имплантируемый нейростимулятор

Формула изобретения

ИМПЛАНТИРУЕМЫЙ НЕЙРОСТИМУЛЯТОР, содержащий передающее устройство, включающее последовательно соединенные генератор стимулирующих импульсов, дифференцирующий элемент, генератор длительности импульсов, а также коммутатор и индуктор, размещенный с возможностью индуктивной связи с катушкой связи, отличающийся тем, что в него введены счетчик импульсов и электронный ключ, выход которого соединен с входом индуктора, а вход с выходом коммутатора, первый вход которого соединен с первым выходом генератора длительности импульсов, второй выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом коммутатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к лечению хронической боли с помощью имплантируемых нейростимуляторов.

Задача изобретения создание устройства для длительной электростимуляции спинного мозга при хронических болевых синдромах.

Известно устройство для электростимуляции спинного мозга, состоящее из внешнего передатчика и имплантируемого приемника с электродами. При использовании таких устройств для длительной и хронической стимуляции со временем происходит ослабление противоболевого эффекта из-за самоизоляции электродов, электролиза и поляризации нервной ткани, что требует замены приемника.

Известен также имплантируемый нейростимулятор, содержащий передающее устройство, включающее последовательно соединенные генератор стимулирующих импульсов, дифференцирующий элемент, генератор длительности импульсов, а также коммутатор и индуктор, размещенный с возможностью индуктивной связи с катушкой связи [1]

Такое устройство не может быть эффективно использовано для хронической электростимуляции спинного мозга в связи с возникающей поляризацией клеточных мембран и электролиза нервной ткани из-за отсутствия в его схеме элементов, позволяющих получить пачки биполярных симметричных импульсов с одинаковым количеством заполняющих их положительных и отрицательных стимулирующих импульсов.

Поставленная задача решается тем, что в имплантируемый нейростимулятор, содержащий передающее устройство, включающее последовательно соединенные генератор стимулирующих импульсов, дифференцирующий элемент, генератор длительности импульсов, а также коммутатор и индуктор, размещенный с возможностью индуктивной связи с катушкой связи, введены счетчик импульсов и электронный ключ, выход которого соединен с входом индуктора, а вход с выходом коммутатора, первый вход которого соединен с первым выходом генератора длительности импульсов, второй выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом коммутатора.

Введение в схему стимулятора двух элементов счетчика импульсов и электронного ключа, соединенных последовательно через коммутатор, дает возможность достаточно просто получать пачки биполярных симметричных импульсов на выходе передающего устройства, необходимых для устранения поляризации клеточных мембран и предотвращения электролиза нервной ткани. Это позволяет эффективно проводить длительную электростимуляцию спинного мозга при хронических болевых синдромах.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 осциллограммы выходных импульсов.

Имплантируемый нейростимулятор (фиг.1) содержит передающее 1 и приемное 2 устройства. Передающее устройство 1 состоит из генератора 3 импульсов, соединенного последовательно с дифференцирующим элементом 4, генератором длительности 5, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора 6, а второй выход с входом счетчика импульсом 7, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 6, соединенного последовательно с электронным ключом 8 и электромагнитным индуктором 9. Приемное устройство 2 состоит из капсулированной плоской индуктивной катушки связи 10 и изолированных выводных проводников 11, соединяемых с вживляемыми больному электродами (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от локализации болевого синдрома больному на разных уровнях позвоночного столба устанавливают в эпидуральное пространство спинного мозга электроды, которые затем проводят под кожей и соединяют проводниками 11 с катушкой связи 10. Последнюю имплантируют под кожу больного в удобном месте, например в правом подреберье.

Во время сеанса электростимуляции индуктор 9 располагают над имплантированной приемной катушкой связи 10. Индуктор наводит в катушке 10 импульсную электродвижущую силу, которая передается проводниками 11 и электродами в эпидуральное пространство к задним столбам спинного мозга.

Генератор 3 импульсов вырабатывает периодические импульсы, частота повторения которых равна частоте повторения рабочих стимулирующих импульсов, подводимых по проводникам 11 к электродам. Эти импульсы дифференцируются дифференцирующим элементом 4 и запускают генератор длительности 5, формирующий квазипрямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности рабочих стимулирующих импульсов на электродах (фиг.2а).

Импульсы с выхода генератора 5 длительности поступают на счетчик 7 импульсов и на первый вход коммутатора 6, с которого поступают на электронный ключ 8 и индуктор 9, вырабатывающий импульсное магнитное поле.

Счетчик 7 импульсов формирует импульсы, длительность которых равна заданному числу стимулирующих импульсов (фиг. 2б). При этом действующие на входе электронного ключа 8 импульсы В и Г (фиг.2) создают на его выходе пачки биполярных симметричных импульсов с одинаковым наперед заданным сочетанием наполняющих их положительных и отрицательных стимулирующих импульсов (фиг.2д).

После установки электродов в эпидуральное пространство спинного мозга проводят тщательное тестирование и подбор параметров импульсного тока, при этом приемное устройство не имплантируют, а располагают на коже больного. Внешние концы электродов соединяют с выводами приемной катушки, а индуктор размещают непосредственно над приемной катушкой и отделяют от нее прокладкой, толщиной 5-7 мм, имитирующей мягкие ткани (кожу и подкожную клетчатку) больного.

Подбор параметров стимулирующих импульсов осуществляют в ходе тестовой стимуляции на протяжении 3-4 недель. Различные комбинации амплитуды, частоты и длительности импульсного тока в этот период контролируется врачом по ощущениям больного (снижение или увеличение интенсивности боли, локализация парестезий, совпадение их с областью боли и т.д.), которые сопоставляются с показателями электромиографии. В это же время больного обучают работе с электростимулятором. После завершения тестирования и подбора параметров имплантируют приемное устройство под кожу больного.

В домашних условиях больной при проведении сеанса электростимуляции включает стимулятор, располагает индуктор рабочей поверхностью на коже точно над имплантированным приемным устройством и плавно увеличивает амплитуду импульсов поворотом ручки по часовой стрелке до появления легких перестезий в зоне локализации боли. Сеанс противоболевой электростимуляции продолжается 40-60 мин и повторяется по мере возобновления боли 4-5 и более раз в сутки. При купировании боли (отсутствие ее на протяжении 2-3 сут) сеансы электростимуляции можно прервать до появления болей достаточной интенсивности.

Медико-клиническая эффективность сконструированного нейроэлектростимулятора для длительной электростимуляции спинного мозга заключается в эффективном купировании хронических болевых синдромов.