Гибкий электрод для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для электромиографии мышц сердца. Универсальный гибкий электрод относится к медицинским (исследовательским) устройствам для диагностических целей и предназначен, в частности, для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца в условиях in sito у животных.
Из уровня техники известен игольчатый электрод, способ изготовления которого включает укладывание микропроводов на различных уровнях вдоль центральной металлической иглы, например стальной, фиксирование их и отогнутых регистрирующих концов изолирующей нитью, например капроновой, покрытие заготовки электрода изолирующим лаком, последующее срезание концов разноуровневых микропроводов и зачистка электрода [SU 478594 A1, 1975].
Известен также игольчатый электрод, изготовленный путем намотки микропроводов вокруг игольчатой основы с одновременным выводом регистрирующих концов на расстоянии, зависящем от толщины мышечного слоя в месте введения иглы, покрытие заготовки электрода одним или более слоями изолятора, в качестве которого использована эпоксидная смола. [RU 2167599 C1, 2001].
Недостатками данных игольчатых электродов являются сложность и трудоемкость в изготовлении электродов, а также крупный размер и твердая игольчатая основа электродов. Повреждение миокарда при введении игольчатого электрода, а также его смещение при сокращении мышцы приводит к элевации сегмента ST как на электрограммах от интрамуральных слоев миокарда, так и на электрокардиограмме, время ожидания восстановления электрических параметров сердца, для полноценной регистрации занимает более 15 минут.
Наиболее близким аналогом является интрамуральный гибкий нитчатый электрод [диссертационная работа на соискание степени канд. мед. наук. Гошки Сергея Леонидовича «Реполяризация миокарда желудочков при повышении преднагрузки сердца», Сыктывкар, 2009, 108 с.], который представляет собой капроновую нить d = 0.8 мм с узелком на конце. На нити закреплены на одинаковом расстоянии четыре контактные площадки, соединенные лакированной медной проволокой с разъемом для подключения к регистрирующей установке. Расстояние между площадками подобрано таким образом, что первая и последняя площадка регистрировали электрограммы с субэпи- и субэндокардиальных слоев соответственно две другие промежуточные - интрамуральных.
Недостатком при регистрации электрической активности желудочка сердца при использовании данного электрода, содержащего четыре контактные площадки, является малая информативность о распространение волны возбуждения или последовательности реполяризации в миокарде, поскольку есть возможность регистрации электрический активности только в одной стенке миокарда.
Техническим результатом настоящей полезной модели является создание универсального гибкого электрода для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца, позволяющего получать информацию не только с субэпи- и субэндокардиальных интрамуральных слоев одной стенки желудочка, но провести электрод через межжелудочковую перегородку и вывести его на противоположную стенку сердца, что существенно увеличивает исследуемую область и повышает информативность получаемого материала, в тоже время, делая только один прокол сердца, уменьшает повреждение миокарда. Хорошая фиксация электрода в стенке повышает точность в определении места расположения контактных площадок, т.е. места регистрации униполярных электрограмм. Высокая точность в определении места расположения контактной площадки играет важную роль при проведении экспериментальных исследований, например, таких как моделирование ишемии миокарда.
Технический результат достигается тем, что универсальный гибкий электрод для регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях сердца (Фиг. 1) состоит из капроновой нити диаметром от 0.7 мм до 1.0 мм 1 с узелком на конце 2, на которой зафиксированы на равном расстоянии от 8 до 16 (кратное 8, это именно для нашей установки) контактных площадок 3, при этом контактная площадка 3 представляет собой участок лакированной медной проволоки (один конец), очищенной от лака и закрепленной узелком 4 на капроновой нити 1, второй конец лакированной медной проволокой диаметром от 0.07 мм до 0.09 мм 4 соединен с разъемом 5 для подключения к регистрирующей установке. Расстояние между закрепленными контактными площадками и их количество зависит от толщины мышечного слоя в месте введения гибкого электрода, а также от задач по визуализации эклектических процессов в миокарде (чем точнее нужно описать распространение волны возбуждения или последовательности процесса реполяризации в миокарде, тем большее количество контактных площадок закрепляется на нити).
Способ регистрации электрических потенциалов интрамуральных электрограмм осуществляется с помощью универсального гибкого электрода (Фиг. 2). В миокард желудочка вводят с помощью колющей иглы 6, прошивая его стенку, электрод. При этом электрод изготавливают следующим образом, на капроновую нить 1 диаметром от 0.7 мм до 1.0 мм с узелком на конце 2, начиная от узелка, закрепляют медную лакированную проволоку 4 диаметром от 0.07 мм до 0.09 мм путем проведения ее через нить, обведения ею вокруг нити и завязывания ее узелком. После закрепления проволоки формируют на ней контактную площадку 3 путем снятия лаковой изоляции. Так готовят 8-16 (кратное 8) контактных площадок 3, расстояние между которыми определяется толщиной сердечной стенки в месте введения игольчатого электрода таким образом, чтобы в область регистрации входили все слои миокарда (субэпи-, субэндокардиальные и интрамуральные). После закрепления всех контактных площадок 3 у каждой из них один из концов проволоки 4 срезают, загибая данный короткий кончик пинцетом в нить 1. Второй конец проволоки 4 в дальнейшем припаивают на разъем 5, проверяя исключение замыкания проводов между собой.
Регистрация униполярных электрограмм от электрода производится с помощью 128-канальной компьютерной картографической установки (полоса пропускания 0,05-1000 Гц, частота дискретизации 4000 Гц, динамический диапазон входных сигналов от ±10 мВ до ±100 мВ, уровень шума не более ±10 мкВ, разрешающая способность от 10 до 100 мкВ на один разряд аналого-цифрового преобразования). После окончания регистрации электрических потенциалов в сердце, точное место локализации каждого из униполярных отведений (т.е. контактных площадок) определяется путем разрезания миокарда в месте введения электрода.
Предлагаемый способ регистрации электрических потенциалов в интрамуральных слоях миокарда улучшает качество записываемых сигналов. Сокращает время как подготовки к эксперименту, так и время проведения исследований. Использование данного электрода расширяет его функциональные возможности. Электрод может иметь любое количество регистрирующих площадок, что важно для построения более точных хронотопографических карт последовательности активации и реполяризации миокарда желудочка. Данный способ еще удобен тем, что электрод легко вводить в стенку желудочка, он хорошо в ней фиксируется. Данный электрод можно использовать для регистрации электрических потенциалов в стенке миокарда как на мелких животных (крыса, морская свинка), средних (кролик, кошка), так и на крупных животных (собака, свинья, олень, и т.д.). Размер сердца животного, будет определять количество контактных площадок, которые нужно будет закрепить на капроновой нити.