RU2066554C1 - Gastroenteric tract electrostimulator - Google Patents

Abstract

FIELD: medical equipment; can be used in postsurgical therapy both in ambulant and clinical conditions, as well as in prophylaxis of gastrointestinal disturbances. SUBSTANCE: electrostimulator comprises capsule 1 which accommodates series-connected environment condition monitoring unit 5, signal level analyzer 6, microprocessor 7 and pulse shaper 8 connected to power supply 3. Electrodes 4 are made on the external surface of capsule 1, the total number of electrodes is 2+n, where n=2, 3, 4 ... and is determined by the degree of medical effect and technological potentiality of manufacture of electrodes which are connected to the outputs of unit 8 and inputs of environmental condition monitoring unit 5. The stimulator generates stimulating pulses with parameters optimized for each branch of the gastroenteric tract and produces a scanning effect on its muscular tissues; unit 8 produces electrostimulating pairs from electrodes 4 of opposite polarities whose field strength directions are orthogonal. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано, например, в постхирургической терапии как в амбулаторных, так и в клинических условиях, а также при профилактике желудочно-кишечных заболеваний. The invention relates to medical equipment and can be used, for example, in post-surgical therapy both in outpatient and in clinical settings, as well as in the prevention of gastrointestinal diseases.

Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий дренажные трубки, на которых размещены электроды (см. SU, авт.св. N 1389776, 1988). Known electrical stimulator of the gastrointestinal tract, containing drainage tubes on which electrodes are placed (see SU, ed. St. N 1389776, 1988).

Недостатком известного электростимулятора является относительно высокая травматизация пациентов, вызванная необходимостью удаления электродов вместе с трубками через горло. A disadvantage of the known electrical stimulator is the relatively high trauma of patients due to the need to remove the electrodes along with the tubes through the throat.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий капсулу, в которой расположен источник питания, на внешней поверхности капсулы выполнены два электрода (см. RU, авт.св. N 936931, 1982). The closest to the invention according to the set of essential features is an electrostimulator of the gastrointestinal tract containing a capsule in which a power source is located, two electrodes are made on the outer surface of the capsule (see RU, ed. St. N 936931, 1982).

При этом в капсуле также расположен генератор, а корпус капсулы выполнен в виде двух электрических изолированных частей, служащих электродами и контактирующих со стенкой кишечника. At the same time, a generator is also located in the capsule, and the capsule body is made in the form of two electrical insulated parts serving as electrodes and in contact with the intestinal wall.

Однако известный электростимулятор имеет относительно невысокую эффективность электростимуляции, обусловленную частичным согласованием электрического поля двух электродов с морфологией мышечной ткани желудочно-кишечного тракта, а также отсутствием адаптации стимуляции к состоянию и условиям различных отделов желудочно-кишечного тракта. Кроме того, он характеризуется неэффективным энергопотреблением, что может повлиять на эксплуатационную надежность. Кроме того, отсутствие адаптации стимуляции к состоянию и условиям различных отделов желудочно-кишечного тракта может привести к побочным действиям на организм пациента. However, the known electrical stimulator has a relatively low electrical stimulation efficiency, due to the partial coordination of the electric field of the two electrodes with the morphology of the muscle tissue of the gastrointestinal tract, as well as the lack of adaptation of the stimulation to the condition and conditions of various sections of the gastrointestinal tract. In addition, it is characterized by inefficient energy consumption, which may affect operational reliability. In addition, the lack of adaptation of stimulation to the condition and conditions of various parts of the gastrointestinal tract can lead to side effects on the patient's body.

Недостаточная эффективность электростимуляции, обусловленная отсутствием адаптации стимуляции к состоянию и условиям различных отделов желудочно-кишечного тракта, объясняется тем, что каждому отделу желудочно-кишечного тракта, который проходит электростимулятор, присущи свои морфологические особенности (геометрические размеры, направление и т.д.), а также свое определенное значение рН внутренней среды, определяющее его функциональное и физиологическое назначение, т.е. условия применения в каждом отделе тракта должны быть разные. The lack of effectiveness of electrical stimulation, due to the lack of adaptation of stimulation to the condition and conditions of various sections of the gastrointestinal tract, is explained by the fact that each section of the gastrointestinal tract that passes the stimulator has its own morphological features (geometric dimensions, direction, etc.), as well as its specific pH value of the internal environment, which determines its functional and physiological purpose, i.e. the conditions of use in each department of the tract should be different.

Однако известный электростимулятор вырабатывает электрические импульсы с усредненными параметрами, которые не оптимизированы для каждого отдела, что также может вызвать побочное действие на организм пациента. However, the known electrical stimulator produces electrical impulses with averaged parameters that are not optimized for each department, which can also cause side effects on the patient's body.

Относительно невысокая эффективность электростимуляции, обусловленная частичным согласованием электрического поля двух электродов с морфологией мышечной ткани желудочно-кишечного тракта, объясняется тем, что мышечная ткань содержит наружный продольный и внутренний круговой слои, одновременное или поочередное электрическое воздействие на которые требуют наличия электрических полей, направления напряженностей которых направлены взаимно ортогонально, что отсутствует при использовании известного электростимулятора. При его движении электрическое поле двух электродов стимулирует в основном только продольный мышечный слой, т.е. волна перистальтики в этом случае не возникает или возникает достаточно редко и носит неустойчивый характер, что снижает эффективность электростимуляции. The relatively low efficiency of electrical stimulation, due to the partial coordination of the electric field of the two electrodes with the morphology of the muscle tissue of the gastrointestinal tract, is explained by the fact that the muscle tissue contains external longitudinal and internal circular layers, simultaneous or alternating electric effects on which require the presence of electric fields, the directions of the intensities of which directed mutually orthogonally, which is absent when using the known electrical stimulator. When it moves, the electric field of the two electrodes stimulates mainly only the longitudinal muscle layer, i.e. the wave of peristalsis in this case does not occur or occurs quite rarely and is unstable, which reduces the effectiveness of electrical stimulation.

Невысокая надежность известного электростимулятора за счет неэффективного энергопотребления вызвана невозможностью минимизации энергопотребления в режиме пассивного хранения, так как известный электростимулятор находится в состоянии динамического режима работы постоянно, начиная с момента его сборки и далее в процессе хранения и после введения в желудочно-кишечный тракт пациента. The low reliability of the known electrical stimulator due to inefficient energy consumption is caused by the inability to minimize energy consumption in passive storage mode, since the known electrical stimulator is in a state of dynamic operation continuously, starting from the moment of its assembly and further during storage and after the patient is introduced into the gastrointestinal tract.

Целью изобретения является создание электростимулятора, обеспечивающего одновременное или поочередное наличие электрических полей, направления напряженностей которых взаимно ортогональны, без ухудшения габаритных характеристик; обеспечение адаптации электростимуляции к состоянию и условиям различных отделов желудочно-кишечного тракта, сокращающей побочное действие электростимуляции на организм пациента; минимизация энергопотребления в режиме пассивного хранения. The aim of the invention is the creation of an electric stimulator that provides simultaneous or alternating presence of electric fields, the directions of the intensities of which are mutually orthogonal, without compromising the overall characteristics; ensuring the adaptation of electrical stimulation to the state and conditions of various sections of the gastrointestinal tract, reducing the side effects of electrical stimulation on the patient's body; Minimize power consumption in passive storage mode.

Это достигается тем, что в электростимуляторе желудочно-кишечного тракта, содержащий капсулу, в которой расположен источник питания, на внешней поверхности капсулы выполнены два электрода, введены последовательно соединенные блок контроля состояния внешней среды, анализатор уровня сигнала, микропроцессор и формирователь импульсов, размещенные в капсуле, n электродов, где n 2,3,4, и определяется степенью лечебного эффекта и технологической возможностью изготовления электродов, причем электроды соединены с выходами формирователя импульсов и с входами блока контроля состояния среды, при этом все электроды расположены на внешней поверхности капсулы. This is achieved by the fact that in the electric stimulator of the gastrointestinal tract, containing the capsule in which the power source is located, two electrodes are made on the outer surface of the capsule, a serially connected environmental monitoring unit, a signal level analyzer, a microprocessor and a pulse shaper placed in the capsule are introduced , n electrodes, wheren 2,3,4, and is determined by the degree of therapeutic effect and the technological feasibility of manufacturing electrodes, and the electrodes are connected to the outputs of the shaper pulse and a control unit with inputs state environment, with all the electrodes disposed on the outer surface of the capsule.

Кроме того, капсула может быть выполнена в виде трубчатого элемента с крышками, на противоположных концах которого по цилиндрической поверхности расположено по одной группе электродов. In addition, the capsule can be made in the form of a tubular element with caps, at the opposite ends of which along the cylindrical surface there is one group of electrodes.

Кроме того, капсула может быть выполнена в виде двух соединенных колпачков, на каждом из которых по образующей поверхности расположено по одной группе электродов. In addition, the capsule can be made in the form of two connected caps, on each of which along the generatrix surface there is one group of electrodes.

Увеличенное количество электродов, их расположение и формирование электродной системы в виде отдельных групп позволяет одновременно: варьировать количеством электродов, участвующих в стимуляции, для усиления или ослабления импульсного воздействия; создать сканирующее воздействие на продольные и круговые слои мышечной ткани желудочно-кишечного тракта посредством перебора комбинаций пар из разнополярных электродов; сохранять функциональные возможности при выходе из строя отдельных электродов, т.е. повысить эксплуатационную надежность; создать такую коммутацию электродов, при которой осуществляется одновременно или поочередно образование электростимулирующих пар из разнополярных электродов, направления напряженностей полей которых взаимно ортогональны. The increased number of electrodes, their location and the formation of the electrode system in the form of separate groups allows at the same time: to vary the number of electrodes involved in stimulation, to enhance or weaken the impulse effect; to create a scanning effect on the longitudinal and circular layers of the muscle tissue of the gastrointestinal tract by enumerating combinations of pairs of bipolar electrodes; maintain functionality when individual electrodes fail, i.e. increase operational reliability; to create such a switching of the electrodes, in which the electrostimulating pairs are formed simultaneously or alternately from bipolar electrodes, the directions of the field intensities of which are mutually orthogonal.

Введение последовательно соединенных блока контроля состояния внешней среды, анализатора уровня сигнала, микропроцессора и формирователя импульсов одновременно позволяет: формирователю импульсов вырабатывать электрические импульсы с параметрами, оптимизированными для каждого отдела желудочно-кишечного тракта, что повышает эффективность электростимуляции и исключает побочное воздействие на пациента; создать автономный диагностический монитор для измерения рН, при этом значения рН находятся в функциональной зависимости от значений импеданса сопротивления между электродами, поступающих на вход блока контроля состояния внешней среды; варьировать комбинациями пар из разнополярных электродов, что при малом временном значении паузы между сериями импульсов и относительно невысокой скорости движения капсулы позволяет создать сканирующее воздействие на продольные и круговые слои мышечной ткани желудочно-кишечного тракта при относительно низком быстродействии микропроцессора (вышеуказанное воздействие обеспечивает устойчивый характер стимуляции, например, в виде волны перистальтики, что значительно повышает эффективность электростимуляции); сформировать обратную связь в цепи питания предлагаемого устройства, сведя к минимуму энергопотребление в режиме хранения. The introduction of a series-connected environmental monitoring unit, a signal level analyzer, a microprocessor and a pulse shaper simultaneously allows: a pulse shaper to generate electrical pulses with parameters optimized for each section of the gastrointestinal tract, which increases the efficiency of electrical stimulation and eliminates side effects on the patient; create an autonomous diagnostic monitor for measuring pH, while the pH values are functionally dependent on the values of the impedance of the resistance between the electrodes entering the input of the environmental monitoring unit; vary by combinations of pairs of bipolar electrodes, which, with a small time value of a pause between series of pulses and a relatively low speed of movement of the capsule, allows you to create a scanning effect on the longitudinal and circular layers of muscle tissue of the gastrointestinal tract with relatively low microprocessor speed (the above action provides a stable character of stimulation, for example, in the form of a wave of peristalsis, which significantly increases the effectiveness of electrical stimulation); generate feedback in the power circuit of the proposed device, minimizing power consumption in storage mode.

Таким образом, при осуществлении изобретения повышается эффективность электростимуляции и эксплуатационная надежность. Thus, in the implementation of the invention increases the efficiency of electrical stimulation and operational reliability.

На фиг. 1 представлена предлагаемая конструкция электростимулятора с одним из примеров выполнения капсулы в виде трубчатого элемента с крышками, на противоположных концах которого по цилиндрической поверхности расположено по одной группе электродов; на фиг. 2 функциональная электрическая схема; на фиг. 3 предлагаемая конструкция электростимулятора с другим примером выполнения капсулы в виде двух соединенных колпачков, на каждом из которых по образующей поверхности расположено по одной группе электродов; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема блока контроля состояния внешней среды, пример выполнения. In FIG. 1 shows the proposed design of an electric stimulator with one example of a capsule in the form of a tubular element with caps, at the opposite ends of which one group of electrodes is located on a cylindrical surface; in FIG. 2 functional electrical circuit; in FIG. 3, the proposed design of an electric stimulator with another example of a capsule in the form of two connected caps, on each of which one electrode group is located along a generatrix surface; in FIG. 4 is a circuit diagram of an environmental condition monitoring unit, an example of implementation.

Предлагаемый электростимулятор содержит капсулу 1, в которой расположены электронный блок 2 и источник 3 питания (см.фиг.1). На внешней поверхности капсулы 1 выполнены электроды 4, общее количество которых равно (2 + n), где n 2,3,4, и определяется степенью лечебного эффекта и технологической возможностью изготовления электродов 4. Электронный блок 2 состоит из последовательно соединенных блока 5 контроля состояния внешней среды,анализатора 6 уровня сигнала, микропроцессора 7 и формирователя 8 импульсов (см.фиг.2). Электроды 4 соединены с выходами формирователя 8 импульсов и с входами блока 5 контроля состояния внешней среды. Кроме того, капсула 1 может быть выполнена, например, в виде трубчатого элемента 9 с крышками 10, на противоположных концах которого по цилиндрической поверхности расположено по одной группе электродов 4 (см.фиг.1). При этом крышки 10 могут иметь, например, полусферическую. куполообразную или другую форму. The proposed electrical stimulator contains a capsule 1, in which are located the electronic unit 2 and the power source 3 (see figure 1). On the outer surface of the capsule 1,electrodes 4 are made, the total number of which is (2 + n), where n is 2,3,4, and is determined by the degree of the therapeutic effect and the technological feasibility of manufacturing theelectrodes 4. The electronic unit 2 consists of aseries 5 state control unit external environment, theanalyzer 6 signal level, themicroprocessor 7 and theshaper 8 pulses (see figure 2). Theelectrodes 4 are connected to the outputs of thepulse shaper 8 and to the inputs of theenvironmental monitoring unit 5. In addition, the capsule 1 can be made, for example, in the form of a tubular element 9 withcovers 10, at the opposite ends of which along the cylindrical surface there is one group of electrodes 4 (see figure 1). In this case, thecovers 10 may have, for example, hemispherical. domed or other shape.

Кроме того, капсула 1 может быть выполнена, например, в виде двух соединенных колпачков 11, на каждом из которых по образующей поверхности расположено по одной группе электродов 4 (см.фиг.3), при этом колпачки 11 могут иметь, например, шарообразную, конусообразную или иную другую форму. In addition, the capsule 1 can be made, for example, in the form of two connectedcaps 11, on each of which along the forming surface there is one group of electrodes 4 (see figure 3), while thecaps 11 can have, for example, a spherical, conical or other other shape.

Общее количество электродов 4 определяется технологическими возможностями их изготовления. Так, например, вакуумное напыление позволяет получить максимальное количество электродов, расположенных по окружности, за счет возможности формирования минимального зазора между смежными электродами при толщине электродов равной, примерно, 20 мкм. The total number ofelectrodes 4 is determined by the technological capabilities of their manufacture. So, for example, vacuum deposition allows you to get the maximum number of electrodes located around the circumference, due to the possibility of forming a minimum gap between adjacent electrodes with an electrode thickness of approximately 20 μm.

Кроме того, количество электродов 4 определяется требуемой степенью достигаемого лечебного эффекта, получаемого при использовании предлагаемого электростимулятора. Так, например, увеличенное количество электродов позволяет варьировать количеством электростимулирующих пар из разнополярных электродов с целью усиления или ослабления импульсного воздействия. In addition, the number ofelectrodes 4 is determined by the desired degree of therapeutic effect achieved when using the proposed electrical stimulator. So, for example, the increased number of electrodes allows you to vary the number of electrostimulating pairs of bipolar electrodes in order to enhance or weaken the pulse effect.

Блок 5 контроля состояния внешней среды может, например, содержать К одинаковых компараторов 12, где К 2,3, 4, и равно количеству электростимулирующих пар из разнополярных электродов 4 (см.фиг.4). При этом инвертирующий вход каждого компаратора 12 соединен через опорное сопротивление 13 с источником 3 питания для подачи эталонного напряжения, а неинвертирующий с выходом делителя 14 напряжения, входы которого подключены к паре разнополярных электродов 4 для измерения импеданса сопротивления электродов. Unit 5 monitoring the state of the external environment may, for example, contain Kidentical comparators 12, whereK 2,3,4, and is equal to the number of electrostimulating pairs of bipolar electrodes 4 (see figure 4). In this case, the inverting input of eachcomparator 12 is connected through areference resistance 13 to apower source 3 for supplying a reference voltage, and non-inverting to the output of avoltage divider 14, the inputs of which are connected to a pair ofbipolar electrodes 4 for measuring the impedance of the electrodes.

Выход каждого компаратора 12 соединен с соответствующим входом анализатора 6 уровня сигнала. Компараторы 12 производят сравнение напряжений и вырабатывают сигналы БОЛЬШЕ или МЕНЬШЕ. The output of eachcomparator 12 is connected to the corresponding input of thesignal level analyzer 6.Comparators 12 compare voltages and generate MORE or LESS signals.

Анализатор 6 уровня сигнала может, например, содержать дешифратор и регистр состояния (регистр результата). Схема дешифратора может состоять из логических элементов КМОП транзисторов и реализует таблицу истинности выбора минимального уровня, регистрируемого блоком 5 контроля состояния внешней среды. Сигналы БОЛЬШЕ или МЕНЬШЕ поступают с выхода компараторов 12 блока 5 контроля состояния внешней среды на входы логических элементов. Проходя через логические элементы, вышеуказанные сигналы анализируются попарно (предыдущий с последующим) и преобразуются на одном из выходов в низкий логический уровень, а на остальных в высокий. Низкий логический уровень является признаком запуска программы микропроцессора 7, реализующей режим работы при минимальном значении регистрируемого параметра. Данные уровни поступают в регистр состояния,который используется микропроцессором 7 как регистр заявок, каждой из которых соответствует своя программа работы микропроцессора 7. Thesignal level analyzer 6 may, for example, comprise a decoder and a status register (result register). The decoder circuit may consist of logical elements of CMOS transistors and implements a truth table for selecting the minimum level recorded by theenvironmental monitoring unit 5. Signals MORE or LESS come from the output of thecomparators 12 of theunit 5 for monitoring the state of the external environment to the inputs of the logic elements. Passing through the logic elements, the above signals are analyzed in pairs (previous with subsequent) and converted at one of the outputs to a low logic level, and to the rest to a high one. A low logic level is a sign of starting amicroprocessor 7 program that implements an operating mode with a minimum value of the registered parameter. These levels are received in the state register, which is used by themicroprocessor 7 as a register of applications, each of which corresponds to its own program of work of themicroprocessor 7.

Микропроцессор 7 может, например содержать блок управления, блок ЗУ или блок ППЗУ, в котором хранятся несколько групп стимулирующих параметров, и блок синхронизации. Themicroprocessor 7 may, for example, comprise a control unit, a memory unit or an EEPROM block in which several groups of stimulating parameters are stored, and a synchronization unit.

Формирователь 8 импульсов может, например, содержать линейные ключи на три состояния, обеспечивающие подачу на каждый электрод 4 уровня сигнала "+" или "-" источника 3 питания, а также отключение их от цепи питания, распределитель импульсов в серии, состоящий из счетчика и шифратора и обеспечивающий поочередное включение потенциальных входов ключей к выходу счетчика и блокирование неиспользуемых ключей, управляемый делитель частоты, имеющий входные шины управления и обеспечивающий формирование импульсной последовательности из необходимого числа импульсов в серии (общее количество импульсов в каждой серии определяется общим количеством электродов 4) с частотой повторения серий, близкой к частоте следования естественной волны перистальтики, и управляющий синхронизатор, вырабатывающий частоту, которая необходима для формирования требуемой длительности стимулирующих импульсов (6-10 мс), при этом вход управляющего синхронизатора является входом формирователя 8 импульсов, а выход соединен с управляемым делителем частоты. Thepulse generator 8 may, for example, contain linear switches for three states, providing a supply of a + or or - signal level to eachelectrode 4 of thepower supply 3, as well as disconnecting them from the power circuit, a pulse distributor in a series consisting of a counter and encoder and providing alternate switching of potential key inputs to the output of the counter and blocking unused keys, a controlled frequency divider having input control buses and providing the formation of a pulse sequence of necessary about the number of pulses in a series (the total number of pulses in each series is determined by the total number of electrodes 4) with a series repetition rate close to the repetition rate of the natural wave of motility, and a control synchronizer that generates the frequency that is necessary to form the required duration of stimulating pulses (6-10 ms), while the input of the control synchronizer is the input of thepulse shaper 8, and the output is connected to a controlled frequency divider.

Предлагаемый электростимулятор работает следующим образом. The proposed electrical stimulator works as follows.

Электростимулятор вводится в желудочно-кишечный тракт пациента путем проглатывания. Серии прямоугольных импульсов с параметрами, оптимизированными для данного отдела желудочно-кишечного тракта, поступают с формирователя 8 импульсов на электроды 4. При этом в паузе между сериями импульсов блок 5 контроля состояния внешней среды измеряет импеданс между электродами 4, а результаты измерения поступают на соответствующие входы анализатора 6 уровня сигнала. Анализатор 6 уровня сигнала связан с микропроцессором 7 посредством многофазной связи, каждая из которых является входом в соответствующую программу микропроцессор 7, содержащую определенную группу стимулирующих параметров. В соответствии с каждой программой происходит управление параметрами формирователя 8 импульсов в зависимости от его конструкции, такими как:
его отключение в режиме хранения, при котором формирователь 8 импульсов находится в статическом режиме при минимальном энергопотреблении от источника 3 питания, что существенно повышает эксплуатационную надежность;
его включение при попадании в жидкую среду (в желудочно-кишечный тракт);
амплитудой стимулирующих импульсов, которая находится в функциональной зависимости, например от рН разных отделов желудочно-кишечного тракта, что позволяет предлагаемому электростимулятору выполнять функции автономного диагностического монитора рН;
количество электростимулирующих пар из разнополярных электродов 4, участвующих в стимуляции для усиления или ослабления импульсного воздействия;
выбором требуемой коммутации электродов 4, при которой осуществляется, например, одновременно или поочередно образование электростимулирующих пар из разнополярных электродов 4 как в пределах каждой группы, так и из электродов обеих групп. Вышеуказанное образование электростимулирующих пар, направления напряженностей электрических полей которых взаимно ортогональны, обеспечивает одновременное или поочередное возбуждение как продольных, так и круговых слоев мышечной ткани независимо от ориентации капсулы 1 в любом отделе желудочно-кишечного тракта, что существенно повышает эффективность электростимуляции;
перебором комбинации вышеуказанных пар, каждая из которых сдвинута относительно предыдущей комбинации, например, на установленный шаг, что создает круговое сканирующее воздействие на мышечную ткань желудочно-кишечного тракта, существенно повышающее степень эффекта электростимуляции. Вышеуказанное воздействие возможно благодаря наличию большого количества электродов, их расположению, малому временному значению паузы между сериями импульсов и небольшой скорости движения капсулы;
длительностью паузы между сериями импульсов;
длительностью отдельных импульсов.An electrical stimulator is introduced into the patient’s gastrointestinal tract by ingestion. A series of rectangular pulses with parameters optimized for a given section of the gastrointestinal tract come from thepulse shaper 8 to theelectrodes 4. In this case, in a pause between the series of pulses, theenvironmental monitoring unit 5 measures the impedance between theelectrodes 4, and the measurement results are sent to thecorresponding inputs analyzer 6 signal level. Thesignal level analyzer 6 is connected to themicroprocessor 7 by means of multiphase communication, each of which is an input to the corresponding program of themicroprocessor 7 containing a certain group of stimulating parameters. In accordance with each program, the parameters of the 8 pulse shaper are controlled depending on its design, such as:
its shutdown in the storage mode, in which thepulse shaper 8 is in static mode with minimal power consumption from thepower source 3, which significantly increases operational reliability;
its inclusion in contact with a liquid medium (in the gastrointestinal tract);
the amplitude of the stimulating pulses, which is in functional dependence, for example, on the pH of different parts of the gastrointestinal tract, which allows the proposed electrical stimulator to perform the functions of an autonomous diagnostic pH monitor;
the number of electrostimulating pairs ofbipolar electrodes 4 involved in stimulation to enhance or attenuate the pulse effect;
the choice of the required switching of theelectrodes 4, in which, for example, simultaneously or alternately, the formation of electrostimulating pairs frombipolar electrodes 4 is carried out both within each group and from the electrodes of both groups. The above-mentioned formation of electrostimulating pairs, the directions of the electric field intensities of which are mutually orthogonal, provides simultaneous or alternate excitation of both longitudinal and circular layers of muscle tissue, regardless of the orientation of capsule 1 in any section of the gastrointestinal tract, which significantly increases the efficiency of electrical stimulation;
sorting out the combinations of the above pairs, each of which is shifted relative to the previous combination, for example, by a set step, which creates a circular scanning effect on the muscle tissue of the gastrointestinal tract, which significantly increases the degree of effect of electrical stimulation. The above effect is possible due to the presence of a large number of electrodes, their location, small temporal value of the pause between series of pulses and the small speed of the capsule;
pause duration between series of pulses;
the duration of individual pulses.

Электрическое воздействие на мышечную ткань вызывает, в частности, появление ответной реакции в виде устойчивой волны перистальтики, которая продвигает электростимулятор и содержимое, например, кишечного тракта в дистальные его отделы, на которые подается очередная серия импульсов, и процесс повторяется. An electrical effect on muscle tissue causes, in particular, the appearance of a response in the form of a stable wave of peristalsis, which promotes an electrical stimulator and contents, for example, of the intestinal tract, into its distal sections, to which another series of impulses is applied, and the process repeats.

Claims (3)

Translated fromRussian

1. Электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий капсулу, в которой расположен источник питания, на внешней поверхности капсулы выполнены два электрода, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные блок контроля состояния внешней среды, анализатор уровня сигнала, микропроцессор и формирователь импульсов, размещенные в капсуле, n электродов, где n 2, 3, 4, и определяется степенью лечебного эффекта и технологической возможностью изготовления электродов, электроды соединены с выходами формирователя импульсов и с входами блока контроля состояния внешней среды, при этом все электроды расположены на внешней поверхности капсулы. 1. The gastrointestinal tract electrical stimulator, containing the capsule in which the power source is located, two electrodes are made on the outer surface of the capsule, characterized in that serially connected environmental monitoring unit, a signal level analyzer, a microprocessor and a pulse shaper are inserted in a capsule, n electrodes, where n 2, 3, 4, and is determined by the degree of therapeutic effect and the technological feasibility of manufacturing electrodes, the electrodes are connected to the outputs of the pulse shaper and with the inputs of the environmental monitoring unit, while all the electrodes are located on the outer surface of the capsule. 2. Электростимулятор по п.1, отличающийся тем, что капсула выполнена в виде трубчатого элемента с крышками, на противоположных концах которого по цилиндрической поверхности расположено по одной группе электродов. 2. The pacemaker according to claim 1, characterized in that the capsule is made in the form of a tubular element with caps, at the opposite ends of which along the cylindrical surface there is one group of electrodes. 3. Электростимулятор по п.1, отличающийся тем, что капсула выполнена в виде двух соединенных колпачков, на каждом из которых по образующей поверхности расположено по одной группе электродов. 3. The pacemaker according to claim 1, characterized in that the capsule is made in the form of two connected caps, on each of which along the forming surface there is one group of electrodes.

Images