Аппарат нейростимуляции

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к аппаратам для выполнения регионарной проводниковой анестезии нервов, нервных стволов и сплетений. Аппарат нейростимуляции (устройство) предназначен для поиска, локализации и блокады нервов с целью осуществления обезболивания в интересуемых зонах при выполнении оперативных вмешательств.
Проводниковая анестезия - один из видов анестезии, целью которого является блокирование передачи нервных импульсов в области тела, где планируются оперативное вмешательство. Вследствие такой анестезии достигается полное обездвиживание пациента и обезболивание. При анестезии выбирается именно тот нерв, который ведет импульс от оперируемой области. Обезболивание при проводниковой анестезии достигается благодаря блокаде нерва или группы нервов (группы нервов), по которым идет передача болевого импульса от источника боли (места операции) к головному мозгу, в котором этот импульс преобразуется в болевое ощущение. Для безопасного и более эффективного проведения проводниковой анестезии используют специальные приборы - нейростимуляторы. Они дают возможность определить точное месторасположение иглы относительно нерва, который необходимо блокировать. Таким образом, проводниковая анестезия - обратимая блокада передачи нервного импульса по нервному стволу (нерв, сплетение, узел) введением раствора местного анестетика в непосредственной близости от нервного ствола, которые выполняется перед хирургическим вмешательством или для устранения боли. Электрическая нейростимуляция является методом поиска нервов перед введением местного анестетика (новокаин, лидокаин, ропивакаин и тд.).
При блокаде периферических нервов локализацию нерва или нервного сплетения определяют по мышечному сокращению или болевому ощущению в ответ на стимуляцию короткими прямоугольными импульсами электрического тока небольшой амплитуды и заданной частоты. Целью этой процедуры служит введение анестетика как можно ближе к нервному стволу для обеспечения блокады чувствительных и двигательных волокон перед хирургическим вмешательством или для устранения боли. Электрическая нейростимуляция позволяет также избежать введения анестетика непосредственно в нерв или его оболочку, тем самым препятствуя повреждению нерва. Для безопасного и эффективного поиска нервов и нервных сплетений и проведения проводниковой анестезии используют специальные устройства - нейростимуляторы.
Нейростимуляторы предоставляют врачу возможность определить точное месторасположение иглы относительно нерва, который предполагается блокировать, после определения, которого вводится нужный лекарственный препарат (анестетик). Таким образом, посредством нейростимулятора обеспечивается быстрое, точное и эффективное обезболивание узкого необходимого участка тела.
Известно аналогичное устройство нейростимулятор Stimuplex HNS 12 фирмы B. Braun. Недостатком данного устройства является его высокая цена. Наиболее близким аналогом является электрический нейростимулятор (Патент на изобретение N РФ 2107459 А61В 5/05) предназначенный для поиска и стимуляции нервов и нервных сплетений электрическими сигналами. Известное устройство содержит задающий генератор, схему формирования длительности импульсов, каскад усиления и выходной каскад. В задающий генератор и схему формирования длительности импульсов введены регулировочные элементы в виде переменных резисторов.
Целью данной полезной модели является создание устройства с известными характеристиками аппаратов нейростимуляции с возможностью регулирования тока, частоты и длительности импульсов и имеющего индикацию прохождения тока через тело, более низкую себестоимость изготовления выполненного на элементной базе отечественной радиоэлектроники. Приблизительная себестоимость такого устройства по заявлениям авторов составляет менее трех тысяч рублей, что более чем в сорок раз меньше зарубежных аналогов.
Внешний вид полезной модели аппарата нейростимуляции в работе представлен на Фиг. 1. Блок-схема аппарата нейростимуляции представлена на фиг. 2. Принципиальная электрическая схема аппарата нейростимуляции представлена на Фиг. 3. Заявленное решение промышленно применимо, реализовано, используется в практической работе, что можно наблюдать на Фиг. 4.
Краткое описание чертежей.
Фиг. 1.
Внешний вид полезной модели аппарата нейростимуляции
(1) - прибор, (2) - шкала тока, (3) - штекер от соединительных проводов служащих для подключения электродов, (4) - тумблер включения прибора; (5) - индикатор разряда батареи, (6) - светодиод, сигнализирующий о прохождении импульсов тока, (7) - потенциометр для регулирования импульсов тока, (8) - соединительный двухжильный провод для подключения к прибору стимулирующей иглы-электрода и электрода липучку - (9), игла - (10), шприц для инъекции - (11).
Фиг. 2.
Полезная модель содержит пять основных узлов указанных на блок-схеме. При этом «Задающий генератор» прямоугольных колебаний обеспечивает частотный режим работы стимулятора и дает кратковременные импульсы с заданной частотой. «Блок формирования» импульсов обеспечивает необходимую длительность импульса. Основу этого блока составляет ждущий мультивибратор, срабатывающий при поступлениях к нему каждого импульса от задающего генератора. При этом осуществляется независимая от частоты, регулировка длительности импульсов. «Выходной усилитель» обеспечивает необходимую мощность импульсов и имеет устройство для изменения силы тока на выходе к которой подсоединяется непосредственно электроды. «Блок индикаций» служит для визуализации прохождения импульса через тело пациента. «Блок питания» служит для питания цепей устройства, В данном приборе применено батарейное питание от одного элемента типа 6F22 «Крона» напряжением 9В.
Фиг. 3
Принципиальная электрическая схема аппарата нейростимуляции
На логических элементах DD1-1, DD2-1, DD2-2, КМОП-микросхем реализован RC - задающий генератор, формирующий прямоугольные импульсы заданной частоты. Элементы R1, C1 определяют частоту импульсов. Длительность импульсов определяет цепь из последовательно соединенных элементов С2 и R5. На транзисторе VT3 реализован простой преобразователь «напряжение-ток» позволяющий удерживать требуемое значение тока в широком диапазоне сопротивления нагрузки, требуемое напряжение питание поступает с преобразователя DC/DC выполненном на mc1. Цепочка R10, R11 формирует стабилизированную амплитуду напряжения во время импульса. Переменный резистор R13 служит для установки, врачом, требуемого значения амплитуды импульса. На элементах VT4, VT5, DD1-3, DD1-4, DD1-6, HL1 и R16 реализована индикация, сигнализирующая о прохождении импульса вспышкой светодиода HL1. Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор, формирователь длительности импульсов, усилитель и блок светодиодной индикации, при сохранении требуемых технических характеристик и функциональности для качественного проведения процедуры регионарной анестезии отличается конструктивной простотой изготовления и дешевизной в сравнении с зарубежными аналогами. В качестве индикации прохождения импульса тока через тело используется светодиод который вспыхивает в такт с приходящим импульсом только при условии протекания тока через тело пациента благодаря датчику тока реализованному на VT3. Поэтому в случае обрыва или недостаточного контакта электродов с телом пациента такая визуализация процесса поможет избежать его лишней травматизации иглой электродом и допущению врачом ошибок при проведении процедуры.
На элементах DD1-3, DD1-4 выполнен ждущий мультивибратор, управляемый задающим генератором, нагрузкой которого является светодиод HL1. Питание узлов и элементов прибора осуществляется посредством пятивольтового интегрального стабилизатора МС2. На транзисторах VT1, VT2 и светодиоде HL2 реализован индикатор разряда батарей (опционально).
Амплитуда выходных сигналов не зависит от напряжения питания, так как в устройстве использован преобразователь напряжения, который обеспечивает нужное напряжение питания при разряде элемента питания до 5 вольт - фактически до полного разряда элемента. Устройство промышленно применимо, изготовлено и опробовано на практике.
Поиск нерва по мере локализации нервного ствола, осуществляется ориентированием на силу мышечного отклика и снижением значения тока импульса до уровня 0,5-0,2 мА, что позволяет локализовать нерв в очень точных пределах 1-2 мм.
Фиг. 4
представлено практическое применение аппарата нейростимуляции в работе.