двофазна стимуляція, у якій перша фаза служить для попередньої підготовки міокарда. Також не передбачається використовувати двофазну стимуляцію при позитивної полярності першої фази, а також двофазну стимуляцію, коли амплітуда першої фази менше ніж амплітуда другої фази. Крім того, не описано застосування для кардіостимулювання двофазної стимуляції, коли амплітуда першої фази змінюється від базового значення до бо другого значення. Також не описано застосування для кардіостимулювання двофазної стимуляції, коли тривалість другої фази менше першої на 0,3 милісекунди, і амплітуда другої фази більше на 20 вольт. Нарешті, не описане застосування для кардіостимуляції двофазної стимуляції, коли перша фаза стимуляції включає серію стимулюючих імпульсів і серію періодів спокою.

Використання трифазної форми хвилі було розкрито в патентах США, номери 4,903,700 і 4,821,724 на ім'я

М/піднат та ін., і патенті США номер 4,343,312, на ім'я СаЇз та інші. Тут перша і третя фази самі по собі не мають ніякого відношення до міокарда, а запропоновані лише для того, щоб впливати безпосередньо на поверхню електрода. Таким чином, заряд, який використовується у цих фазах, має дуже низьку амплітуду.

Нарешті, двофазна стимуляція розкрита в патенті США номер 4,402,322, на ім'я Оиддап. Мета винаходу 7/0 полягає в тому, щоб здійснити подвоєння напруги без потреби у великому конденсаторі у вихідному колі. Фази описаної двофазної стимуляції мають однакову величину і тривалість.

Збільшену функцію міокарда одержано за допомогою двофазної стимуляції відповідно до цього винаходу.

Комбінація катодних і анодних імпульсів з метою або стимулювання, або покращення стана організму, зберігає поліпшену провідність і скорочуваність при використанні анодної стимуляції при виключенні недоліку у вигляді збільшеного порога подразнення. Результатом є хвиля деполяризації збільшеної швидкості поширення. Ця збільшена швидкість поширення приводить до чудового серцевого скорочення, що веде до поліпшення кровотоку. Покращена стимуляція при більш низькому рівні напруг також приводить до зниження споживання енергії та збільшеного терміна служби батарей кардіостимулятора.

Як і серцевий м'яз, поперечно-смугастий м'яз також може стимулюватись електрично, хімічно, механічно або 2о за допомогою зміни температури. Там, де волокно м'яза стимульоване мотонейроном, нейрон передає імпульс, який активізує усі волокна м'яза в межах його керування, тобто волокна м'яза в його руховій одиниці.

Деполяризація в одній області мембрани стимулює суміжні області, які теж деполяризуються, і хвиля деполяризації поширюється по мембрані в всіх напрямках від місця стимуляції. Таким чином, коли мотонейрон передає імпульс, усі волокна м'яза в його руховій одиниці стимульовані на одночасне стискання. Мінімальна сч об сила, потрібна для того, щоб викликати скорочення, називається порогом подразнення. Як тільки цей рівень стимуляції досягнутий, є впевненість, що збільшення рівня не буде збільшувати скорочення. Крім того, оскільки і) волокна м'яза в межах кожного м'яза організовані в рухові одиниці, і кожна рухова одиниця управляється окремим мотонейроном, усі волокна м'яза в руховій одиниці стимулюються одночасно. Однак, м'яз в цілому управляється багатьма різними руховими одиницями, що відповідають на різні пороги стимуляції. Таким чином, со

Зо Коли даний подразник прикладається до м'яза, одні рухові одиниці можуть відповісти, а інші - ні.

Комбінація катодних і анодних імпульсів відповідно до цього винаходу також забезпечує поліпшене м'язове о скорочення там, де електрична м'язова стимуляція прописана через невральне або м'язове ушкодження. Коли ї- нервові волокна були ушкоджені через травму або хворобу, волокна м'яза в областях, що живляться ушкодженим нервовим волокном, мають тенденцію піддаватися атрофії і відмиранню. М'яз, який не може і) зв тренуватись, може зменшуватися до половини його звичайного розміру за кілька місяців. Коли немає ніякої ю стимуляції, мало того, що волокна м'яза зменшуються в розмірі, але вони стають і фрагментованими, і вироджуються, та заміняються сполучною тканиною. За допомогою електростимуляції можна підтримувати м'язовий тонус таким, щоб після загоєння або регенерації нервового волокна, тканини м'яза залишилися б життєздатними. «

Коли тканина м'яза була ушкоджена через рану або хворобу, процесу відновлення можна допомогти в с електростимуляцією. Збільшене скорочення м'яза відбувається завдяки двофазній стимуляції відповідно до . цього винаходу. Комбінація катодних і анодних імпульсів для або стимулювання, або поліпшення стана організму а приводить до скорочення більшого числа рухових одиниць при більш низькому рівні напруги, наводячи до чудової м'язової реакції.

Найбільш близьким до пропонованого винаходу є спосіб двофазної електричної кардіостимуляції (Патент с США Мо4343312 МПК З АБ1М, від 10.08.1982р.|.

Тут розкрите використання тільки хвилі трифазної форми, і тільки застосування монофазної(негативної) о стимуляції. Відповідно до згаданого способу, перша і третя фази не призначені для впливу на міокард, а тільки -І впливають на стан поверхні самих електродів, щоб уникнути поляризації. Таким чином, заряд, використовуваний

У цих фазах, має дуже малу величину. о У основу пропонованого винаходу поставлено задачу створення такого способу двофазної електричної с кардіостимуляції, який би забезпечив поліпшену стимуляцію серцевої тканини, збільшення продуктивності серця через підвищене скорочення серця, що веде до більшого ударного об'єму; збільшення швидкості поширення імпульсу; подовження терміну служби батареї кардіостимулятора; одержання ефективної кардіостимуляції при більш низькому рівні напруг; виключити необхідність розміщення електричних підведень у тісному контакті з тканиною для забезпечення стимуляції тканини; забезпечив поліпшену стимуляцію м'язової тканини; забезпечив (Ф, скорочення більшого числа м'язових рухових одиниць при більш низькому рівні напруг. Поставлена задача ка вирішується, зокрема, за рахунок використання анодної компоненти стимуляції двофазної електростимуляції, що збільшує кардіальну скорочуваність, гіперполяризуючи тканину до збудження, що приводить до більш швидкої бо провідності імпульсу, більшому внутрішньоклітинному виділенню кальцію, і результуючому чудовому серцевому скороченню. Катодна компонента стимуляції пропонованого способу усуває недоліки анодної стимуляції, приводами до ефективної кардіостимуляції при більш низькому рівні напруг, ніж було б потрібно при лише анодній стимуляції. Це в свою чергу, збільшує термін служби батарейки кардіостимулятора і зменшує пошкодження тканини. Завдяки тому, що двофазна електростимуляція підводиться до серцевого резервуара 65 Крові, тобто крові, що входить у серце й оточує його, створюються умови для виконання кардіостимуляції без необхідності розміщення електричних підведень у тісному контакті із серцевої тканиною. Окрім того, за рахунок того, що у пропонованому винаході двофазну електростимуляцію застосовують до тканини поперечно-смугастого м'яза, комбінація анодної і катодної стимуляцій веде до скорочення більшої кількості м'язових рухових одиниць при більш низькому рівні напруг, приводячи до поліпшеної м'язової реакції.

Спосіб і пристрій для м'язової стимуляції відповідно до цього винаходу включають проведення двофазної стимуляції тканини м'яза, при цьому здійснюються і катодний, і анодний імпульси. Відповідно до одного з аспектів цього винаходу, ця стимуляція проводиться з міокардом, щоб підсилити функцію міокарда. Відповідно до іншого аспекту даного винаходу, ця стимуляція підводиться серцевому резервуару крові. Це дозволяє проводити кардіостимуляцію без необхідності розміщення електричних підведень у тісному контакті з тканиною /о Серця. Відповідно до подальшого аспекту цього винаходу, стимуляція проводиться для тканини поперечно-смугастого м'яза, щоб викликати м'язову реакцію.

Спосіб і пристрій даного винаходу включають першу і другу фази стимуляції при цьому кожна фаза стимуляції має полярність, амплітуду, форму і тривалість. У більш прийнятному варіанті виконання перша і друга фази мають відмінні полярності. У першому альтернативному варіанті виконання ці дві фази мають 7/5 Відмінні амплітуди. У другому альтернативному варіанті виконання ці дві фази мають відмінну тривалість. У третьому альтернативному варіанті виконання перша фаза виконана у формі переривної хвилі. У четвертому альтернативному варіанті виконання амплітуда першої фази змінюється в часі. У п'ятому альтернативному варіанті виконання перша фаза проводиться більш ніж через 200 мілісекунд після биття серця; тобто, більше, ніж 200 мілісекунд після завершення серцевого циклу биття/накачування. У більш прийнятному альтернативному 2о варіанті виконання перша фаза стимуляції являє собою анодний імпульс максимальною підпороговою амплітудою великої тривалості, а друга фаза стимуляції - катодний імпульс малої тривалості і високої амплітуди. Відзначено, що вищезгадані альтернативні варіанти виконання можуть бути скомбіновані у різний спосіб. Також слід зазначити, що ці альтернативні варіанти виконання наведені в якості прикладів і не обмежують рамки винаходу. с

Електроніка кардіостимулятора, необхідна для застосування на практиці способу цього винаходу, добре відома з рівня техніки. Наявна електроніка кардіостимулятора може бути запрограмована для видачі різновидів і) імпульсів, включаючи описані.

Фіг.1 - схематичне зображення випереджувальної анодної двофазної стимуляції.

Фіг.2 - схематичне подання випереджувальної катодної двофазної стимуляції. со зо Фіг.3 - схематичне зображення випереджувальної анодної стимуляції, низького рівня і великої тривалості, що супроводжується звичайною катодною стимуляцією. о

Фіг.4 - схематичне подання випереджувальної анодної стимуляції, змінної у часі, низького рівня і великої М тривалості, що супроводжується звичайною катодною стимуляцією.

Фіг.5 - схематичне зображення випереджувальної анодної стимуляції, низького рівня і малої тривалості, що ме) з5 проводиться серією, із подальшою звичайною катодною стимуляцією. ю

Фігб зображує залежність швидкості провідності поперек волокон від тривалості стимуляції, що відбувається від випереджувального анодного двофазного імпульсу.

Фіг.7 зображує залежність швидкості провідності паралельно волокну від тривалості стимуляції, що відбувається від випереджувального анодного двофазного імпульсу. «

Опис винаходу з с Цей винахід стосується двофазної електростимуляції м'язової тканини. Фіг.1 демонструє двофазну . електростимуляцію, у котрої перша фаза стимуляції, що включає анодний збудник 102, проводиться з и?» амплітудою 104 і тривалістю 106. За першою фазою стимуляції одразу йде друга фаза, що включає катодну стимуляцію 108 рівної інтенсивності і тривалості.

Фіг.2 зображує двофазну електростимуляцію, в якій перша фаза стимуляції, що включає катодну стимуляцію с 202 проводиться з амплітудою 204 і тривалістю 206. За першою фазою стимуляції негайно йде друга фаза стимуляції, що включає анодну стимуляцію 208, рівної інтенсивності і тривалості. о Фіг.3 представляє більш прийнятний варіант виконання цього винаходу, у якому перша фаза стимуляції -І включає низький рівень, велику тривалість анодної стимуляції 302, і проводиться з амплітудою 304 і тривалістю 306. За цією першою фазою стимуляції одразу йде друга фаза стимуляції, яка включає катодну стимуляцію 308 о звичайної інтенсивності і тривалості. У альтернативному варіанті виконання винаходу анодна стимуляція 302 с проходить при максимальній підпороговій амплітуді. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу анодна стимуляція 302 становить менше, ніж три вольти. У наступному альтернативному варіанті виконання винаходу, анодна стимуляція 302 має тривалість приблизно від двох до восьми мілісекунд. У наступному ов альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція З0О8 має малу тривалість. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу катодна стимуляція 308 становить приблизно від 0,3 до 0,8

Ф) мілісекунд. У наступному альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 308 має високу ка амплітуду. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 308 знаходиться в приблизному діапазоні від трьох до двадцяти вольт. У наступному альтернативному варіанті виконання даного бо винаходу катодна стимуляція 308 має тривалість менше, ніж 0,3 мілісекунди і напругу більше, ніж двадцять вольт. В іншому альтернативному варіанті виконання анодна стимуляція 302 проводиться більше ніж через 200 мілісекунд після биття серця. Таким чином, максимальний потенціал мембрани без активації досягається в першій фазі стимуляції, як показано наведеними варіантами виконання, а також очевидними можливими змінами і доповненнями. 65 Фіг.А4 демонструє альтернативний більш прийнятний варіант втілення цього винаходу, в якому перша фаза стимуляції що включає анодну стимуляцію 402 проводиться протягом періоду 404 із зростаючим рівнем інтенсивності 406. Нахил зростаючого рівня інтенсивності 406, може бути лінійним або нелінійним, нахил може змінюватися. За цією анодною стимуляцією негайно йде друга фаза стимуляції, що включає катодну стимуляцію 408 звичайної інтенсивності і тривалості. В альтернативному варіанті виконання винаходу анодна стимуляція 402 підвищується до максимальної підпорогової амплітуди. Ще в одному альтернативному варіанті виконання винаходу анодна стимуляція 402 підвищується до максимальної амплітуди, яка становить менше трьох вольт. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу анодна стимуляція 402 має тривалість приблизно від двох до восьми мілісекунд. У наступному альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 408 має малу тривалість. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 408 становить 70 приблизно від 0,3 до 0,8 мілісекунд. Ще в одному альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 408 має високу амплітуду. У наступному альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 408 знаходиться в приблизному діапазоні від трьох до двадцяти вольт. В іншому альтернативному варіанті виконання даного винаходу катодна стимуляція 408 має тривалість меншу, ніж 0,3 мілісекунди і проводиться при напрузі більше, ніж двадцять вольт. У наступному альтернативному варіанті виконання анодна 7/5 бтимуляція 402 проводиться більш ніж через 200 мілісекунд після биття серця. Таким чином, максимальний потенціал мембрани без активації досягається в першій фазі стимуляції, як показано поданими варіантами виконання, а також очевидними можливими змінами і доповненнями.

Фіг.5 представляє двофазну електростимуляцію, при якій перша фаза стимуляції, що включає серію 502 анодних імпульсів, проводиться при амплітуді 504. У однім варіанті виконання період спокою 506 має однакову 2о тривалість із періодом стимуляції 508, і проводиться при нульовій амплітуді. В альтернативному варіанті виконання період спокою 506 має тривалість, що відрізняється від періоду стимуляції 508, і проводиться при нульовій амплітуді. Період спокою 506 має місце після кожного періоду стимуляції 508 за винятком того, що друга фаза стимуляції, яка включає катодну стимуляцію 510 звичайної інтенсивності і тривалості, негайно йде за завершенням серії 502. У альтернативному варіанті виконання винаходу повний заряд, переміщений за серію сч ов 202 анодної стимуляції, має максимальний підпороговий рівень. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу перший імпульс стимуляції серії 502 проводиться більш ніж через 200 мілісекунд після биття серця. У і) іншому альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 510 має малу тривалість. А в іншому альтернативному варіанті виконання винаходу катодна стимуляція 510 становить приблизно від 0,3 до 0,8 мілісекунд. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу катодна стимуляція 510 має високу со зо амплітуду. А в іншому альтернативному варіанті виконання винаходу, катодна стимуляція 510 знаходиться в приблизному діапазоні від трьох до двадцяти вольт. В іншому альтернативному варіанті виконання винаходу о катодна стимуляція 510 має тривалість менше ніж 0,3 мілісекунди і проводиться при напрузі більш ніж двадцять М вольт.

Приклад 1 і)

Характеристики стимуляції і поширення міокарда вивчалися на ізольованих серцях із використанням ю імпульсів різних полярностей і фаз. Експерименти проводились на п'ятьох ізольованих, препарованих за

Лангендорфом серцях кроликів. Швидкість провідності на епікарді вимірювалась з використанням ряду біполярних електродів. Виміри були проведені між шістьма міліметрами і дев'ятьма міліметрами від місця стимуляції. Трансмембранний потенціал вимірювали, використовуючи плаваючий внутрішньоклітинний « мікроелектрод. Досліджували такі протоколи: однофазний катодний імпульс, однофазний анодний імпульс, ств) с випереджувальний катодний двофазний імпульс і випереджувальний анодний двофазний імпульс.

Таблиця 1 наводить значення швидкості провідності поперек напрямку волокон для кожного проведеного ;» протоколу стимуляції із стимуляціями при трьох, чотирьох і п'ятьох вольтах і тривалістю імпульсів дві мілісекунди. сл нн о - нн о со , , ,

Таблиця 2 подає значення швидкості провідності уздовж напрямку волокон для кожного проведеного (Ф) протоколу стимуляції із стимуляціями при трьох, чотирьох і п'ятьох вольтах та тривалістю імпульсів дві

ГІ мілісекунди. 7 нн нн мм 65 Анодний однофазний)/48,1 ж 1,2см/с|51,8 ж 0О,Бсм/с|54,9 ж 0,7см/с

Відмінності у швидкостях провідності між катодним однофазним, анодним однофазним, випереджувальним 9 катодним двофазним і випереджувальним анодним двофазним виявились значними(р «х 0,001). З вимірів трансмембранного потенціалу, був знайдений максимум((аМ/4Юмакс) потенціалу дії що добре корелює із змінами швидкості провідності в поздовжньому напрямку. Для імпульсу в чотири вольти при тривалості в дві мілісекунди, (ам/аЮмакс був 63,5 з 2,4В/с для катодного і 75,5 ж 5,6В/с для анодного імпульсів.

Приклад 2 то Вплив різних протоколів стимуляції на кардіальну електрофізіологію було проаналізовано, використовуючи препаровані за Лангендорфом ізольовані серця кроликів. Стимуляція застосовувалася до серця при постійному прямокутному імпульсі напруги. Досліджували такі протоколи: однофазний анодний імпульс, однофазний катодний імпульс, випереджувальний анодний двофазний імпульс і випереджувальний катодний двофазний імпульс. Застосовувана напруга збільшувалася з кроком в один вольт від одного до п'яти вольт, як для анодної, так і для катодної стимуляції. Тривалість збільшувалася з кроком у дві мілісекунди від двох до десяти мілісекунд. Вимірювали швидкості провідності епікарда вздовж і поперек напрямку волокна лівого шлуночка на відстані від трьох до шести міліметрів від вільної лівої стінки шлуночка. Креслення б і 7 зображують залежність тривалості імпульсу стимуляції і протоколу проведеної стимуляції від швидкості провідності.

На Фіг.б показані швидкості, виміряні між трьома міліметрами і шістьма міліметрами, поперек напрямку волокон. У цій області катодна однофазна стимуляція 602 демонструє найповільнішу швидкість провідності для кожної тестованої тривалості імпульсу стимуляції За нею йде анодна однофазна стимуляція 604 і випереджувальна катодна двофазна стимуляція 606. Найбільша швидкість провідності показана для випереджувальної анодної двофазної стимуляції 608. сч ре На Фіг.7 показані швидкості, виміряні між трьома міліметрами і шістьма міліметрами, паралельно напрямку волокон. У цій області катодна однофазна стимуляція 702 показує найповільнішу швидкість провідності для (о) кожної тестованої тривалості імпульсу стимуляції. Результати по швидкостях анодної однофазної стимуляції 704 і випереджувальної катодної двофазної стимуляції 706 подібні результатам для анодної однофазної стимуляції, що показує дещо вищі швидкості. Найбільша швидкість провідності показана для випереджувальної анодної со 20 двофазної стимуляції 708.

В одному аспекті винаходу, електростимуляція здійснюється для серцевого м'яза. Анодна компонента | «в) стимуляції двофазної електростимуляції збільшує кардіальну скорочуваність, гіперполяризуючи тканину до М збудження, що приводить до більш швидкої провідності імпульсу, більшому внутрішньоклітинному виділенню кальцію, і результуючому чудовому серцевому скороченню. Катодна компонента стимуляції усуває недоліки (зе) з анодної стимуляції, приводячи до ефективної кардіостимуляції при більш низькому рівні напруг, ніж було б ою потрібно при лише анодній стимуляції. Це в свою чергу, збільшує термін служби батарейки кардіостимулятора і зменшує пошкодження тканини.

В другому аспекті винаходу, двофазна електростимуляція підводиться до серцевого резервуара крові, тобто крові, що входить у серце й оточує його. Це дозволяє проводити кардіостимуляцію без необхідності розміщення « 20 електричних підведень у тісному контакті із серцевої тканиною. -в

У третьому аспекті винаходу двофазна електростимуляція застосовується до тканини поперечно-смугастого с м'яза. Комбінація анодної і катодної стимуляцій веде до скорочення більшої кількості м'язових рухових одиниць :з» при більш низькому рівні напруг, приводячи до поліпшеної м'язової реакції.

Описана концепція винаходу зрозуміла фахівцям, і подальше детальне викладення служить лише для ілюстрації. У рамках даного винаходу можливі різні зміни і доповнення, очевидні для фахівців у цій галузі сл що техніки. Описана тут техніка створення імпульсів стимуляції знаходяться цілком у межах спроможностей існуючої електроніки кардіостимуляторів при задаванні відповідної програми. У відповідності з вищесказаним винахід (95) обмежується лише поданими нижче пунктами формули і їх еквівалентами. -І о 50

Claims (23)

Формула винаходу ІЧ е) . . . . я. .

1. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції, який відрізняється тим, що включає задання першої фази стимуляції полярністю першої фази, амплітудою першої фази, формою першої фази і тривалістю першої фази для попереднього підготування міокарда, після чого проводять наступну стимуляцію; задання другої фази 59 стимуляції полярністю, протилежною полярності першої фази, амплітудою другої фази, яка є більшою за ГФ) абсолютним значенням, ніж амплітуда першої фази, формою другої фази і тривалістю другої фази; і 7 застосування першої фази стимуляції і другої фази стимуляції послідовно до серцевої тканини.

2. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що полярність першої фази позитивна. бо

3. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що амплітуда першої фази змінюється від базового значення до наступного значення.

4. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що перша фаза стимуляції додатково включає серію стимулюючих імпульсів попередньо визначеної амплітуди, полярності і тривалості.

5. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 4, який відрізняється тим, що перша фаза стимуляції бо додатково включає серію періодів спокою.

6. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 5, який відрізняється тим, що застосування першої фази стимуляції додатково включає використання періоду спокою нульової амплітуди після, принаймні, одного імпульсу стимулювання.

7. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. б, який відрізняється тим, що період спокою має тривалість, яка дорівнює тривалості імпульсу стимулювання.

8. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що амплітуда першої фази являє собою максимальну підпорогову амплітуду.

9. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 8, який відрізняється тим, що максимальна 70 підпорогова амплітуда становить приблизно від 0,5 до 3,5 вольт.

10. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що тривалість першої фази, принаймні така сама, як і тривалість другої фази.

11. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що тривалість першої фази становить приблизно від однієї до дев'яти мілісекунд.

12. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що тривалість другої фази становить приблизно від 0,2 до 0,9 мілісекунд.

13. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що амплітуда другої фази становить приблизно від двох вольт до двадцяти вольт.

14. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що тривалість другої фази становить менше, ніж 0,3 мілісекунди, а амплітуда другої фази більша від 20 вольт.

15. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. З, який відрізняється тим, що наступне значення становить максимальну підпорогову амплітуду.

16. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 15, який відрізняється тим, що максимальна підпорогова амплітуда становить приблизно від 0,5 до 3,5 вольт. сч

17. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. З, який відрізняється тим, що тривалість першої фази, принаймні, така сама, як і тривалість другої фази. і)

18. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. З, який відрізняється тим, що тривалість першої фази становить приблизно від однієї до дев'яти мілісекунд.

19. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. З, який відрізняється тим, що тривалість другої со зо фази становить приблизно від 0,2 до 0,9 мілісекунд.

20. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 3, який відрізняється тим, що амплітуда другої фази о становить приблизно від двох вольт до двадцяти вольт. ї-

21. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. З, який відрізняється тим, що тривалість другої фази становить менше 0,3 мілісекунди, а амплітуда другої фази більша від 20 вольт. і)

22. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції за п. 1, який відрізняється тим, що перша фаза стимуляції ю ініціюється більше, ніж через 200 мілісекунд після завершення циклу серцебиття.

23. Спосіб двофазної електричної кардіостимуляції, який відрізняється тим, що включає застосування першої фази стимуляції для попереднього підготування міокарда, причому перша фаза стимуляції має позитивну полярність; амплітуду першої фази; форму першої фази; і тривалість першої фази, при цьому зазначена « амплітуда першої фази становить приблизно від 0,5 до 3,5 Вольт, тривалість першої фази становить приблизно пт») с від однієї до дев'яти мілісекунд, Ї перша фаза стимуляції ініціюється більш, ніж через 200 мілісекунд після . завершення циклу серцебиття; застосування другої фази стимуляції, причому друга фаза стимуляції має и?» негативну полярність; амплітуду другої фази; форму другої фази; і тривалість другої фази, причому амплітуда зазначеної другої фази встановлюють приблизно від чотирьох Вольт до двадцяти Вольт, і тривалість другої фази встановлюють приблизно від 0,2 до 0,9 мілісекунд; та послідовне застосування першої фази стимуляції і с другої фази для стимуляції серцевої тканини. (95) -І о 50 ІЧ е) Ф) іме) 60 б5