Способ определения порога электрического раздражения нерва Советский патент 1992 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицине, в частности к электрической стимуляции нерва.

Известен способ определения порога электрического раздражения нерва по появлению минимального сокращения мышцы, обладающий низкой точностью. Для раздражения нерва используют биполярные электроды, расположенные непосредственно на нерве.

Наиболее близким по технической сути и предлагаемому способу является способ определения порога электрического раздражения нерва, заключающийся в том, что на выделенный нерв, иннервирующий соматическую мышцу, устанавливают активный электрод, в любую точку тела вводят индифферентный электрод, и на активный электрод подают одиночные электрические импульсы постоянной длительности, увеличивающиеся по амплитуде, и определяют порог электрического раздражения по появлению минимального сокращения соматической мышцы.

Недостатком известного способа является невысокая точность определения порога электрического раздражения. Это обусловлено тем, что используют самодельные, не имеющие метрологической аттестации датчики сократительной активности мышцы, которые с вольтметром для измерения амплитуды раздражающих импульсов, усилителем и регистратором составляют существенную аппаратурную погрешность. Другим слагаемым точности является методическая погрешность, зависящая от умения пользователя установить датчик, который в некоторых случаях, например для диафрагмальной мышцы, лишь косвенно характеризует степень сокращения мышцы, что существенно уменьшает точность.

Целью изобретения является повышение точности определения порога электрического раздражения нерва.

СО

с

VI О

N

Использование предлагаемого способа определения порога электрического раздражения нерва позволяет повысить точность за счет использования во всех случаях одних и тех же стандартизированных средств измерения, входящих в Государственную систему измерений и отказаться от разработки, изготовления и метрологической аттестации разнообразных датчиков, которые должны располагаться на различ- ных эффекторных органах и служащих для регистрации их сокращения или активации функции. Предлагаемый способ может быть использован при непосредственном электрическом раздражении поперечнополоса- той мышцы и сердца, и позволяет ликвидировать такие осложнения как утомление, образование соединительной ткани вокруг электродов, поляризации электродов, парабиотические реакции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения порога электрического раздражения нерва, основанном на выделении нерва, установке на него активного электрода с одновременным расположением индифферентного электрода в любой части тела, подаче на активный электрод одиночных раздражающих импульсов постоянной длительность и увеличивающихся по амплитуде, на нерв дополнительно устанавливают активный электрод, на который синхронно подают импульсы электрического тока, регистрируют между активными электродами разность потенциалов и за порог раздражения прини- мают минимальное значение амплитуды раздражающего импульса, после которого через 2-3 мс регистрируется волнообразное изменение разности потенциалов. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием новых операций: устанавливают на нерв второй активный электрод, на который подают такие же электрические импульсы как и на первый, а порог электриче- ского раздражения нерва определяют как минимальное значение амплитуды раздражающего импульса, после которого через 2-3 мс регистрируют возникновение волнообразного изменения разности потенциа- лов между активным электродами.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства, которое осуществляет предлагаемый способ; на фиг. 2 - запись электрической активности нерва и механи- ческой активности мышцы, иннервируемой этим нервом, при раздражении импульсом пороговой величины.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит активные электроды

1, 2, расположенные на нерве 3, индифферентный электрод 4, расположенный в любой части тела и подключенный к общей шине стимулятора 5. Активные электроды 1, 2 подключены к выходу стимулятора 5 и входам дифференциального усилителя 6 через аналоговые ключи 7 и 8 соответственно. Запись электрической активности нерва содержит артефакт 9 от раздражающего импульса, волнообразное изменение потенциала нерва 10, и возникающее при этом сокращение мышцы 11.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Выделяют нерв 3 в любой части тела лабораторного животного. Устанавливают на него два электрода 1,2 расстояние между которыми составляет 2...5 мм. Индифферентный электрод 4 устанавливают в любой части тела. С выхода стимулятора 5 подают раздражающие импульсы, увеличивающиеся по амплитуде от нулевого значения, которые проходят через замкнутые аналоговые ключи 7 на электроды 2, 1. Аналоговые ключи 7 замкнуты только на время прохождения через них раздражающих импульсов. В межимпульсный промежуток времени они разомкнуты так, что выход стимулятора 5 изолирован от электродов 1, 2. Поступление на электроды 1,2 раздражающих импульсов приводит к возникновению тока между этими электродами и индифферентным электродом 4. В результате под каждым электродом 1 и 2 возникает так называемый электротонический потенциал. Значение и форма электротонического потенциала под электродами 1, 2 зависят от значения тока, протекавшего через электроды, который в свою очередь зависит от многих факторов, в частности от количества тканей, расположенных между электродом и нервными волокнами нерва, площади эпектрода, которая соприкасается с нервом и т.д. Неравенство электротонических потенциалов под активными электродами после окончания раздра- жающего импульса создает большую помеху дифференциальному усилителю 6, которая ухудшает или делает невозможные регистрацию волнообразного изменения потенциала нерва. В эксперименте были использованы интегрирующие RC-цепочки, у которых переменный резистор R включается последовательно между выходом стимулятора 5 и электродом 1 или 2, а переменный конденсатор С включается параллельно этому электроду. Изменением величины R и С достигают выравнивания электротонических потенциалов под электродами 1, 2 Ключи 8, разомкнутые в момент прохождения раздражающих импульсов, замыкаются

в межимпульсный промежуток времени и пропускают электротонические потенциалы с электродов 1, 2 на входы дифференциального усилителя 6, на выходе которого регистрируют разность потенциалов нерва. При амплитуде раздражающих импульсов меньших, чем величина порога раздражения эта разность равна нулю.

В момент достижения амплитуды раздражающих импульсов значения порога раздражения возникает потенциал действия нерва 3, который выделяется из равных электротонических потенциалов под электродами 1, 2. Поэтому на выходе дифференциального усилителя 6 регистрируют возникновение волнообразного изменения разности электротонических потенциалов 10. Экспериментально установлено, что оно возникает через 2...3 мс после окончания раздражающего импульса, значение которого равно порогу раздражения. Для доказательства возникновения волнообразного изменения потенциала нерва 10 после раздражающего импульса 9 пороговой величины, было зарегистрировано сокращение мышцы 11, иннервируемой этим нервом. Волнообразное изменение потенциала нерва не регистрируется при отсутствии сокра- щения мышцы, оно появляется только при возникновении сокращения мышцы.

Формула изобретения Способ определения порога электрического раздражения нерва путем воздействия импульсами электрического тока постоянной длительности и возрастающей амплитуды через активный и индифферентный электроды, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности, на нерв дополнительно устанавливают активный электрод, на который синхронно подают импульсы электрического тока, регистрируют между активными электродами разность потенциалов и за порог раздражения принимают минимальное значение амплитуды раздражающего импульса, после которого через2-3 мс регистрируется волнообразное изменение разности потенциалов.

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии. Способ позволяет повысить точность определения порога электрического раздражения нерва. Для этого ус- танавливают на нерв два активных электрода и референтный электрод в любой части тела, подают на них одиночные импульсы электрического тока постоянной длительности с возрастающей амплитудой. Между активными электродами регистрируют разность потенциалов и за порог раздражения принимают минимальнее значение амплитуды раздражающего импульса, после которого через 2-3 мс регистрируется волнообразное изменение разности потенциалов. 2 ил.

7

J

5

С.

7

8

з

в

фиг 1

г/..j/w

//

фиг. I