ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА Российский патент 1998 года по МПК A61N1/36 A61N1/375 

Изобретение относится к медицине, конкретно к медицинской технике, и касается электростимуляторов желудочно-кишечного тракта.

Известен электростимулятор, содержащий генератор импульсов, источник питания, электроды, причем на электрод-анод нанесено покрытие в виде сплошной проводящей пленки из микроэлементов толщиной не менее 10 мкм [1].

Недостатком данного электростимулятора является то, что микроэлементы из покрытия вносятся на всем протяжений желудочно-кишечного тракта, отсутствует обратная связь с состоянием желудочно-кишечного тракта и с субъективными ощущениями пациента, что ограничивает сферу применения электростимулятора. С другой стороны выпускаемые модели стимуляторов жестко типизированы по покрытиям, что затрудняет их применение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий электроды, представляющие собой две электрически изолированные части лекарственной капсулы, а генератор импульсов и источник питания размещены внутри капсулы - прототип [2].

Однако из-за отсутствия обратной связи с моторной активностью и с субъективными ощущениями пациента; болями и мышечными судорогами, возникающими при прохождении определенных отделов желудочно-кишечного тракта, использование его в клинической практике недостаточно эффективно и может вызвать побочные явления.

Задачей изобретения является устранение побочный явлений и повышение эффективности лечения за счет возможности управления электростимулятором и изменения параметров импульсов в соответствии с потребностями желудочно-кишечного тракта или субъективными ощущениями пациента, а также за счет управления процессом внесения микроэлементов или препаратов электрохимическим путем в требуемые отделы желудочно-кишечного тракта в соответствии с назначенным лечением, повысить удобство эксплуатации путем установки пациентом назначенными для лечения сменных электродов с покрытиями из микроэлементов или препаратов.

Поставленная задача достигается тем, что электростимулятор желудочно-кишечного, тракта, содержащий электроды, представляющие собой электрически изолированные части лекарственной капсулы, источник питания, размещенный внутри капсулы, дополнительно содержит микроконтроллер, выходы которого присоединены к электродам, и датчики, выполненные с возможностью приема сигналов внутренних органов и/или сигналов внешнего передатчика, выходы датчиков присоединены к входам микроконтроллера, дополнительные электроды с покрытием из микроэлементов или препаратов, которые подключены к отдельным выходам микроконтроллера, причем дополнительные электроды могут быть выполнены съемными, и дополнительно содержит передатчик сигналов, поступающих от внутренних органов.

Новым в предлагаемом электростимуляторе желудочно-кишечного тракта является то, что он содержит внутри лекарственной капсулы микроконтроллер, выходы которого присоединены к электродам, содержит датчики, выполненные с возможностью приема сигналов от внутренних органов и/или от внешнего передатчика, выходы которых присоединены к входам микроконтроллера, содержит дополнительные электроды с покрытием из микроэлементов или препаратов, которые подключены к отдельным выходам микроконтроллера, причем дополнительные электроды могут быть выполнены съемными, и дополнительно содержит передатчик сигналов, поступающих от внутренних органов.

В проанализированной автором литературе не найдено данных отличительных признаков. Таким образом изобретение соответствует критерию "новизна".

Совокупность отличительных признаков не вытекает явным образом из уровня техники для специалиста. Таким образом техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение может использоваться в медицинской практике. Таким образом, оно соответствует критерию промышленно применимо.

На фиг. 1 изображена конструкция электростимулятора желудочно-кишечного тракта; на фиг. 2 - структурная схема электростимулятора.

Электростимулятор желудочно-кишечного тракта состоит из корпуса, состоящего из диэлектрической втулки 1, к которой крепятся электроды 2 и 3, причем электрод 2 присоединен к отрицательному полюсу источника питания - 5 (катод), электрод 3 присоединен к выходу микроконтроллера 4, к входам которого присоединены датчики 7, выполненные с возможностью принимать сигналы внутренних органов и/или сигналов внешнего передатчика. Дополнительные электроды 6 присоединены к отдельным выходам микроконтроллера 4. Дополнительные электроды 6 могут быть выполнены съемными. Контактная пружина 9 соединяет отрицательный полюс источника питания 5 и электрод 2 с микроконтроллером 4, с помощью контактной пружины 10 к микроконтроллеру присоединяется положительный полюс источника питания 5. Передатчик сигналов 8 выполнен с возможностью передавать сигналы от внутренних органов и микроконтроллера 4 на внешний приемник для медицинских наблюдений и контроля.

Размеры электростимулятора желудочно-кишечного тракта ограничены возможностью введения его в желудочно-кишечный тракт путем проглатывания.

Электростимулятор желудочно-кишечного тракта работает следующим образом.

Электростимулятор вводят в желудочно-кишечный тракт путем проглатывания. Серии импульсов заданной характеристики поступают на электроды. Датчики 7 регистрируют данные об активности желудочно-кишечного тракта - о возникающих волнах перистальтики, которые передаются на входы микроконтроллера 4. При достижении достаточно высокой активности желудочно-кишечного тракта, т.е. при достижении положительного эффекта от электростимуляции, микроконтроллер 4 продолжает слежение за активностью желудочно-кишечного тракта, за сигналами, поступающими от внутренних органов на датчики 7, и в соответствии с заданной программой включать режим электростимуляции, подключать дополнительные электроды по отдельности или в комбинации в зависимости от заданной программы лечения. С помощью датчика pH, например, можно отследить перемещение электростимулятора из желудка с кислой средой, в кишечник с щелочной средой, что необходимо знать при назначении электростимуляции и/или внесения микроэлементов и препаратов в определенных отделах желудочно-кишечного тракта. В случае снижении активности желудочно-кишечного тракта ниже определенного уровня, микроконтроллер 4 включает серии импульсов на электроды 2 и 3, которые соприкасаются со стенками кишечника. Электрические импульсы, воздействуя на стенку кишечника, вызывают ответную реакцию в виде волны перистальтики, которая передвигает электростимулятор и содержимое кишки в дистальные ее отделы, на которые подается очередная серия импульсов, и процесс повторяется.

Когда возникают боли или мышечные судороги, при прохождении определенных отделов желудочно-кишечного тракта, у пациента имеется возможность отключать электростимулятор или изменить параметры его импульсов с помощью внешнего передатчика, что позволяет снять мышечные судороги и боли у пациента, снизить побочные отрицательные эффекты применения электростимуляторов желудочно-кишечного тракта. Имеется возможность производить наблюдения, например, лечащим врачом, за сигналами, поступающими от внутренних органов, и передаваемыми передатчиком 8 на внешний приемник для более точной диагностики и лечения.

Электростимулятор содержит датчики 7, выполненные с возможностью принимать сигналы внутренних органов и/или от внешнего передатчика, которые могут представлять собой датчик давления, датчик pH, датчик фоновой (акустической) активности, датчик биопотенциалов, датчик температуры и т.д., причем в качестве электродов датчика биопотенциалов могут использоваться электроды электростимулятора, как основные, так и дополнительные, в этом случае возможно подключение электродов непосредственно к входам микроконтроллера 4 с возможностью снятия биопотенциалов. Электростимулятор содержит также датчик внешних сигналов, с помощью которого принимаются команды от внешнего передатчика, такими датчиками могут быть индуктивный контур, акустический или ультразвуковой датчик и т.д., передача команд может осуществляться по радиоканалу, индуктивно, звуком, ультразвуком и т.д., причем возможно совмещение приема одним датчиком сигналов внутренних органов и сигналов внешнего передатчика. Выходы датчиков 7 присоединены к входам микроконтроллера 4, причем при необходимости в состав датчиков 7 может входить усилитель-преобразователь, выполненный с возможностью усиливать и преобразовывать сигналы датчика в пределах, требуемых для микроконтроллера 4.

Выходы микроконтроллера 4 присоединены к электродам 2 и 3, дополнительные электроды 6 присоединены к отдельным выходам микроконтроллера 4. Микроконтроллер 4 имеет возможность по заданному аппаратно или программно алгоритму включать или выключать подачу импульсов на электроды 2 и 3, а также на дополнительные электроды 6, или изменять параметры импульсов (ток, напряжение, длительность, частоту, следования импульсов, форму, скважность и т.д.) в зависимости от внутренних органов и/или в зависимости от сигналов, поступающих на датчики 7 от внешнего передатчика, который находится у пациента или у врача. Возможность изготовления электростимулятора со сменными дополнительными электродами позволяет пациенту использовать электроды с различными покрытиями из микроэлементов или лекарственных препаратов дифференциально, в зависимости от характера применения электростимулятора, либо по назначению врача, либо по рекомендациям лечебных программ.

Электростимулятор желудочно-кишечного тракта содержит передатчик 8 сигналов, поступающие на датчики 7 от внутренних органов и/или от микроконтроллера 4, информация которого принимается внешним приемником для медицинских наблюдений и диагностики. Передача информации может осуществляться по тем же каналам, как и прием внешних команд, возможно одним и тем же датчиком, например, ультразвуковой датчик или акустический микрофон могут излучать ультразвуковые или звуковые колебания, которые могут быть приняты внешним приемником, таким же образом можно использовать и индуктивный контур.

Микроконтроллер 4 в простейшем варианте может быть выполнен, например, в виде интегратора, управляющего генератором серий импульсов, который работает, например, по простейшему алгоритму, заданному аппаратно: при достижении высокой моторной активности желудочно-кишечного тракта импульсы (напряжение) с датчика поступают на интегратор, в котором производится заряд интегрирующей емкости. При достижении определенного уровня напряжения на ней производится отключение генератора серий импульсов. При снижении моторной активности желудочно-кишечного тракта снижается уровень напряжения на интегрирующей емкости и производится включение генератора серий импульсов. Дополнительные электроды, в простейшем варианте, подключаются к генератору серий импульсов по командам от внешнего передатчика.

Другой, простой вариант микроконтроллера - это усилитель-преобразователь сигналов, поступающих от внешнего передатчика. В данном варианте исполнения электростимулятор работает только по командам внешнего передатчика.

В более сложном варианте микроконтроллер 4 выполнен в виде однокристального микроконтроллера, который содержит в своем составе микропроцессор, память программ и данных, аналого-цифровые преобразователи, цифро-аналоговые преобразователи, дискретные входы/выходы, таймер. Алгоритмы реагирования на сигналы датчиков 7, поступающих от внутренних органов и/или от внешнего передатчика, в таком микроконтроллере заложены с помощью программы. Примерами такого микроконтроллера являются микросхемы PIC16C71 фирмы Microchip или 87C196KB фирмы Intel.

Таким образом, предлагаемый электростимулятор желудочно-кишечного тракта позволяет устранить такие побочные явления, как боли, мышечные судороги, связанные с прохождением электростимулятором определенных отделов желудочно-кишечного тракта, повысить эффективность лечения за счет более точного подбора параметров электростимуляции и за счет точного и дозированного внесения микроэлементов или лекарственных препаратов электрохимическим путем на заданных участках желудочно-кишечного тракта. Изготовление электродов съемными позволяет дифференциально подходить к лечению пациентов, в зависимости от характера заболевания назначать электроды с тем или иным покрытием из микроэлементов или лекарственных препаратов и их комбинаций, а также экономически выгоден для потребителя, так как имеется возможность приобретать отдельно от стимулятора съемные дополнительные электроды с различными покрытиями из микроэлементов или лекарственных препаратов по назначению врача, или по рекомендациям лечебных программ, в зависимости от характера применения электростимулятора. Также имеется возможность производить наблюдения лечащим врачом за сигналами, поступающими от внутренних органов и передаваемыми передатчиком на внешний приемник.

Литература
1. Патент. РФ N 2036671 "Электростимулятор желудочно-кишечного тракта" автор Агафонников В.Ф., Б.И. N 16, 1995.

2. Патент РФ N 936931 Пекарский В.В., Агафонников В.Ф., Дамбаев Г.Ц., Кобозев В.И., Попов О.С., Б.И. N 23, 1982 г.

Изобретение относится к медицине, конкретно к медицинской технике и касается электростимуляторов желудочно-кишечного тракта. Решает задачу устранения побочных явлений и повышения эффективности лечения за счет возможности управления электростимулятором и изменения параметров импульсов в соответствии с потребностями желудочно-кишечного тракта или субъективными ощущениями пациента, а также за счет управления процессом внесения микроэлементов или препаратов электрохимическим путем в требуемые отделы желудочно-кишечного тракта в соответствии с назначенным лечением, повышает удобство эксплуатации путем установки пациентом назначенными для лечения сменных электродов с покрытиями из микроэлементов или препаратов. Электростимулятор желудочно-кишечного трактат содержит электроды, представляющие собой электрически изолированные части лекарственной капсулы, источник питания, размещенный внутри капсулы, микроконтроллер, выходы которого присоединены к электродам, и датчики, выполненные с возможностью приема сигналов внутренних органов и/или сигналов внешнего передатчика, выходы датчиков присоединены к входам микроконтроллера, дополнительные электроды с покрытием из микроэлементов или препаратов, которые подключены к отдельным выходам микроконтроллера, причем дополнительные электроды могут быть выполнены съемными, электростимулятор может содержать передатчик сигналов внутренних органов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий электроды, представляющие собой электрически изолированные части лекарственной капсулы, источник питания, размещенный внутри капсулы, отличающийся тем, что внутри лекарственной капсулы расположены микроконтроллер, выходы которого присоединены к электродам, датчики, выполненные с возможностью приема сигналов внутренних органов и/или сигналов внешнего передатчика, выходы которых присоединены к входам микроконтроллера, дополнительные электроды с покрытием из микроэлементов или препаратов присоединены к отдельным выходам микроконтроллера. 2. Электростимулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные электроды выполнены с возможностью их замены. 3. Электростимулятор по п.1, отличающийся тем, что содержит передатчик сигналов внутренних органов.