СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРПУЛЬСАЦИОННОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2016 года по МПК A61B5/456 A61N1/36 

Изобретение относится к медицине, в частности к способу контрпульсационной терапии и устройству для его осуществления, и может быть использовано для лечения сердечно-сосудистой патологии, а также в лечебно-восстановительной медицине.

Известен способ внешне-аортальной контрпульсации (патент Грузии GE 118), который осуществляется транспозицией лоскута скелетной мышцы в грудную полость с фиксацией его на аорте и электростимуляцией трансплантата в режиме контрпульсации посредством электродов.

Известен также неинвазивный способ электростимуляции мышцы (патент Грузии GE 366), который предусматривает укрепление электродов на выбранной мышце, предварительное определение сердечного ритма и воздействие синхронизированными с ним надпороговыми электрическими импульсами.

В указанном способе применяется кардиоскоп, посредством которого подбирается такой момент сердечного цикла, когда должно произойти электровоздействие, большей частью в режиме контрпульсации (в фазе диастолы).

Проблема, связанная с применением вышеупомянутых способов, состоит в том, что для начала стимуляции в фазе диастолы необходимо четкое определение зубца T на электрокардиограмме, так как от оператора требуется определение времени задержки, равной интервалу Q-T.

Для этого оператору приходится перемещать электроды одноканального датчика до тех пор, пока не будут достигнуты четкие контуры зубцов R и T на электрокардиограмме, или использовать 12-канальный ЭКГ аппарат, что представляет собой неудобную и длительную процедуру.

В случае применения указанных способов можно ожидать начала стимуляции в неверной фазе, так как обычно (даже у здоровых людей) происходит физиологическая девиация сердечного ритма, что на кардиограмме проявляется в виде неравномерности интервалов R-R. Чтобы избежать этого оператору приходится подбирать время задержки стимуляции таким образом, чтобы начало стимуляции произошло c определенной задержкой после зубца T кардиограммы для предотвращения стимуляции в фазе систолы, что непременно будет иметь отрицательный или, более того, печальный эффект для состояния здоровья пациента.

Естественно, что в этом случае эффект терапии будет полностью зависеть от квалификации и аккуратности оператора. В случае же аритмии эта проблема проявляется еще острее, что может вызвать печальный результат.

Известны также способ и устройство для внешней контрпульсационной терапии (заявка US 2009/0036938), где используются датчики для стимуляции с целью электростимуляции скелетной и/или гладкой мышцы синхронно с сердечным циклом, посредством чего в фазе диастолы возрастает кровяное давление в венах и артериях.

В указанных способе и устройстве используются датчики сигналов электрической активности сердца или других физиологически изменяющихся сигналов, например звуковых сигналов сердца.

В вышеуказанной заявке США при рассмотрении звуковых сигналов (тонов) сердца для определения диастолической фазы не описано дифференцирование тонов сердца, в частности I и II тонов, в некоторых же случаях III и IV тонов, что особенно необходимо для пациентов страдающих клапанной патологией сердца, ожирением и тахиаритмией. Среди пациентов указанной категории из-за интра- и экстракардиальных шумов определение II (аортального) тона, посредством чего можно точно определить начало диастолической фазы, сложно и исходя из этого существует вероятность того, что стимуляция начнется в неверной фазе.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности контрпульсационной терапии и в то же время предотвращение возможного отрицательного эффекта терапии путем подачи стимулирующих импульсов в точно определенное время.

Изобретением предложен способ контрпульсационной терапии, предусматривающий наблюдение за сигналами электрической и акустической активности сердца, точное определение момента начала диастолической фазы сердца и стимуляцию мышц, причем для определения момента начала диастолической фазы сердца на электрокардиограмме при блокировке сигнала акустической активности сердца визуально определяют зубец R, затем при разблокировании сигнала акустической активности сердца и блокировке сигнала электрической активности сердца продолжают наблюдение за фонокардиограммой и с началом II (аортального) тона начинают подачу пачек электроимпульсов, причем длительность пачки составляет 7-15% интервала R-R.

Таким образом, способ, предложенный в изобретении, осуществляется при комбинированном использовании сигналов электрической активности сердца и акустической активности сердца так, что первоначально на кардиограмме определяется зубец R, а затем II (аортальный) тон сердца, который возникает в течение приблизительно 300 мс после определения зубца R. В момент определения II (аортального) тона происходит воздействие электроимпульсов на мышцы.

Изобретением предложено также устройство контрпульсационной терапии для осуществления указанного способа, содержащее, по меньшей мере, одно устройство стимуляции скелетных и/или гладких мышц, датчик сигнала электрической активности сердца и датчик сигнала акустической активности сердца, связанное с ними устройство управления для запуска, по меньшей мере, одного устройства стимуляции скелетных и/или гладких мышц в диастолической фазе работы сердца, содержащее, по меньшей мере, один выход для связи с устройствами стимуляции, узел блокировки сигнала электрической активности сердца, один вход которого связан с датчиком сигнала электрической активности сердца, второй вход связан с устройством управления, а выход связан опять с устройством управления, второй узел блокировки сигнала акустической активности сердца, через вход которого поступает сигнал от датчика акустических сигналов, выход связан с устройством управления и, в свою очередь, сигнал от устройства управления через обратную связь поступает на второй вход, причем устройство управления выполнено с возможностью определения на фоне блокированного сигнала акустической активности сердца момента времени, соответствующего зубца R на сигнале, принятом с датчика сигнала электрической активности сердца, начиная с этого момента в течение интервала времени 200 мс разблокирования сигнала акустической активности сердца и блокировки сигнала электрической активности сердца, далее путем наблюдения за акустическим сигналом сердца, определения точного момента начала II (аортального) тона для подачи устройством управления сигналов электроимпульсов с устройства стимуляции.

Один из аспектов изобретения предусматривает стимуляцию гладких мышц и солнечного сплетения в режиме контрпульсации из просвета желудочно-кишечного тракта с применением капсулы (см. фиг. 3), которую пациент проглатывает. Она проходит желудочно-кишечный тракт и естественным путем выходит через 24-48 часов.

Указанная капсула представляет собой устройство, аналогичное электростимулятору желудочно-кишечного тракта производства НПО «Экомед» (см., например, патент России RU 2071368 и авторское свидетельство СССР SU 936931), которое содержит два изолированных друг от друга электрода лечебной капсулы и помещенные внутри капсулы источник электрического питания и генератор импульсов.

Недостатком указанной капсулы для электростимуляции является то, что она работает в асинхронном режиме и исходя из этого не обеспечивает стимуляцию синхронно с циклом работы сердца.

Применение капсулы, предложенной изобретением, кроме воздействия на желудочно-кишечный тракт позволяет проводить также лечение патологий сердца и сосудов.

В соответствии с изобретением указанная капсула дополнительно оснащена беспроводным узлом, например, узлом приема радиосигналов. Этот узел с одного из выходов устройства 5 управления (см. фиг. 1) принимает сигналы стимуляции по каналу радиосвязи, например, с использованием известного стандарта BLUETOOTH и осуществляет стимуляцию гладких мышц синхронно с циклом работы сердца, как это было описано выше. Ясно, что для этого устройство 5 управления должно быть оснащено узлом передачи радиосигналов или же такой узел должен быть включен на его выходе.

На фиг. 1 показана схема устройства для терапии, предложенного изобретением.

На фиг. 2 показаны кривые сигналов электрической активности сердца и акустических сигналов сердца.

На фиг. 3 показана капсула для электростимуляции желудочно-кишечного тракта.

Устройство содержит датчик 1 сигнала электрической активности сердца, датчик 2 сигнала акустической активности сердца, узел 3 блокировки сигнала электрической активности сердца, выходящего из датчика 1 сигнала электрической активности сердца, узел 4 блокировки сигнала акустической активности сердца, выходящего из датчика 2 сигнала акустической активности сердца, устройство 5 управления, с выходов которого сигналы подаются на устройства стимуляции мышц (на фигуре не показаны).

В качестве датчика 1 сигнала электрической активности сердца может быть применен аппарат ЭКГ или фитнес-электрод типа Polar.

Устройство 5 управления может представлять собой компьютер с соответствующим программным обеспечением, или известное специалисту данной области другое цифровое или аналоговое устройство для осуществления соответствующей функции.

Устройство 5 управления может иметь несколько (предпочтительно 4) выходов для подачи стимулирующих сигналов, например, на икры ног и бедра.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально на электрокардиограмме, полученной от закрепленных на груди пациента сенсорных электродов ЭКГ, определяется зубец R (см. фиг. 2). Для этого выходящий из ЭКГ 1 сигнал (фиг. 1), который описывает электрическую активность сердца, через канал радиосвязи и узел 3 блокировки (в это время блокировка электрического сигнала сердца выключена) подается на один из входов устройства 5 управления. В то же время посредством сигнала, поданного с выхода устройства 5 управления на узел 4 блокировки, происходит блокировка сигнала акустической активности сердца, выработанного датчиком 2 акустического сигнала сердца. Через приблизительно 200 мс с момента определения зубца R происходит разблокирование сигнала акустической активности сердца устройством 5 управления и устройство 5 управления теперь уже осуществляет блокировку сигнала ЭКГ путем подачи блокирующего сигнала на узел 3. С этого момента через определенное время датчик 2 акустического сигнала сердца выдает сигнал II (аортального) тона, соответствующий началу диастолической фазы. В то же время устройство 5 управления генерирует сигнал стимуляции мышц, длительность которого составляет 7-15% интервала R-R. Блокирование сигнала ЭКГ продолжается и после окончания стимуляции в течение времени, равного приблизительно 10 мс. После этого операции повторяются.

Укрепление акустического датчика (микрофона) желательно в области проекции аортального клапана или в другой точке, где сердечные тоны выражены четко.

Указанным способом осуществляется автоматическое определение имеющего сравнительно большую амплитуду зубца R (сигнала электрической активности сердца) и II (аортального) тона (сигнала акустической активности сердца) с целью определения точного момента начала стимуляции, что исключает необходимость вмешательства оператора и связанные с этим возможные отрицательные результаты.

Источники информации

1. Патент Грузии GE 118; кл. A61B 17/00; опубл. 26.12.1994.

2. Патент Грузии GE 366; кл. A61N 1/36; опубл. 01.07.1996.

3. Заявка США US 2009/0036938 A1; кл. A61N 1/04; опубл. 05.02.2009.

4. Патент России RU 2071368; кл. A61N 1/375; опубл. 10.01.1997.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к кардиологии. Определяют момент начала диастолической фазы сердца на электрокардиограмме. При блокировке сигнала акустической активности сердца определяют зубец R. Затем, при разблокировании сигнала акустической активности сердца и блокировке сигнала электрической активности сердца на фонокардиограмме определяют начало II (аортального) тона, вместе с которым начинают подачу пачек электроимпульсов, при этом длительность пачки составляет 7-15% интервала R-R. Способ осуществляется за счет устройств. Устройство включает, по меньшей мере, одно устройство стимуляции скелетных и/или гладких мышц, датчик сигнала электрической активности сердца и датчик сигнала акустической активности сердца, связанное с ними устройство управления для запуска, по меньшей мере, один выход для связи с устройствами стимуляции, узел блокировки сигнала электрической активности сердца, второй узел блокировки сигнала акустической активности сердца. Группа изобретений позволяет повысить эффективность контрпульсационной терапии и предотвратить возможные осложнения за счет подачи стимулирующих импульсов в точно определенное время. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ контрпульсационной терапии, предусматривающий наблюдение за сигналами электрической и акустической активности сердца, определение момента начала диастолической фазы сердца и стимуляцию мышц, отличающийся тем, что для точного определения момента начала диастолической фазы сердца на электрокардиограмме при блокировке сигнала акустической активности сердца определяют зубец R, затем при разблокировании сигнала акустической активности сердца и блокировке сигнала электрической активности сердца на фонокардиограмме определяют начало II (аортального) тона, вместе с которым начинают подачу пачек электроимпульсов, при этом длительность пачки составляет 7-15% интервала R-R.

2. Устройство контрпульсационной терапии, содержащее, по меньшей мере, одно устройство стимуляции скелетных и/или гладких мышц, датчик сигнала электрической активности сердца и датчик сигнала акустической активности сердца, связанное с ними устройство управления для запуска, по меньшей мере, одного устройства стимуляции скелетных и/или гладких мышц в диастолической фазе работы сердца, содержащее, по меньшей мере, один выход для связи с устройствами стимуляции, отличающееся тем, что дополнительно содержит узел блокировки сигнала электрической активности сердца, один вход которого связан с датчиком сигнала электрической активности сердца, второй вход связан с устройством управления, а выход связан опять с устройством управления, второй узел блокировки сигнала акустической активности сердца, через вход которого поступает сигнал от датчика сигнала акустической активности сердца, выход которого связан с устройством управления и, в свою очередь, сигнал от устройства управления через обратную связь поступает на второй вход, причем устройство управления выполнено с возможностью определения на фоне блокированного сигнала акустической активности сердца зубца R на сигнале, принятом с датчика сигнала электрической активности сердца, затем разблокирования сигнала акустической активности сердца и блокировки сигнала электрической активности сердца, далее путем наблюдения за сигналом акустической активности сердца, определения точного момента начала II (аортального) тона для подачи устройством управления сигналов электроимпульсов с устройства стимуляции.

3. Устройство контрпульсационной терапии по п. 2, отличающееся тем, что устройство стимуляции имеет форму орально принимаемой капсулы, и оно связано с устройством управления посредством беспроводной связи.