WO2023038539A1 - Неинвазивная электроидная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения - Google Patents

Неинвазивная электроидная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения Download PDF

Info

Publication number
WO2023038539A1
WO2023038539A1 PCT/RU2021/000385 RU2021000385W WO2023038539A1 WO 2023038539 A1 WO2023038539 A1 WO 2023038539A1 RU 2021000385 W RU2021000385 W RU 2021000385W WO 2023038539 A1 WO2023038539 A1 WO 2023038539A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patient
spinal cord
electrode
matrix
electrodes
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000385
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Петрович ГЕРАСИМЕНКО
Татьяна Ромульевна МОШОНКИНА
Александр Алексеевич ГРИШИН
Максим Юрьевич ГЛАДИЛОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Косима" (ООО "Косима")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2021126350A external-priority patent/RU2778009C1/ru
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Косима" (ООО "Косима") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Косима" (ООО "Косима")
Publication of WO2023038539A1 publication Critical patent/WO2023038539A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation

Definitions

  • the invention relates to the field of medicine, in particular to neurophysiology, and can be used in neurology, traumatology and orthopedics in the rehabilitation of patients after diseases and/or traumatic injuries of the brain and/or spinal cord, resulting in impaired walking function.
  • the invention can also be used for the treatment of pathology of the organs of the respiratory system, the cardiovascular system and the therapy of the functions of other internal organs of a person.
  • the method includes simultaneous continuous stimulation of the spinal cord at least at the level of the T11-T12 vertebrae and rhythmic stimulation of the spinal cord roots at the level of the T11 and L1 vertebrae, in which the level of stimulation and stimulation lateralization depends on the phase and speed of movement of the unaffected upper and/or lower limb.
  • the inclusion of rhythmic stimulation of the roots of the spinal cord is carried out due to the movement of the unaffected upper and/or lower limb.
  • Non-invasive electrical stimulation of spinal cord regions is also used in patients with disorders of the musculoskeletal system as part of the use of an active exoskeleton (RU2016144450 A).
  • skin electrical stimulation is carried out in the region of the thoracic vertebrae T11, T12, depending on a certain phase of the movement of the active exoskeleton.
  • the existing level of technology uses cutaneous electrical stimulation in the process of breathing control in patients with acute respiratory failure in diseases of viral or bacterial origin (RU2750236 C1). Electrical stimulation is used to activate the intercostal muscles, diaphragm, abdominal muscles by stimulating the roots of the spinal cord and segments of the thoracic spinal cord with different impulse parameters for each type of muscle.
  • the methods listed above and other known methods of transcutaneous electrical stimulations allow you to act on the spinal cord in several segments at the same time.
  • independent electrodes or electrode systems are used.
  • a matrix is used in the form of electrodes placed on an elastic electrically neutral base in three columns and forming horizontal rows of each 3 elements.
  • the horizontal rows of electrodes can move and be fixed in the longitudinal direction.
  • the electrodes are made in the form of soft cups, which are filled with conductive electrode gel.
  • the electrodes are attached to the elastic base substrate by a springy rigid base, through which an electrical conductor is passed, connected to the electric stimulus shaper.
  • the array of electrodes is placed on the skin over the patient's spine so that the central electrodes in triplets are located between the spinous processes above the spinal cord, and the extreme electrodes are symmetrically to the right and left of the central line of the spine above the roots of the spinal cord.
  • the matrix can be placed over the lumbar enlargement of the spinal cord, where the leg control center is located, or over the cervical enlargement of the spinal cord, where the control center of the hand movements is located and which is associated with the underlying lumbar enlargement.
  • the design of such a matrix has several disadvantages. Firstly, the design of the electrodes themselves leads to their rapid wear and tear. Secondly, the rigid base of the electrode does not allow repeating the individual features of the shape of the human back. This is very inconvenient, as the matrix has to be tightly tied to the patient's torso, which limits the patient's movements during rehabilitation sessions and leaves deep marks on the back from the edges of the matrix.
  • the aim of the present invention is to overcome the above disadvantages and provide a flexible and multifunctional electrode array that can be used in various electrical spinal cord stimulation applications that require multisegmental stimulation of the spinal cord.
  • the technical result achieved in the implementation of the invention is the development of an electrode matrix fixed on the patient's back, above the spine, for a multi-segment (multi-level) stimulating electrical effect on the structures of the spinal cord in the range of segments of the spinal cord T1-S1
  • the non-invasive electrode matrix for multisegmental stimulation of the spinal cord contains a frame with guides, made with the possibility of a snug fit to the back of the patient; at least two replaceable modules with telescopic electrode holders installed in each of them, and the electrodes are fixed on the ends of the telescopic holders directed towards the patient's back, and are removable; at least two replaceable module bases, movable along the frame guides and fixed on the frame guides in a predetermined position; moreover, each of the replaceable modules is placed in the corresponding base and one of the telescopic holders is fixed, and the remaining movable telescopic holders are able to move longitudinally and vertically relative to the replaceable module in which they are installed, so that the electrodes are in contact with the patient's skin.
  • the frame is made in the form of two parallel fastened elements having a curved boomerang shape, between which two guides are located, each of which passes through holes in both elements in the bend area.
  • supports are fixed through swivel joints.
  • the supports have a medical grade silicone backing for a snug fit to the patient's body.
  • the parallel elements of the frame have holes for attaching means for attaching the matrix of electrodes to the patient's body, selected from: belt, brace, elastic belts.
  • each plug-in module is fixed in the base of the plug-in module by means of spring-loaded snap buttons located on each side of the plug-in module.
  • At least three telescopic electrode holders are installed in each of the replaceable modules.
  • the removable electrode is a round button electrode with a conductive adhesive layer.
  • Another technical result of the present invention is the use of a non-invasive electrode array using transcutaneous electrical spinal cord stimulation for the rehabilitation of the patient's motor functions and / or for the modulation of the respiratory, cardiovascular or other function of the patient's internal organs and / or for the diagnosis of the functional state of the patient's autonomic nervous system and / or for the relief of spastic syndrome caused by a violation of the segmental apparatus of the spinal cord.
  • FIG. 1 shows a top view of the array of electrodes.
  • FIG. 2 is a side view of the electrode array.
  • FIG. 3 is a view of the electrode matrix, which shows in more detail the mounting of the electrodes on the replaceable modules.
  • FIG. 4 is a view of the matrix from the side that is in contact with the patient's back.
  • FIG. 5 shows the matrix on the back of the patient, connected to an external electrical stimulator during the study.
  • FIG. 6 shows the layout of the electrodes.
  • FIG. 7 shows one embodiment of a protective frame-overlay for protecting protruding elements from the electrode array.
  • FIG. 8 shows the relative changes (%) of the kinematic characteristics of the patient's walking after the rehabilitation procedure in Patient 1. Testing when walking on a treadmill.
  • E - walking speed E - the height of the foot lift from the paretic side
  • F 3, I - flexion / extension amplitude in the hip, knee, ankle joints, respectively, from the paretic side
  • FIG. 9 shows the relative changes (%) of the kinematic characteristics of the patient's walking after the rehabilitation procedure in Patient 2. Testing when walking on the floor. Other designations as in Fig. 7 Notation
  • control of walking refers to the control of the characteristics of walking as a whole (speed, step amplitude, duration), and its components, for example, the phases of the stepping cycle (transfer, support).
  • facilitating walking is meant a special case of regulation of walking, when the control of the characteristics of walking leads to improved coordination, increased gait stability and walking speed.
  • stimulation refers to electrical action with alternating current
  • continuous stimulation refers to stimulation, the beginning and end of which do not depend on the rhythmic movements of intact (not affected by the pathological process that caused hemiplegia) arms and legs
  • intermittent (rhythmic) stimulation refers to stimulation, the beginning and end of which are synchronized with the rhythmic movements of intact arms and legs
  • spatialal-selective stimulation refers to intermittent (rhythmic) stimulation, in which the level of stimulation and lateralization (right or left ) stimulations depend on the phase of movements of the intact arms and legs
  • spatialo-temporal stimulation is meant space-selective stimulation, in which the beginning and end of this stimulation depends on the phase of movements of the intact arms and legs.
  • multi-segmental stimulation refers to an effect on the spinal cord, meaning an effect on the level of two or more segments of the spinal cord.
  • connection means functionally connected, and any number or combination of intermediate elements between connected components (including the absence of intermediate elements) can be used.
  • the present invention is directed to the development of an electrode matrix fixed in the region of the patient's spine, with the help of which it is possible to perform transcutaneous stimulation of the spinal cord.
  • the scheme of the electrode matrix (hereinafter referred to as the matrix) assembly is shown in Fig. 1.
  • the matrix consists of a frame, at least two replaceable modules (2) with electrodes attached to each module and corresponding at least two bases (3) of replaceable modules installed on the matrix guide frames.
  • the frame consists of two parallel elements (1), which are fastened with cylindrical guides (7).
  • the matrix frame is made of light alloy materials to ensure strength and minimize weight and acts as a support-guide for the bases (3) of the replaceable modules and directly for the replaceable modules themselves (2).
  • the frame of the matrix has a generally rectangular shape.
  • Two parallel elements (1) are identical, and each of them can be made as a U-shaped part or a boomerang-shaped part (hereinafter referred to as boomerang supports), or a part having any other curved shape, in which the ends of the part on both sides are raised to a certain height in relation to the main part.
  • Supports (4) are attached to the frame.
  • two supports (4) are fixed to each of the parallel elements (1) by means of a swivel joint (5).
  • the four supports (4) included in the matrix have a substrate made of medical silicone for the most dense non-traumatic fit to the patient's body, in particular, to the patient's back.
  • the supports (4) of the matrix are self-adjusting (when the matrix is applied to the back of the patient, the supports occupy the only possible position when they are tightly pressed against the back) due to the swivel (5) and ensure reliable positioning of the matrix on the patient's body.
  • the free angular movement of the swivel (5) can be within a solid angle of 15 arc. degrees.
  • Each of the boomerang supports (1) which is part of the frame, has holes (6) at the corners, which are intended for fastening a belt or belts that attract the matrix to the patient's body.
  • Element (1) may have any other shape that raises the belt or belt attachment points above the overall frame structure.
  • latch is a mechanical clamp based on an eccentric cam, which, due to friction forces arising at the point of contact between the cam and the guide, holds the bases of the modules in a given position.
  • the surface of the latches disengages from the guide groove and allows you to move the bases (3) of the replaceable modules along the guides (7).
  • the replaceable modules (2) are placed, fixing them there with the help of at least four latches (10).
  • the snap buttons (10) of the replaceable modules are spring-loaded and allow you to quickly replace the modules (2) in the bases (3) when the matrix is on the patient (if necessary, for example, change button electrode). Electrodes are attached to each replaceable module (2). Module (2) with electrodes is inserted into the matrix frame. If the electrode turned out to be of poor quality, which became clear after stimulation was started, then it is necessary to remove the module (2) from the matrix and replace the electrode.
  • each of the replaceable modules contains at least three telescopic electrode holders (11, 12).
  • the locking handle (13) of the telescopic electrode holder fixes the longitudinal position of the telescopic holder relative to the replaceable module (2).
  • the rod (14) of the telescopic electrode holder has an indicator of the electrode immersion depth under the replaceable module (2) and can be used to control the electrode pressing against the patient's body when installing the matrix.
  • One of the telescopic electrode holders (11) is fixed within one of the replaceable modules (2).
  • the stationary telescopic electrode holder (11) is central in the upper exchangeable module (2), representing the "zero coordinate".
  • the fixed telescopic electrode holder (11) is placed, for example, in the case of using an electrode matrix for the regulation of motor activity, between the vertebrae T11-T12, above the spinal cord.
  • the matrix is fixed and the positions of all other electrodes are adjusted to the anatomical features of the patient, changing their longitudinal position relative to each other and each of the replaceable modules (2) and changing their depth to control pressing against the patient's body.
  • the electrode matrix can be fixed anywhere above the spine within the back (thoracic and lumbar spine/spinal cord), depending on its application.
  • the remaining five telescopic electrode holders (12), according to the preferred embodiment of the invention, can be moved along the replaceable module within the guide slots (15). This movement allows you to accurately position the electrodes, taking into account the individual anatomical features of the patient.
  • Each of the telescopic holders (11, 12) of the electrodes at the end, directed towards the patient's back, has a push-button fastening for fixing removable electrodes with a reciprocal push-button connector (16) (Fig.4).
  • the holders connect the electrodes to the stimulator with conductors (17) (the conductor is partially shown schematically in Fig. 4).
  • Each electrode used in the array is a round button electrode, 1.5 cm - 2.5 cm (or 0.5 inch - 1 inch) in diameter, with a conductive adhesive layer.
  • a conductive adhesive layer As a non-limiting example, for example, disposable ECG recording electrodes or round reusable stimulation electrodes of the Beurer 66102 type can be used.
  • the matrix assembly process before use is as follows.
  • Replaceable modules (2) are installed in the bases of the replaceable modules (3) so that the module with the fixed electrode holder (11) is in the upper base of the replaceable module (as in Fig. 1, 2, 4). After that, the replaceable modules are fixed using snap buttons (10).
  • the location of the assembled matrix (18) on the patient is shown in Fig.5. Near the matrix, on the straps, there is an external stimulator of the neuroprosthesis (20).
  • Movable telescopic electrode holders (12) of the upper replaceable module (2) are placed above the roots of the spinal cord between the vertebrae T11-T12 and fixed with locking handles (13).
  • Movable telescopic electrode holders (12) of the lower replaceable module (2) are placed between the vertebrae L1-L2 and above the roots of the spinal cord between the vertebrae L1-L2 and fixed with locking handles (13).
  • the matrix is drawn to the back of the patient and adjusted into place with a belt, brace, elastic straps, etc. (19).
  • the matrix when the electrode array is used for severe patients who cannot stand and/or walk independently, the matrix is provided with a cover (28) in order to protect the protruding elements from the straps of the suspension system to which the patient is attached in some walking simulators. .
  • the lid is attached to a protective frame-plate, which attached to the frame of the electrode array.
  • One of the non-limiting examples of the protection frame lining is shown in Fig. 7.
  • the cover (28) consists of four parallel cylindrical axes attached orthogonally to two parallel plates which have connecting grooves. These grooves are included in the fastening with the bushings of the matrix base and carry out its correct spatial arrangement and mating with the matrix base.
  • the fixation of the lid is carried out by the elements of the patient support suspension system by pressing the lid to the base of the matrix.
  • the matrix can be used in all cases when non-invasive stimulation of the spinal cord and spinal cord roots is required at several levels in the range of T1-S1 spinal cord segments, including when the start and end of stimulation must be coordinated with a certain event (the beginning of limb movement, the beginning signal recording by an external recording device).
  • the matrix can be fixed anywhere above the spine within the back (thoracic and lumbar spine/spinal cord).
  • the electrode matrix proposed in the present invention can be used for the rehabilitation of a patient by restoring movements as part of an exoskeleton, when transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord is performed at several levels of the spinal cord, depending on a certain phase of movement of the active exoskeleton or the patient's legs.
  • electrical stimulation of the spinal cord is carried out in the region of the thoracic vertebrae T11, T12, depending on a certain phase of the movement of the active exoskeleton.
  • the fixed telescopic electrode holder (11) of the matrix can be located at the level of T11-T12.
  • the fixed telescopic holder of the matrix electrode (11) can be located between L1-L2, and the remaining matrix electrodes are moved within each replaceable matrix module and the replaceable matrix modules are moved apart in this way to stimulate the spinal roots at the L1-L2 level on the right or left if the patient begins to fall to the right or left.
  • the phase of movement is determined using sensors for determining the current position of the constituent elements of the exoskeleton.
  • An example of such an exoskeleton can be, for example, the exoskeleton disclosed in RU2016144450 A.
  • transcutaneous stimulation in the exoskeleton depends on a certain phase of the patient's legs movement, and when the phases of leg movement are determined by sensors located on the legs (RU 2020101607 A).
  • Electrode matrix Another alternative application of the electrode matrix is its use in the system to maintain respiratory function.
  • technical solutions are known that allow neurostimulation of patients connected to artificial lung ventilation devices (for example, RU2750236 C1 ). Electrical stimulation is used to activate the intercostal muscles, diaphragm, abdominal muscles by stimulating the roots of the spinal cord and segments of the thoracic spinal cord with different impulse parameters for each type of muscle.
  • the matrix can be located as follows: the fixed telescopic electrode holder (11) of the matrix is fixed between the vertebrae T3-T4, or T4-T5, or T5-T6, or T6-T7, or T7-T8, and the remaining electrodes are located at the level higher or lower depending on which function (inhale or exhale) you want to activate first. Inhale - levels are higher, exhale - levels are lower.
  • the electrode matrix can be used for simultaneous impact on two or more human physiological systems, the centers of regulation of which are located in the spinal cord.
  • spinal cord injury orthostatic hypotension
  • Stimulation at the level of the lumbar thickening depending on the phases of movement, will provide a transition from a sitting position to a standing position and a stable vertical posture in such patients (Sayenko D. G. et al. Self-assisted standing enabled by non-invasive spinal stimulation after spinal cord injury //Journal of neurotrauma. - 2019. - T. 36. - No. 9. - C.
  • the fixed telescopic electrode holder (11) of the matrix can be fixed at the T7 level. If another cardiological problem is being solved (for example, arrhythmia), then the fixed telescopic electrode holder (11) of the matrix can be located at the T1 or T5 level.
  • the matrix can be used in diagnosing the functional state of the autonomic nervous system, when the spinal cord is stimulated with an electric current and evoked skin autonomic potentials are recorded from electrodes located in those segments of the spinal cord in which the centers of regulation of one or another autonomic system are located.
  • One of such methods for diagnosing the autonomic nervous system is disclosed in RU2201710 C1. To do this, evoked skin vegetative potentials are recorded from electrodes located along paravertebral lines on both sides of the line of spinous processes in the intercostal spaces at the level of the T6-T11 vertebrae or lower at the level of T12-S1.
  • Damage to the sympathetic trunk is diagnosed with an increase in the amplitude of the potential, a decrease in the conduction velocity and a decrease in the latent period of the potential relative to the norm.
  • Damage to the spinal roots is diagnosed with an increase in the latent period of the potential, a decrease in the speed of conduction and a decrease in the amplitude of the potential.
  • a complete violation of the conduction of the segmental nerve is diagnosed in the absence of an evoked skin potential at the level under study.
  • the electrode matrix can be used in cases where invasive (epidural) electrical stimulation of the spinal cord is currently used at several levels.
  • the matrix can be used to relieve spastic syndrome caused by a violation of the segmental apparatus of the spinal cord in accordance with RU2038099 C1.
  • the fixed telescopic electrode holder (11) of the matrix can be fixed at the level of the vertebrae T 12-L1 .
  • This method includes dosed administration of drugs into the epidural space at the level of the lumbar enlargement and stimulation of the spinal cord above and below the lumbar enlargement.
  • the following is a non-limiting example of an electrode array according to the present invention for restoring locomotor functions of a patient.
  • the purpose of motor rehabilitation using the matrix as part of the neuroprosthesis is to improve walking skills, increase mobility in the joints of the lower extremities, and improve coordination.
  • a rehabilitation procedure using a matrix as part of a neuroprosthesis can consist of two parts: training on a treadmill and training on a fixed, flat, hard surface (for example, walking on the floor). Each part of the procedure can be approximately the same duration.
  • the total duration of the workout is from 20 to 60 minutes. The duration depends on the general fitness / fatigue, the patient's well-being (load level - moderate).
  • the duration of training for each patient can increase from the beginning of the rehabilitation period to its end.
  • the patient can use the technical means of rehabilitation familiar to him (orthoses, canes, walkers, crutches, etc.). Perhaps 12 procedures per rehabilitation course.
  • Possible modes 20 minutes for the first 1-3 procedures, an increase in duration of 30 minutes for 4-6 procedures and up to 40-60 minutes for 7-12 procedures. After a 1-2 day break between treatments, the duration of the workout can be reduced.
  • a matrix of electrodes is placed on the skin, above the spine (figure 5). Disposable or individual for each patient electrodes with a conductive self-adhesive surface with a push-button connector are used.
  • the electrodes are positioned and fixed as follows (Fig. 6):
  • electrode (25) should be located above the spinal cord, electrodes (26) and (27) - above the dorsal roots of the spinal cord.
  • the electrodes on the back are the cathodes. Two anodes are placed above the iliac crests on the right and left, or one anode is placed on the affected side above the iliac crest. Anodes are common to all cathodes.
  • the array of electrodes After the array of electrodes is installed, they are connected to the transcutaneous electrical stimulation stimulator (20) using wires (17).
  • the intensity of stimulation depends on the excitability of the spinal neural networks of the spinal cord and on the level of pain sensitivity of the patient.
  • the selection of the intensity of stimulation is carried out by the specialist conducting the procedure immediately after the start of the training (the patient walks on the floor or on the treadmill at a comfortable speed).
  • the intensity of the current at the chosen frequency of stimulation should be at the level of parasthesia (sensation of tingling, or burning, or mild soreness, or heaviness in the cathode area). Or the intensity is 5-10% less than the intensity of parasthesia.
  • the intensity of stimulation in motion should not cause discomfort or pain.
  • a gradual increase in stimulation intensity is possible as the patient adapts to walking and the current stimulation intensity.
  • These values of the current intensity should be in the range of currents that cause motor responses of the muscles of the lower extremities to single rectangular pulses with a duration of 1 ms, which are determined before the start of the rehabilitation course.
  • the frequency of stimulation at the level of the roots of the spinal cord in the region of the T12 vertebra, the electrode (26) is about 40 Hz, in the region of the L2 vertebra, the electrode (27) is about 15 Hz.
  • the pulse shape is bipolar, filled with a frequency of ⁇ 5-10 kHz, or monopolar, filled with a frequency of ⁇ 5-10 kHz.
  • the current intensity on the electrodes (26) and (27) is zero if the patient is standing.
  • the stimulator channels connected to these electrodes turn on.
  • the lateral electrode (26) in the region of the T12 vertebra receives current in the transfer phase of the affected leg, or in the stance phase of a conditionally healthy leg, or during reliance on a technical rehabilitation device (cane, crutch, etc.), which the patient holds in conditionally healthy hand.
  • the stimulator receives a signal about the phase of the step and about the support / transfer of the technical rehabilitation device from motion sensors, which are fixed on the patient's legs and / or on the technical rehabilitation device before the procedure (RU2725090; Grishin A.A., Bobrova E.V., Reshetnikova V. V., Moshonkina T.R., Gerasimenko Y.P. A system for detecting the phases of the stepping cycle and spinal cord stimulation as a tool for controlling human locomotion I Medical Technology. - 2020. - No. 5. - pp. 10-14.)
  • the patient can independently use the neuroprosthesis after the specialist sets and fixes the positions of the electrodes on the matrix and selects the optimal stimulation intensity for the patient and the operating mode of the neuroprosthesis, teaches the patient or his relatives how to operate the neuroprosthesis.
  • Patient 1 78 years old, male, consequences of acute cerebrovascular accident in the right middle cerebral artery 1 year of rehabilitation. Left-sided hemiparesis. Left-sided hemihypoesthesia.
  • a rehabilitation procedure was performed using a neuroprosthesis aimed at restoring the function of walking.
  • Cathodes (0 2 cm) were fixed along the midline of the spine between T11-T12 vertebrae, to the left and below by ⁇ 2.5 cm from the center of this electrode, above the root of the spinal cord and to the left and below by ⁇ 2 cm from the average vertical line between the vertebrae L1 -L2.
  • Anodes measuring 5*10 cm were placed above the iliac crests on the right and left.
  • the patient walked on the treadmill for 25 minutes with 4 rest stops for 1-2 minutes.
  • the speed of the treadmill was chosen so that the patient could independently walk along the moving belt without approaching the front rack track and not rolling back.
  • the speed during the procedure was changed so that walking was uniform and comfortable for the patient.
  • the starting comfortable speed was 0.2 m/s (0.74 km/h). While walking with the neuroprosthesis, the speed of the treadmill was increased to 0.3 m/s (0.8 km/h).
  • the stimulation intensity for all electrodes is 50-70 mA.
  • the frequency of stimulation at the level of the roots of the spinal cord in the area of the vertebra T11-T12 is 40 Hz, in the area of the vertebra L1-L2 is 20 Hz.
  • the results of the procedure were monitored on a treadmill.
  • the patient walked without stimulation along the track at a comfortable speed of -1 min immediately before and immediately after the end of the rehabilitation procedure.
  • the activity of the leg muscles and the kinematic characteristics of walking were recorded using the Stedis complex (Neurosoft LLC).
  • Neuros neurotrophic microsenors
  • 5 sensors were installed on the patient's body on elastic bands, which include accelerometers that record the movement in space of the body parts on which they are attached, as well as biological signal amplifiers for recording the electrical activity of muscles (electromyograms, EMG). Sensors were installed on the back, in the lumbar region, and also bilaterally on the lower leg and thigh.
  • the EMG of the following muscles was recorded: mm.
  • a rehabilitation procedure was performed using a neuroprosthesis aimed at restoring the function of walking.
  • Location of incentives electrodes and stimulation mode are the same as for Patient 1 Duration of walking on a treadmill with stimulation for 20 minutes at a speed of 0.4 m/s (1.41 km/h).
  • P1, P2 - patients L - left, P - right, TZB - hip joint, KLN - knee joint, GLN - ankle joint, TA - m. tibialis anterior (anterior tibial muscle), GL - t. gastrocnemius lateralis (lateral head of the gastrocnemius muscle), RF - t. rectus femoris (rectus femoris), BF - t. biceps femoris (biceps femoris).
  • an electrode matrix according to the present invention provides reliable and accurate fixation of a set of electrodes on the back of a patient for stimulating the spinal cord and spinal cord roots, as well as the implementation of transcutaneous multisegmental (multilevel) electrical stimulation of the spinal cord structures during movements according to a certain algorithm.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нейрофизиологии. Неинвазивная электродная матрица для мультисегментарной стимуляции спинного мозга содержит раму с направляющими для плотного прилегания к спине пациента, сменные модули, основания сменных модулей. На сменных модулях установлены телескопические держатели электродов, один из которых неподвижный, а остальные подвижные и имеют возможность продольного и вертикального перемещения относительного сменного модуля для обеспечения контакта электродов с кожей пациента. Съемные электроды закреплены на торцах, направленных к спине пациента держателей. Основания сменных модулей выполнены для перемещения вдоль направляющих и фиксации на направляющих в заданном положении. Сменные модули размещены в соответствующих основаниях. Матрица применяется для реабилитации двигательных функций пациента и/или для модуляции дыхательной, кардиоваскулярной функции внутренних органов и/или для диагностики функционального состояния вегетативной нервной системы пациента и/или для купирования спастического синдрома, обусловленного нарушением сегментарного аппарата спинного мозга. Использование данной матрицы позволяет воздействовать одновременно на разные структуры спинного мозга в диапазоне сегментов спинного мозга T1-S1, плотно прилегая к спине, повторяя индивидуальные особенности ее формы.

Description

НЕИНВАЗИВНАЯ ЭЛЕКТРОДНАЯ МАТРИЦА СПИНАЛЬНОГО НЕЙРОПРОТЕЗА И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области медицины, в частности к нейрофизиологии, и может быть использовано в неврологии, травматологии и ортопедии при реабилитации больных после заболеваний и/или травматических повреждений головного мозга и/или спинного мозга, следствием которых является нарушение функции ходьбы. Изобретение также может быть использовано для лечения патологии органов дыхательной системы, кардиоваскулярной системы и терапии функций других внутренних органов человека.
Предпосылки изобретения
В настоящее время существуют неинвазивные (не требующие оперативного вмешательства) способы стимуляции спинного мозга, которые позволяют облегчить произвольную ходьбу, а также восстановить и обеспечить самостоятельное передвижение пациентов с нарушениями функции ходьбы, вызванными заболеваниями и/или травматическими повреждениями головного мозга и/или спинного мозга, и позволяют восстановить двигательные функции верхних и нижних конечностей пациентов.
Например, известен способ регуляции и восстановления самостоятельной ходьбы у пациентов с двигательной патологией различного генеза (RU2725090 С1). Способ включает одновременную непрерывную стимуляцию спинного мозга по меньшей мере на уровне позвонков Т11-Т12 и ритмическую стимуляцию корешков спинного мозга на уровне позвонков Т11 и L1 , при которой уровень стимуляции и латерализации стимуляции зависит от фазы и скорости движения непораженной верхней и/или нижней конечности. При этом включение ритмической стимуляции корешков спинного мозга осуществляется за счет движения непораженной верхней и/или нижней конечности.
Неинвазивная электрическая стимуляция участков спинного мозга также используется у пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата в рамках использования активного экзоскелета (RU2016144450 А). При этом накожная электрическая стимуляция осуществляется в районе грудных позвонков Т11 , Т12 в зависимости от определенной фазы движения активного экзоскелета.
Также, существующий уровень техники использует накожную электрическую стимуляцию в процессе контроля дыхания у пациентов с острым нарушением дыхания при заболеваниях вирусного или бактериального происхождения (RU2750236 С1). Электростимуляцию используют для активации межреберных мышц, диафрагмы, абдоминальных мышц путем стимуляции корешков спинного мозга и сегментов грудного отдела спинного мозга с различными параметрами импульсов для каждого типа мышц. Перечисленные выше способы и другие известные способы чрескожной электрической стимуляции позволяют воздействовать на спинной мозг в нескольких сегментах одновременно. Для реализации возможности одновременной стимуляции спинного мозга в нескольких разных отделах по различным выбранным алгоритмам используются независимые электроды или системы электродов.
Так, для осуществления, например, способа накожной электростимуляции спинного мозга, раскрытого в RU2545440 С1 , используется матрица в виде электродов, размещенных на эластичном электронейтральном основании в три столбца и образующих из каждых 3-х элементов горизонтальные ряды. При этом горизонтальные ряды электродов могут перемещаться и фиксироваться в продольном направлении. Электроды выполнены в виде мягких чашечек, которые заполняют токопроводящим электродным гелем. К подложке эластичному основанию электроды прикрепляются пружинящим жестким основанием, сквозь которое пропущен электрический проводник, подключенный к формирователю электрических стимулов. Для осуществления стимуляции матрицу электродов располагают накожно над позвоночником больного так, чтобы центральные электроды в тройках находились между остистыми отростками над спинным мозгом, а крайние электроды - симметрично справа и слева от центральной линии позвоночника над корешками спинного мозга. Матрицу можно располагать над поясничным утолщением спинного мозга, где расположен центр управления движениями ног, или над шейным утолщением спинного мозга, где находится центр управления движениями рук и который связан с нижележащим поясничным утолщением.
Конструкция подобной матрицы имеет ряд недостатков. Во-первых, конструкция самих электродов приводит к их быстрому изнашиванию и поломке. Во-вторых, жесткое основание электрода не позволяет повторять индивидуальные особенности формы человеческой спины. Это очень неудобно, так как матрицу приходится крепко приматывать к торсу пациентов, что ограничивает движения пациента во время реабилитационных сессий и оставляет глубокие следы на спине от краев матрицы.
Таким образом, для преодоления описанных выше проблем, существует потребность в разработке матрицы электродов, закрепляемой на спине пациента, для осуществления чрескожного мультисегментарного (многоуровневого) стимуляционного электрического воздействия, в том числе, во время движений, на структуры спинного мозга по определенному алгоритму.
Именно этому и посвящена настоящая заявка.
Раскрытие сущности изобретения
Целью настоящего изобретения является преодоление вышеперечисленных недостатков и создание гибкой и многофункциональной электродной матрицы, которая могла бы быть использована в различных применениях электрической стимуляции спинного мозга, при которой требуется мультисегментарное воздействие на спинной мозг. Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является разработка электродной матрицы, закрепляемой на спине пациента, над позвоночником, для мультисегментарного (многоуровневого) стимуляционного электрического воздействие на структуры спинного мозга в диапазоне сегментов спинного мозга T1-S1
Технический результат изобретения достигается за счет того, что неинвазивная электродная матрица для мультисегментарной стимуляции спинного мозга содержит раму с направляющими, выполненную с возможностью плотного прилегания к спине пациента; по меньшей мере два сменных модуля с установленными в каждом из них телескопическими держателями электродов, причем электроды закреплены на торцах телескопических держателей, направленных к спине пациента, и являются съемными; по меньшей мере два основания сменных модулей, выполненных с возможностью перемещения вдоль направляющих рамы и фиксации на направляющих рамы в заданном положении; причем каждый из сменных модулей размещен в соответствующем основании и один из телескопических держателей является неподвижным, а остальные подвижные телескопические держатели имеют возможность продольного и вертикального перемещения относительного сменного модуля, в котором они установлены, таким образом, чтобы электроды находились в контакте с кожей пациента.
В некоторых вариантах осуществления изобретения рама выполнена в виде двух параллельно скрепленных элементов, имеющих изогнутую форму типа бумеранга, между которыми располагаются две направляющие, каждая из которых проходит через отверстия в обоих элементах в области изгиба.
В некоторых вариантах изобретения на обоих концах каждого из элементов закреплены опоры через шарнирные соединения.
В частных вариантах реализации изобретения опоры имеют подложку из медицинского силикона для плотного прилегания к телу пациента.
В частных вариантах осуществления изобретения параллельные элементы рамы имеют отверстия для крепления средств крепления матрицы электродов к телу пациента, выбранные из: пояс, бандаж, эластичные ремни.
В частных вариантах осуществления изобретения каждый сменный модуль фиксируется в основании сменного модуля посредством подпружиненных кнопок-защелок, расположенных с каждой стороны сменного модуля.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в каждом из сменных модулей установлено по меньшей мере три телескопических держателя электродов.
В некоторых вариантах осуществления изобретения съемным электродом является кнопочный электрод круглой формы с токопроводящим адгезивным слоем.
Другим техническим результатом настоящего изобретения является применение неинвазивной электродной матрицы с использованием чрескожной электрической стимуляции спинного мозга для реабилитации двигательных функций пациента и/или для модуляции дыхательной, кардиоваскулярной или иной функции внутренних органов пациента и/или для диагностики функционального состояния вегетативной нервной системы пациента и/или для купирования спастического синдрома, обусловленного нарушением сегментарного аппарата спинного мозга.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены в состав настоящего описания и являются его частью, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с вышеприведенным общим описанием изобретения и нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления служат для пояснения принципов настоящего изобретения. На чертежах одинаковые позиции применяются для обозначения одинаковых деталей или элементов конструкции.
На фиг. 1 изображен вид сверху матрицы электродов.
На фиг. 2 представлен вид сбоку матрицы электродов.
На фиг. 3 изображен вид матрицы электродов, на котором более подробно изображено крепление электродов на сменных модулях.
На фиг. 4 изображен вид матрицы со стороны, которая находится в контакте со спиной пациента.
На фиг. 5 представлена матрица на спине пациента, подключаемая к внешнему элекростимулятору во время исследования.
На фиг. 6 изображена схема расположения электродов.
На фиг. 7 представлен один из вариантов осуществления защитной рамы-накладки для предохранения выступающих элементов из электродной матрицы.
На фиг. 8 приведены относительные изменения (%) кинематических характеристик ходьбы пациента после реабилитационной процедуры у Пациента 1. Тестирование при ходьбе по беговой дорожке. А - длительность цикла шага, Б - длительность периода опоры с паретичной стороны, В - длительность опоры на одной ноге с паретичной стороны, Г - длина цикла шага, Д - скорость ходьбы, Е - высота подъема стопы с паретичной стороны, Ж, 3, И - амплитуда сгибания / разгибания в тазобедренном, коленном, голеностопном суставах, соответственно, с паретичной стороны, К, Л, М и Н - амплитуда ЭМГ передней большеберцовой мышцы, латеральной головки икроножной мышцы, прямой мышцы бедра и двуглавой мышцы бедра, соответственно, с паретичной стороны.
На фиг. 9 приведены относительные изменения (%) кинематических характеристик ходьбы пациента после реабилитационной процедуры у Пациента 2. Тестирование при ходьбе по полу. Остальные обозначения как на фиг. 7 Обозначения
На фигурах элементы обозначены следующими позициями:
1 - опора «бумеранг»,
2 - сменный модуль,
3 - основание сменного модуля,
4 - опора,
5 - шарнирное соединение,
6 - место крепления ремней или пояса,
7 - направляющая,
8 - ручка для перемещения основания сменного модуля,
9 - ручка-фиксатор положения основания модуля,
10 - кнопка-защелка сменного модуля,
11 - телескопический держатель электрода, закрепленный в модуле,
12 - телескопический держатель электрода с возможностью перемещения в модуле,
13 - ручка-фиксатор продольного положения держателя электрода,
14 - шток держателя электрода,
15 - прорезь в сменном модуле для свободного хода держателя электрода,
16 - сменные кнопочные электроды,
17 - проводники к стимулятору.
18 - матрица электродов в сборе,
19 - пояс,
20 - внешний электростимулятор нейропротеза,
21 - позвонок Т11 ,
22 - позвонок Т12,
23 - позвонок L1 ,
24 - позвонок L2,
25 - электрод над спинным мозгом,
26, 27 - электроды над корешками спинного мозга,
28 - крышка.
Термины и определения
Определения некоторых терминов, используемых в данном описании, приведены ниже. Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.
В настоящем описании и в формуле изобретения термины «включает», «включающий» и «включает в себя», «имеющий», «снабженный», «содержащий» и другие их грамматические формы не предназначены для истолкования в исключительном смысле, а, напротив, используются в неисключительном смысле (т.е. в смысле «имеющий в своем составе»), В качестве исчерпывающего перечня следует рассматривать только выражения типа «состоящий из».
Под «регуляцией ходьбы», «контролем ходьбы» понимается управление характеристиками ходьбы в целом (скорость, амплитуда шага, длительность), и её составляющими, например, фазами шагательного цикла (перенос, опора).
Под «облегчением ходьбы» понимается частный случай регуляции ходьбы, когда управление характеристиками ходьбы приводит к улучшению координации, увеличению устойчивости походки и скорости ходьбы.
Термин «стимуляция» относится к электрическому воздействию переменным током, при этом под «непрерывной стимуляцией» понимается стимуляция, начало и конец которой не зависят от ритмических движений неповрежденных (не затронутых патологическим процессом, ставшим причиной гемиплегии) рук и ног; под «прерывистой (ритмической) стимуляций» понимается стимуляция, начало и конец которой синхронизированы с ритмическими движениями неповрежденных рук и ног, при этом под «пространственно-избирательной стимуляцией» понимается прерывистая (ритмическая) стимуляция, при которой уровень стимуляции и латерализация (справа или слева) стимуляции зависят от фазы движений неповрежденных рук и ног, под «пространственно-временной стимуляцией» подразумевают пространственноизбирательную стимуляцию, при которой начало и конец этой стимуляции зависит от фазы движений неповрежденных рук и ног.
Термин «мультисегментарная стимуляция» относится к воздействию на спинной мозг, обозначает воздействие на уровне двух или более сегментов спинного мозга.
Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т.д. используются просто как условные маркеры, не накладывая каких-либо численных или иных ограничений на перечисляемые объекты.
Термин «соединенный» означает функционально соединенный, при этом может быть использовано любое количество или комбинация промежуточных элементов между соединяемыми компонентами (включая отсутствие промежуточных элементов).
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение направлено на разработку электродной матрицы, закрепляемую в области позвоночника пациента, с помощью которой возможно осуществить чрескожную стимуляцию спинного мозга.
Схема электродной матрицы (далее - матрица) в сборе показана на фиг. 1. Матрица состоит из рамы , по меньшей мере двух сменных модулей (2) с присоединенному к каждому модулю электродами и соответствующих по меньшей двух оснований (3) сменных модулей, установленных на направляющие рамы матрицы. Рама представляет собой два параллельных элемента (1), которые скреплены с помощью цилиндрических направляющих (7). Рама матрицы изготовлена из легкосплавных материалов для обеспечения прочности и минимизации массы и выполняет функцию опоры-направляющей для оснований (3) сменных модулей и непосредственно для самих сменных модулей (2).
Рама матрицы имеет в целом прямоугольную форму. Два параллельных элемента (1) являются идентичными, и каждый из них может быть выполнен как п-образная деталь или деталь, имеющая форму типа бумеранг (далее - опоры «бумеранг»), или деталь, имеющая любую другую изогнутую форму, при которой концы детали с обеих сторон приподняты на некоторую высоту в отношении основной части.
Между параллельными элементами (1) располагаются две цилиндрические направляющие (7), проходящие через отверстия в обоих элементах (1 ) в области изгиба. По направляющим (7) перемещаются основания (3) сменных модулей электродов.
К раме крепятся опоры (4). В частности, к каждому из параллельных элементов (1) закреплено по две опоры (4) с помощью шарнирного соединения (5). Входящие в состав матрицы четыре опоры (4) имеют подложку из медицинского силикона для максимально плотного нетравмирующего прилегания к телу пациента, в частности, к спине пациента. Опоры (4) матрицы самоустанавливаются (когда прикладывают матрицу к спине пациента, опоры занимают единственное возможное положение, когда они плотно прижаты к спине) за счет шарнирного соединения (5) и обеспечивают надежное позиционирование матрицы на теле пациента. В предпочтительном варианте осуществления изобретения свободное угловое перемещение шарнирного соединения (5) может быть в пределах телесного угла 15 угл. градусов. Каждый из опор «бумеранг» (1), входящая в состав рамы, имеет отверстия (6) по углам, которые предназначены для крепления пояса или ремней, притягивающих матрицу к телу пациента. Элемент (1) может иметь любую другую форму, которая приподнимает места крепления пояса или ремней над общей конструкцией рамы.
Основания (3) сменных модулей можно перемещать по направляющим (7), используя ручки (8) и фиксировать на направляющих, используя фиксаторы (9). В изображенном варианте изобретения на фиг. 1 фиксатор - это механический зажим на основе эксцентрического кулачка, который за счет сил трения возникающих в месте контакта кулачка и направляющей, удерживает основания модулей в заданном положении. При нажатии на фиксаторы (9) поверхность фиксаторов выходит из зацепления паза направляющей и позволяет перемещать основания (3) сменных модулей вдоль направляющих (7).
В основаниях (3) сменных модулей размещают сменные модули (2), фиксируя их там с помощью по меньшей мере четырех кнопок-защелок (10). Кнопки-защелки (10) сменных модулей подпружинены и позволяют быстро заменять модули (2) в основаниях (3), когда матрица находится на пациенте (при необходимости, например, поменять кнопочный электрод). Электроды присоединяются к каждому сменному модулю (2). Модуль (2) с электродами вставляется в раму матрицы. Если электрод оказался некачественным, что стало ясно после того, как начали стимуляцию, то необходимо извлечь модуль (2) из матрицы и заменить электрод.
Для удержания и позиционирования на теле пациента электродов в каждом из сменных модулей размещено по меньшей мере три телескопических держателя электрода (11 , 12). Ручка-фиксатор (13) телескопического держателя электрода закрепляет продольное положения телескопического держателя относительно сменного модуля (2). Шток (14) телескопического держателя электрода имеет индикатор глубины погружения электрода под сменный модуль (2) и может использоваться для контроля прижатия электрода к телу пациента при установке матрицы.
Один из телескопических держателей электродов (11) зафиксирован в пределах одного из сменных модулей (2). Согласно изображенному варианту осуществления изобретения на фиг. 1-5, неподвижный телескопический держатель электрода (11) является центральным в верхнем сменном модуле (2), представляя собой «нулевую координату». Неподвижный телескопический держатель электрод (11) размещают, например, в случае использования электродной матрицы для регуляции двигательной активности, между позвонками Т11-Т12, над спинным мозгом. Фиксируют матрицу и подгоняют под анатомические особенности пациента положения всех остальных электродов, изменяя их продольное положение относительно друг друга и каждого из сменных модулей (2) и изменяя их глубину для контроля прижатия к телу пациента. При этом электродную матрицу возможно фиксировать в любом месте над позвоночником в пределах спины (грудной и поясничный отделы позвоночника/спинного мозга) в зависимости от ее применения.
Остальные пять телескопических держателей электродов (12) согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения могут перемещаться по сменному модулю в пределах прорезей-направляющих (15). Такое перемещение позволяет точно позиционировать электроды, учитывая индивидуальные анатомические особенности пациента.
Каждый из телескопических держателей (11 , 12) электродов на торце, направленном к спине пациента, имеют кнопочное крепление для фиксации съемных электродов с ответным кнопочным разъемом (16) (фиг.4). Держатели соединяют электроды со стимулятором проводниками (17) (частично проводник схематично показан на фиг. 4).
Каждый используемый в матрице электрод представляет собой кнопочный электрод круглой формы, диаметром 1 ,5 см - 2,5 см (или 0,5 дюйм - 1 дюйм), с токопроводящим адгезивным слоем. В качестве неограничивающего примера, например, могут быть использованы одноразовые электроды для ЭКГ регистрации или круглые стимуляционные многоразовые электроды типа Beurer 66102. Процесс сборки матрицы перед использованием заключается в следующем.
1. Прикрепляют кнопочные электроды (16) к телескопическим держателям электродов (11 , 12).
2. Сменные модули (2) устанавливают в основания сменных модулей (3) так, чтобы модуль с неподвижным держателем электрода (11) находился в верхнем основании сменного модуля (как на фиг. 1 , 2, 4). После чего сменные модули фиксируют с помощью кнопок-защелок (10).
Расположение собранной матрицы (18) на пациенте продемонстрировано на фиг.5. Вблизи матрицы, на ремнях, расположен внешний стимулятор нейропротеза (20).
Возможный порядок позиционирования электродов в случае неограничивающего примера применения электродной матрицы для восстановления двигательной активности представлен ниже.
1. Неподвижный телескопический держатель электрода (11) закрепить в выбранной позиции, например, между позвонками Т11-Т12.
2. Подвижные телескопические держатели электродов (12) верхнего сменного модуля (2) располагают над корешками спинного мозга между позвонками Т11- Т12 и фиксируют с помощью ручек-фиксаторов (13).
3. Подвижные телескопические держатели электродов (12) нижнего сменного модуля (2) располагают между позвонками L1-L2 и над корешками спинного мозга между позвонками L1-L2 и фиксируют с помощью ручек-фиксаторов (13).
4. Матрицу притягивают к спине пациента и подгоняют по месту с помощью пояса, бандажа, эластичных ремней и т.п. (19).
Зафиксировав матрицу на спине пациента, дополнительную регулировку положения каждого из электродов (12) можно осуществлять, ослабив ручку-фиксатор электрода (13), переместив его в пределах прорези (15). Используя шток телескопического держателя электрода (14), электрод можно оттянуть на время от тела пациента, когда это необходимо (например, положить токопроводящий гель под электрод, если сопротивление кожи большое). Шток держателя электрода (14) и прорези (15) имеют шкалы. Это позволяет документировать расположение каждого из электродов на теле пациента и, при повторном использовании матрицы на пациенте, воспроизвести координаты расположения электродов, готовя матрицу к процедуре, что уменьшит длительность подготовки матрицы к стимуляции с участием пациента и сбережет физические ресурсы пациента для реабилитационной процедуры.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда электродная матрица применяется для тяжелых пациентов, которые не могут самостоятельно стоять и/или ходить, матрицу снабжают крышкой (28) с целью предохранения выступающих элементов от ремней подвесной системы, на которую закрепляют пациента в некоторых тренажерах, обеспечивающих ходьбу. Крышка крепится к защитной раме-накладке, которая прикреплена к раме электродной матрицы. Один из неограничивающих примеров выполнения защитной рамы-накладки представлен на фиг. 7. Крышка (28) состоит из четырех параллельных цилиндрических осей, прикрепленных ортогонально к двум параллельным пластинам, которые имеют присоединительные пазы. Данные пазы входят в закрепление с втулками основания матрицы и осуществляют верное ее пространственное расположение и сопряжение с основанием матрицы. Фиксацию крышки осуществляет элементы подвесной система поддержки пациента за счет прижатия крышки к основанию матрицы.
Матрица может быть использована во всех случаях, когда необходима неинвазивная стимуляция спинного мозга и корешков спинного мозга на нескольких уровнях в диапазоне сегментов спинного мозга T1-S1 , в том числе, когда начало и конец стимуляции надо согласовать с неким событием (начало движения конечности, начало записи сигнала внешним регистрирующим устройством). Матрицу можно фиксировать в любом месте над позвоночником в пределах спины (грудной и поясничный отделы позвоночника/спинного мозга).
Использование матрицы для стимуляции спинного мозга.
Например, предлагаемая в настоящем изобретении электродная матрица может быть использована для реабилитации пациента с помощью восстановления движений в составе экзоскелета, когда проводят чрескожную электрическую стимуляцию спинного мозга на нескольких уровнях спинного мозга, зависящую от определенной фазы движения активного экзоскелета или ног пациента. Так, электрическую стимуляцию спинного мозга осуществляют в районе грудных позвонков Т11 , Т12 в зависимости от определенной фазы движения активного экзоскелета. В одной из фаз движения активного экзоскелета неподвижный телескопический держатель электрода (11) матрицы может быть расположен на уровне Т11-Т12. При этом, если, например, надо будет восстанавливать функцию поддержания вертикальной стойки, то неподвижный телескопический держатель электрода (11) матрицы может быть расположен между L1-L2, а остальные электроды матрицы перемещают в пределах каждого сменного модуля матрицы и раздвигают сменные модули матрицы таким образом, чтобы стимулировать корешки спинного мозга на уровне L1-L2 справа или слева, если пациент начинает заваливаться вправо или влево.
Фаза движения определяется с помощью датчиков определения текущего положения составных элементов экзоскелета. Примером такого экзоскелета может служить, например, экзоскелет, раскрытый в RU2016144450 А. При этом, возможны варианты решений, когда чрескожная стимуляция в экзосклете зависит от определенной фазы движения ног пациента, и когда фазы движения ног определяют по датчикам, расположенным на ногах (RU 2020101607 А).
Другим альтернативным вариантом применения электродной матрицы является ее использование в системе для поддержания дыхательной функции. В уровне техники известны технические решения, которые позволяют осуществлять нейростимуляцию пациентов, подключенных к аппаратам искусственной вентиляции легких (например, RU2750236 С1 ). Электростимуляцию используют для активации межреберных мышц, диафрагмы, абдоминальных мышц путем стимуляции корешков спинного мозга и сегментов грудного отдела спинного мозга с различными параметрами импульсов для каждого типа мышц. При этом матрица может быть расположена следующим образом: неподвижный телескопический держатель электрода (11) матрицы зафиксирован между позвонками ТЗ-Т4, или Т4-Т5, или Т5-Т6, или Т6-Т7, или Т7-Т8, а остальные электроды расположены на уровне выше или ниже в зависимости от того, какую функцию (вдох или выдох) необходимо в первую очередь активировать. Вдох - уровни выше, выдох - уровни ниже.
Также электродная матрица может быть использована для одновременного воздействия на две и более физиологических систем человека, центры регуляции которых расположены в спинном мозге. Так, известна проблема резкого уменьшения артериального давления при вертикализации пациентов с травмой спинного мозга (ортостатическая гипотензия). Стимуляция на уровне поясничного утолщения, зависящая от фаз движения, обеспечит переход из положения сидя в положение стоя и устойчивую вертикальную позу у таких пациентов (Sayenko D. G. et al. Self-assisted standing enabled by non-invasive spinal stimulation after spinal cord injury //Journal of neurotrauma. - 2019. - T. 36. - №. 9. - C. 1435- 1450), а стимуляция в среднегрудном отделе позвоночника предотвратит резкое падение артериального давления и обморок (Phillips A. A. et al. An autonomic neuroprosthesis: noninvasive electrical spinal cord stimulation restores autonomic cardiovascular function in individuals with spinal cord injury //Journal of neurotrauma. - 2018. - T. 35. - №. 3. - C. 446- 451). Для регуляции функций кардиоваскулярной системы для предотвращения обмороков при вертикализации спинальных пациентов неподвижный телескопический держатель электрода (11) матрицы может фиксироваться на уровне Т7. Если решается иная кардиологическая проблема (например, аритмия), то неподвижный телескопический держатель электрода (11 ) матрицы может располагаться на уровне Т1 или Т5.
Матрица может быть использована при диагностике функционального состояния вегетативной нервной системы, когда осуществляют стимуляцию спинного мозга электрическим током и регистрируют вызванные кожные вегетативные потенциалы с электродов, расположенных в тех сегментах спинного мозга, в которых находятся центры регуляции той или иной вегетативной системы. Один из подобных способов диагностики вегетативной нервной системы раскрыт в RU2201710 С1. Для этого регистрируют вызванные кожные вегетативные потенциалы с электродов, расположенных по паравертебральным линиям с двух сторон от линии остистых отростков в межреберных промежутках на уровне позвонков Т6-Т11 или ниже на уровне T12-S1. Поражение симпатического ствола диагностируют при увеличении амплитуды потенциала, снижении скорости проведения и уменьшении латентного периода потенциала относительно нормы. Поражение спинно-мозговых корешков диагностируют при увеличении латентного периода потенциала, снижении скорости проведения и уменьшении амплитуды потенциала. Полное нарушение проводимости сегментарного нерва диагностируют при отсутствии вызванного кожного потенциала на исследуемом уровне.
Так как в уровне техники продемонстрировано, что механизмы воздействия на спинной мозг при эпидуральной и при чрескожной электрической стимуляции одинаковые (Gerasimenko et al., Transcutaneous electrical spinal-cord stimulation in humans. // Ann. Phys. Rehabil. Med. - 2015. - V. 58, N4. - P. 225-231), то электродная матрица может применяться в тех случаях, когда сейчас применяется инвазивная (эпидуральная) электрическая стимуляция спинного мозга на нескольких уровнях. Например, матрица может быть использована для купирования спастического синдрома, обусловленного нарушением сегментарного аппарата спинного мозга в соответствии с RU2038099 С1. Для этого неподвижный телескопический держатель электрода (11) матрицы может фиксироваться на уровне позвонков Т 12-L1 . Этот способ включает дозированное введение лекарственных препаратов в эпидуральное пространство на уровне поясничного утолщения и осуществляют стимуляцию спинного мозга выше и ниже поясничного утолщения.
Ниже приведен неограничивающий пример электродной матрицы согласно настоящему изобретению для восстановления локомоторных функций пациента.
Пример. Использование матрицы в реабилитации двигательных функций.
Целью двигательной реабилитации с использованием матрицы в составе нейропротеза (RU2725090) является улучшение навыка ходьбы, увеличение подвижности в суставах нижних конечностях, улучшение координации.
Реабилитационная процедура с использованием матрицы в составе нейропротеза может состоять из двух частей: тренировка на беговой дорожке и тренировка на неподвижной ровной твердой поверхности (например, ходьба по полу). Каждая часть процедуры может быть примерно одинаковой длительности. Общая длительность тренировки от 20 до 60 минут. Длительность зависит от общей тренированности/утомляемости, самочувствия пациента (уровень нагрузки - умеренный). Длительность тренировки для каждого пациента может увеличиваться от начала реабилитационного периода к его концу. Пациент во время процедуры может использовать привычные для него технические средства реабилитации (ортезы, трости, ходунки, костыли и т.п.). Возможно 12 процедур на реабилитационный курс. Возможные режимы: 20 мин для первых 1-3 процедур, увеличение длительности 30 мин для 4-6 процедур и до 40- 60 мин для 7-12 процедур. После 1-2 -дневного перерыва между процедурами длительность тренировки может быть уменьшена. Перед началом тренировки накожно, над позвоночником, размещают матрицу электродов (фиг.5). Применяют одноразовые или индивидуальные для каждого пациента электроды с токопроводящей самоклеящейся поверхностью с кнопочным разъемом.
Используя возможности матрицы регулировать положение электродов с учетом анатомических особенностей пациента, располагают и закрепляют электроды следующим образом (фиг.6):
• по вертикальной осевой линии позвоночника между позвонками Т11 (21) и Т12 (22) - электрод (25), соединенный с неподвижным телескопическим держателем электрода (11),
• на 1-3 см латерально с пораженной стороны и вниз от межпозвоночной зоны между позвонками Т11 (21) и Т12 (22) - электрод (26), соединенный с подвижным телескопическим держателем электрода (12),
• на 1-3 см латерально с пораженной стороны и вниз от межпозвоночной зоны между позвонками 1_1 (23) и L2 (24) - электрод (27), соединенный с подвижным телескопическим держателем электрода (12).
В результате электрод (25) должен находиться над спинным мозгом, электроды (26) и (27) - над дорзальными корешками спинного мозга. Электроды на спине являются катодами. Два анода располагают над гребнями подвздошных костей справа и слева или один анод - на пораженной стороне над гребнем подвздошной кости. Аноды общие для всех катодов.
После установки матрицы электродов их подсоединяют к стимулятору для чрескожной электрической стимуляции (20) с помощью проводов (17).
Интенсивность стимуляции зависит от возбудимости спинальных нейронных сетей спинного мозга и от уровня болевой чувствительности пациента. Подбор интенсивности стимуляции осуществляет специалист, проводящий процедуру, сразу после начала тренировки (ходьбы пациента по полу или по беговой дорожке с комфортной скоростью). Интенсивность тока при избранной частоте стимуляции должна быть на уровне парастезии (ощущения покалывания, или жжения, или легкой болезненности, или тяжести в области катода). Или интенсивность на 5-10% меньше интенсивности парастезии. Интенсивность стимуляции в движении не должна вызывать неприятных или болезненных ощущений. В процессе тренировки возможно постепенное увеличение интенсивности стимуляции по мере адаптации пациента к ходьбе и текущей интенсивности стимуляции. Эти величины интенсивности тока должны находиться в диапазоне токов, вызывающих двигательные ответы мышц нижних конечностей на одиночные прямоугольные импульсы длительностью 1 мсек, которые определяют перед началом реабилитационного курса.
Частота стимуляции на уровне Т11-Т12 позвонков, электрод (25) - около 30 Гц. Частота стимуляции на уровне корешков спинного мозга в районе позвонка Т12, электрод (26) - около 40 Гц, в районе позвонка L2, электрод (27) - около 15 Гц. Форма импульса - биполярная, заполненная частотой ~5-10 кГц, или монополярная, заполненная частотой ~5-10 кГц.
В процессе тренировки интенсивность тока на электродах (26) и (27) равна нулю, если пациент стоит. При ходьбе каналы стимулятора, подключенные к этим электродам, включаются. На латеральный электрод (26) в области Т12 позвонка поступает ток в фазе переноса пораженной ноги, или в фазе опоры условно здоровой ноги, или во время опоры на средство технической реабилитации (трость, костыль и т.п.), которое пациент держит в условно здоровой руке. На латеральный электрод (27) в области позвонка L2 - в фазе опоры пораженной ноги, или в фазе переноса условно здоровой ноги, или отрыва от опоры средства технической реабилитации. Сигнал о фазе шага и об опоре/переносе средства технической реабилитации стимулятор получает от датчиков движения, которые перед процедурой закрепляют на ногах пациента и/или на средстве технической реабилитации (RU2725090; Гришин А.А., Боброва Е.В., Решетникова В. В., Мошонкина Т.Р., Герасименко Ю.П. Система детектирования фаз шагательного цикла и стимуляции спинного мозга как инструмент управления локомоцией человека И Медицинская техника. - 2020. - №5. - с. 10-14.)
Реабилитационные процедуры проходят в присутствии специалиста. Специалист следит за качеством ходьбы пациента, дает пациенту рекомендации для корректировки движений с целью увеличить устойчивость при ходьбе, специалист уменьшает или увеличивает скорость движения беговой дорожки. Возможны тренировки на беговой дорожке с частичной поддержкой веса тела (до 50%).
Пациент может самостоятельно использовать нейропротез после того, как специалист выставит и зафиксирует на матрице позиции электродов и подберет оптимальные для пациента интенсивности стимуляции и режим работы нейропротеза, обучит пациента или его близких управлять нейропротезом.
Клинические случаи
Пациент 1. 78 лет, мужчина, последствия острого нарушение мозгового кровообращения в правой среднемозговой артерии 1 год реабилитации. Левосторонний гемипарез. Левосторонняя гемигипостезия.
Проведена реабилитационная процедура с использованием нейропротеза, направленная на восстановление функции ходьбы. Катоды (0 2 см) зафиксировали по средней линии позвоночника между Т11 -Т12 позвонками, левее и ниже на ~2 , 5 см от центра этого электрода, над корешком спинного мозга и левее и ниже на ~2 см от средней вертикальной линии между позвонками L1-L2. Аноды размером 5*10 см разместили над гребнями подвздошных костей справа и слева. Пациент ходил по беговой дорожке 25 мин с 4 остановками для отдыха на 1-2 мин. Скорость беговой дорожке подбирали так, чтобы пациент самостоятельно мог идти по движущейся ленте, не приближаясь к передней стойке дорожки и не откатываясь назад. Скорость в процессе процедуры меняли, чтобы ходьба была равномерной и комфортной для пациента. Стартовая комфортная скорость составила 0,2 м/сек (0,74 км/ч). В процессе ходьбы с нейропротезом скорость дорожки была увеличена до 0,3 м/сек (0,8 км/ч).
Интенсивность стимуляции по всем электродам -50-70 мА. Частота стимуляции на уровне Т11-Т12 позвонков, по осевой линии, 30 Гц. Частота стимуляции на уровне корешков спинного мозга в районе позвонка Т11-Т12 40 Гц, в районе позвонка L1-L2 20 Гц.
Контроль результатов процедуры проводили на беговой дорожке. Пациент ходил без стимуляции по дорожке с комфортной скоростью -1 мин непосредственно перед началом и сразу после окончания реабилитационной процедуры. Активность мышц ног и кинематические характеристики ходьбы регистрировали с помощью комплекса «Стэдис» (ООО «Нейрософт»). Перед началом первого исследования на теле пациента устанавливали на эластичных лентах 5 сенсоров, в состав которых входят акселерометры, которые регистрируют перемещение в пространстве звеньев тела, на которых они закреплены, а также усилители биологического сигнала для регистрации электрической активности мышц (электромиограммы, ЭМГ). Сенсоры устанавливали на спине, в области поясницы, а также билатерально на голень и бедро. Регистрировали ЭМГ следующих мышц: mm. tibialis anterior, gastrocnemius lateralis, quadriceps femoris (rectus femoris), biceps femoris (длинную и короткую головки). Для этого на перечисленные мышц крепили поверхностные одноразовые электроды с адгезивным слоем 0 35 мм (Kendall, Н135).
Абсолютные значения измеренных параметров до и после проведения одной реабилитационной процедуры представлены в Таблице 1. Относительные изменения представлены на фиг. 8, где 100% соответствуют величине параметра перед реабилитационной процедурой.
После процедуры у пациента увеличилась скорость ходьбы на 8% (фиг. 8, Д), что также проявилось в уменьшении длительности цикла шага на 6% (фиг. 8, А). Длина двойного шага увеличилась на 6% (фиг. 8, Г). При увеличении скорости ходьбы активность всех регистрируемых мышц заметно уменьшилась (от 3% до 47%, фиг. 8К-Н), что демонстрирует уменьшение метаболической стоимости локомоции и демонстрирует, что реабилитационная процедура оптимизировала нервную регуляцию мышц ног.
Пациент 2. 68 лет, мужчина, Последствия инфаркта головного мозга в бассейне правой средней мозговой артерии, произошедший за 8 месяцев до процедуры. Атеросклероз брахиоцефальных артерий со стенозированием, справа каротидная бифуркация на 30%. S-образная извитость обеих внутренних сонных артерий. Левосторонний гемипарез. Левосторонняя гемигипостезия. Вестибуло-атактический и астенический синдромы. Фоновое заболевание: Гипертоническая болезнь 3 степени.
Проведена реабилитационная процедура с использованием нейропротеза, направленная на восстановление функции ходьбы. Расположение стимулирующих электродов и режим стимуляции такие же, как у Пациента 1 Длительность ходьбы по беговой дорожке со стимуляцией 20 мин со скоростью 0,4 м/с (1 ,41 км/ч).
Контроль параметров ходьбы проводили на твердой поверхности, на полу - пациент ходил без стимуляции в комнате, где проводили реабилитацию, непосредственно перед началом и сразу после окончания процедуры. Пациент должен был идти с комфортной для него скоростью в течение ~1 мин, пройденный путь составил в обоих случаях ~30 м. Активность мышц ног и кинематические характеристики ходьбы регистрировали также, как и в случае с пациентом 1 .
Абсолютные значения измеренных параметров до и после проведения одной реабилитационной процедуры представлены в Таблице 1 , относительные изменения - на фиг.8.
После процедуры у пациента увеличилась скорость ходьбы на 10% (фиг. 9, Д), что также проявилось в уменьшении длительности цикла шага на 7% (фиг. 9, А). Длина двойного шага увеличилась на 6% (фиг. 9, Г). Увеличилась амплитуда движений в тазобедренном и коленном суставах с пораженной стороны (фиг. 9, Ж, 3).
П1 , П2 - пациенты, Л - слева, П - справа, ТЗБ - тазобедренный сустав, КЛН - коленный сустав, ГЛН - голеностопный сустав, ТА - m. tibialis anterior (передняя большеберцовая мышца), GL - т. gastrocnemius lateralis (латеральная головка икроножной мышцы), RF - т. rectus femoris (прямая мышца бедра), BF - т. biceps femoris (двуглавая мышца бедра).
Таким образом, показано, что использование электродной матрицы согласно настоящему изобретению обеспечивает надежную и точную фиксацию на спине пациента набора электродов для стимуляции спинного мозга и корешков спинного мозга, а также и осуществление чрескожной мультисегментарной (многоуровневой) электрической стимуляции структур спинного мозга во время движений по определенному алгоритму.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные исследования приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения. Таблица 1
Figure imgf000019_0001

Claims

Формула изобретения
1. Неинвазивная электродная матрица для мультисегментарной стимуляции спинного мозга, содержащая: раму с направляющими, выполненную с возможностью плотного прилегания к спине пациента, по меньшей мере два сменных модуля с установленными в каждом из них телескопическими держателями электродов, причем электроды закреплены на торцах телескопических держателей, направленных к спине пациента, и являются съемными, по меньшей мере два основания сменных модулей, выполненных с возможностью перемещения вдоль направляющих рамы и фиксации на направляющих рамы в заданном положении, причем каждый из сменных модулей размещен в соответствующем основании, один из телескопических держателей является неподвижным, а остальные подвижные телескопические держатели имеют возможность продольного и вертикального перемещения относительного сменного модуля, в котором они установлены, таким образом, чтобы электроды находились в контакте с кожей пациента.
2. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой рама выполнена в виде двух параллельно скрепленных элементов, имеющих изогнутую форму типа бумеранга, между которыми располагаются две направляющие, каждая из которых проходит через отверстия в обоих элементах в области изгиба.
3. Неинвазивная электродная матрица по п. 2, в которой на обоих концах каждого из элементов закреплены опоры через шарнирные соединения.
4. Неинвазивная электродная матрица по п. 3, в которой опоры имеют подложку из медицинского силикона для плотного прилегания к телу пациента.
5. Неинвазивная электродная матрица по п. 2, в которой параллельные элементы рамы имеют отверстия для крепления средств крепления матрицы электродов к телу пациента, выбранные из: пояс, бандаж, эластичные ремни.
6. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой каждый сменный модуль фиксируется в основании сменного модуля посредством подпружиненных кнопок- защелок, расположенных с каждой стороны сменного модуля.
7. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой в каждом из сменных модулей установлено по меньшей мере три телескопических держателя электродов.
8. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой сменный модуль имеет пазы для размещения, продольного перемещения вдоль них подвижных телескопических держателей электродов и вертикального перемещения относительно них подвижных телескопических держателей электродов.
9. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой каждый телескопический держатель имеет ручку-фиксатор для закрепления продольного положения держателя относительно сменного модуля и шток для регулирования вертикального перемещения держателя относительно сменного модуля.
10. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой на торцах телескопических держателей электродов выполнено кнопочное крепление для фиксации съемных электродов с ответным кнопочным разъемом.
11. Неинвазивная электродная матрица по п. 1 , в которой съемным электродом является кнопочный электрод круглой формы с токопроводящим адгезивным слоем.
12. Применение неинвазивной электродной матрицы с использованием чрескожной электрической стимуляции спинного мозга для реабилитации двигательных функций пациента и/или для модуляции дыхательной, кардиоваскулярной или иной функции внутренних органов пациента и/или для диагностики функционального состояния вегетативной нервной системы пациента и/или для купирования спастического синдрома, обусловленного нарушением сегментарного аппарата спинного мозга.
PCT/RU2021/000385 2021-09-07 2021-09-09 Неинвазивная электроидная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения WO2023038539A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126350A RU2778009C1 (ru) 2021-09-07 Неинвазивная электродная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения
RU2021126350 2021-09-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023038539A1 true WO2023038539A1 (ru) 2023-03-16

Family

ID=85506846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000385 WO2023038539A1 (ru) 2021-09-07 2021-09-09 Неинвазивная электроидная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023038539A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110208029A1 (en) * 2007-10-22 2011-08-25 Centre National De La Recherche Scienfifique (Cnrs) Device for stimulating living tissue by microelectrodes and removable module and use thereof
RU2545440C1 (ru) * 2014-02-19 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН) Способ накожной электростимуляции спинного мозга
US20170027803A1 (en) * 2014-04-21 2017-02-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Human Movement Research, Therapeutic, and Diagnostic Devices, Methods, and Systems
US20170065814A1 (en) * 2010-11-11 2017-03-09 University Of Iowa Research Foundation Electrode array configured to wrap around and stimulate the spinal cord
WO2019073003A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Tesla Medical S.R.O. NEUROMODULATION ELECTRODE ASSEMBLY

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110208029A1 (en) * 2007-10-22 2011-08-25 Centre National De La Recherche Scienfifique (Cnrs) Device for stimulating living tissue by microelectrodes and removable module and use thereof
US20170065814A1 (en) * 2010-11-11 2017-03-09 University Of Iowa Research Foundation Electrode array configured to wrap around and stimulate the spinal cord
RU2545440C1 (ru) * 2014-02-19 2015-03-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН) Способ накожной электростимуляции спинного мозга
US20170027803A1 (en) * 2014-04-21 2017-02-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Human Movement Research, Therapeutic, and Diagnostic Devices, Methods, and Systems
WO2019073003A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Tesla Medical S.R.O. NEUROMODULATION ELECTRODE ASSEMBLY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Carhart et al. Epidural spinal-cord stimulation facilitates recovery of functional walking following incomplete spinal-cord injury
Kobetic et al. Implanted functional electrical stimulation system for mobility in paraplegia: a follow-up case report
Baker et al. Neuromuscular electrical stimulation of the muscles surrounding the shoulder
Marsolais et al. Functional walking in paralyzed patients by means of electrical stimulation
Mushahwar et al. New functional electrical stimulation approaches to standing and walking
Nene et al. Paraplegic locomotion: a review
RU2529471C2 (ru) Способ накожной электростимуляции спинного мозга
RU2627359C2 (ru) Устройство для неинвазивной электрической стимуляции спинного мозга
EP3695880B1 (en) System for neuromodulation
ACimoviC-Janeki Application of a progr mable dual-charnel adaptive electrical stimulation system for the control and analysis of gait
Bertoti et al. Percutaneous intramuscular functional electrical stimulation as an intervention choice for children with cerebral palsy
Quintern Application of functional electrical stimulation in paraplegic patients
Al-Abdulwahab et al. Neuromuscular electrical stimulation of the gluteus medius improves the gait of children with cerebral palsy
Maležič et al. Restoration of gait by functional electrical stimulation in paraplegic patients: a modified programme of treatment
Bogataj et al. Enhanced rehabilitation of gait after stroke: a case report of a therapeutic approach using multichannel functional electrical stimulation
Malezic et al. Multichannel electrical stimulation of gait in motor disabled patients
RU2778009C1 (ru) Неинвазивная электродная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения
WO2023038539A1 (ru) Неинвазивная электроидная матрица спинального нейропротеза и способ ее применения
Naumann et al. Dual-channel electrical stimulators for use by children with diplegic spastic cerebral palsy
Muccio et al. Electronic orthoses: technology, prototypes, and practices
RU2650210C1 (ru) Способ реабилитации пациентов после травм и поражений грудного и поясничного отделов позвоночника
RU2236264C1 (ru) Способ формирования вертикальной позы у больных с нарушением проводимости по спинному мозгу
Bouri et al. Closed-loop functional electrical stimulation for gait training for patients with paraplegia
RU2725090C1 (ru) Способ регуляции и восстановления самостоятельной ходьбы у пациентов с двигательной патологией различного генеза
RU2809544C1 (ru) Способ реабилитации пациентов после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава в раннем послеоперационном периоде

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21956919

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2401001530

Country of ref document: TH

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE