ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Настоящая полезная модель относится к области биомедицинской инженерии, точнее, к электростимулирующим устройствам для диагностики и лечения органов и тканей.
Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий корпус, образованный двумя изолированными друг от друга электродами и диэлектрической втулкой, в котором установлены генератор стимулирующих импульсов, соединенный с электродами и источник питания для него [1. А.С. №936931 СССР, МКИ А61N 1/36 /Электростимулятор желудочно-кишечного тракта/ Пекарский В.В., Агафонников В.Ф., Дамбаев Г.Ц., Кобозев В.И., и Попов О.С. - Опубл. 23.06.82, Бюлл. №23].
Данный электростимулятор взят нами за прототип.
Недостатками электростимулятора - прототипа являются следующие: известно [2. Н.М.Лебедев. Биоритмы пищеварительной системы. - М.: Медицина, 1987. - 257 с.], что ритмы периодической моторной деятельности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) различны не только в зависимости от отделов пищеварительного тракта, но и являются частной видовой особенностью человека и более того определяются психическим состоянием, окружающей обстановкой, фазами приема пищи и голодания и прочее, прочее. Генератор стимулирующих импульсов электростимулятора работает не зависимо от особенностей стимулируемого объекта и состояния пищеварительной системы. Стимуляция происходит наперед заданными (некоторыми усредненными для всего ЖКТ) параметрами выходного сигнала. Отсутствие синхронизации стимулирующих импульсов с собственной мышечной активностью различных отделов ЖКТ вызывает асинхронность двигательной деятельности
последних и приводит к возникновению побочных эффектов в виде неприятных и болезненных ощущений у больных [3. Попов О.С. Автономная электрическая стимуляция желудочно-кишечного тракта в хирургии: дис...канд. мед. наук. - Томск. - 1988. - 242 с.].
Задачей настоящей полезной модели является повышение лечебного эффекта путем синхронизации стимулирующих импульсов ритмом собственных мышечных сокращений различных отделов желудочно-кишечного тракта.
Данная задача достигается тем, что в электростимуляторе желудочно-кишечного тракта, также как в прототипе, содержащим корпус, образованный двумя изолированными друг от друга электродами и диэлектрической втулкой, в котором установлены генератор стимулирующих импульсов, соединенный с электродами и источник питания для него. Согласно изобретению электроды выполнены в виде мембран, выполняющих роль чувствительных элементов первичных преобразователей, выходы которых соединены с входами вторичного преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу генератора стимулирующих импульсов. Источник питания соединен с первичными и вторичным преобразователями.
Известно, что перенос пищевого комка (следовательно, и передвижение электростимулятора) в орально-анальном направлении осуществляется за счет пропульсивных перистальтических движений - сокращения циркулярных мышечных слоев, распространяющегося вдоль пищеварительного тракта наподобие волны. Обычно такой волне сокращения предшествует волна расслабления. Дополнительно на пропульсивную перистальтику накладывается непропульсивная перистальтика, распространяющаяся на короткие расстояния. Обычно сокращения циркулярных мышечных слоев происходит на участках шириной 1-2 см. При этом на кишечнике появляются глубокие перетяжки [4. Физиология человека, в 4 т. - М.: Мир, 1986, т.4. Обмен веществ. Пищеварение. Выделение. Эндокринная регуляция. - 312 с.]. От перетяжки в дистальном направлении кишки появляется градиент внутрикишечного давления. Перетяжка кишечника является продвигающей
зоной электростимулятора. При этом на конце электростимулятора, примыкающего к передвигающей зоне, давление будет выше, чем на его противоположном конце. Регистрация этой разницы давлений позволит судить о нахождении капсулы электростимулятора в месте максимального сокращения кишечника, и усиливать эти сокращения с помощью электрических импульсов от генератора стимулирующих импульсов электростимулятора, включающегося синхронно с сокращениями кишечника.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом.
Фиг.1 - электростимулятор желудочно-кишечного тракта в продольном сечении.
Электростимулятор желудочно-кишечного тракта содержит корпус, образованный двумя изолированными друг от друга электродами в виде мембран 1, 2 и диэлектрической втулкой - 3. Внутри корпуса установлены первичные преобразователи 4, 5, вторичный преобразователь 6, генератор стимулирующих импульсов 7 и источник питания 8. Мембраны электродов 1, 2 являются чувствительными элементами первичных преобразователей 4, 5, выходы которых соединены с входами вторичного преобразователя 6, выход которого подключен к управляющему входу генератора стимулирующих импульсов 7. Выход генератора стимулирующих импульсов 7 соединен с электродом 1 электростимулятора. Источник питания 8 своими полюсами соединен с генератором стимулирующих импульсов 7, первичными преобразователями 4, 5, вторичным преобразователем 6 и электродом 2.
В качестве первичных преобразователей 4, 5 можно использовать датчики давления или перемещения. Наиболее высокую чувствительность при измерении малых перемещений обеспечивают фотоэлектрические, емкостные и некоторые типы индуктивных датчиков. Поэтому в качестве датчиков давления можно использовать датчики, описанные в работе [6. Бабский Е.Б., Сорин A.M., Давыдов С.Н. Приборы эндорадиозондирования. М.: Наука, 1975. - 176 с.].
В качестве вторичного преобразователя 6 можно использовать, например, двухтактный дифференциальный усилитель, описанный в работе [5. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982. - 512 с.].
Металлические мембраны при исследовании моторной функции желудочно-кишечного тракта, когда требуется измерять давление до 150 см вод. ст., должны иметь толщину 0,04 мм [6] и могут быть изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т методом штамповки и иметь форму, например, тарельчатой пружины.
Работает электростимулятор желудочно-кишечного такта следующим образом.
При попадании электростимулятора в желудочно-кишечный тракт, внутриполостное давление кишечника действует на мембраны электродов электростимулятора 1, 2. Сигналы с выходов первичных преобразователей 4, 5 поступают на входы вторичного преобразователя 6. Появление сигнала на выходе вторичного преобразователя 6, с одной стороны, указывает на факт нахождения электростимулятора у места перетяжки кишечника, а, с другой стороны, этот сигнал, попадает на управляющий вход генератора стимулирующих импульсов 7, синхронизируя работу последнего с текущей фазой сокращения мышечной ткани кишечника.
В случае отсутствия сокращения мышечной ткани можно предусмотреть режим, когда генератор стимулирующих импульсов 7 будет выдавать на электроды 1, 2 электростимулятора усредненные по параметрам стимулирующие импульсы [1], а затем, при появлении сокращений, автоматически переходить в режим синхронной стимуляции.
Таким образом, введение в электростимулятор желудочно-кишечного тракта новых отличительных признаков, позволили добиться нового положительного результата - повышение лечебного эффекта путем синхронизации стимулирующих импульсов ритмом собственных мышечных сокращений различных отделов желудочно-кишечного тракта, не вызывая при этом угнетения моторики последнего.