Имплантируемый желудочный электрический стимулятор сочинение пример

ООО "Сочинения-Про"

Ежедневно 8:00–20:00

Санкт-Петербург

Ленинский проспект, 140Ж

Сочинение на тему Имплантируемый желудочный электрический стимулятор

Желудочная электростимуляция – это электрический способ лечения хронического рефрактерного гастропареза, который может быть результатом диабета, послеоперационной этиологии или какой-либо идиопатической причины. Симптомы пациентов преобладают тошнота, сердечные ожоги, рвота, полнота и вздутие живота, которые являются достаточно серьезными для пациента, чтобы завершить свою повседневную деятельность. Желудочная электростимуляция (GES) осуществляется с помощью имплантируемого устройства, которое стимулирует внутреннюю электрическую активность желудка путем распространения естественного ритма сокращений мышц. Параметры стимула и сайт стимуляции играют важную роль в уменьшении симптомов гастеропареза и лечении ожирения. Исследования показывают, что параметры стимуляции также влияют на нейронные гормоны и автономную нервную систему. В статье дается краткий обзор коммерчески используемого имплантируемого желудочного стимулятора, последние исследования в этой области и их успехи в лечении желудочного расстройства.

Ключевые слова – желудочный стимулятор, гастеропарез, беспроводная желудочная стимуляция, кардиостимулятор, эндоскопическая стимуляция.

I. Введение

Желудок является жизненно важным органом в организме человека. Он отвечает за переваривание пищи и выделение различных ферментов для поглощения жизненно важных питательных веществ в организме. Гастропарез – это состояние, вызванное слабостью мышц желудка, что приводит к плохому измельчению пищи в мелкие частицы и, следовательно, к задержке высвобождения пищи из желудка в тонкий кишечник [1]. Расстройство часто связано с диабетом (от 20% до 50% тип1,30% тип2) [2]. Другие причины включают хирургические процедуры, такие как ваготомия, желудочно-кишечные двигательные расстройства, целиакия, язва желудка и т. Д. Пациенты лечатся прокинетическими, противоядными и противорвотными средствами, с низким содержанием клетчатки, с низким содержанием жиров. Тем не менее, есть случаи, когда лекарства вызывают побочные эффекты, такие как нервное и сердечное расстройство. Кроме того, пациенты с хроническим гастеропарезом, которые не реагируют на лекарственные препараты, должны пройти хирургические процедуры, такие как реюностомия и гастрэктомия [3]. В 1963 году некоторые исследователи задумали идею от кардиостимулятора и попытались поставить стимул на стенку желудка, чтобы вылечить пациентов от желудочных заболеваний. Однако долгое время идея оставалась трудной для применения, потому что электрическая активность двигательных мышц сердца не так проста, как у сердца. Несколько исследований были проведены на собаках. В 1995 году Jian De et al. [4] изучали влияние длительной стимуляции желудка с помощью портативного кардиостимулятора желудка. Фармилони [5,12] показал, что частота, в четыре раза превышающая собственные медленные волны, увеличивает мышечное сокращение. Результаты исследований привели к созданию терапевтической системы EnterraTM от Medtronics, которая является имплантируемым устройством для доставки электрических стимуляций в желудок. В 2000 году Американское управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило систему терапии EnterraTM в качестве устройства для использования человеком для пациентов с хронической резистентной к лекарственным средствам тошнотой и рвотой, связанной с гастропарезом. Имплантируемая система желудочной стимуляции Transcend II используется для лечения ожирения с ИМТ более 35. Оба устройства лицензированы Министерством здравоохранения Канады. Различные новые методы предлагаются для GES; многоканальная ГЭС, последовательные нейрогастрицеэлектрические стимуляторы, беспроводная ГЭС, гибкий желудочный стимулятор. Самым последним исследовательским прототипом являются перенастраиваемые беспроводные стимуляторы желудочного контроля. Наша цель в этом исследовании – изучить методы, параметры и устройства, используемые для электростимуляции желудка, и их влияние. Чтобы понять работу электрического стимулятора желудка, кратко описана физиология желудка.

II. Stomachphysiology

Желудок состоит из различных областей, ответственных за различные действия, помогающие переваривать пищу. Основными причинами являются глазное дно, корпус, антральный отдел и привратник желудка. Рис 1. Фундус хранит пищу, не оказывая никакого экстрагастерического давления. Антрум вырабатывает фермент, который стимулирует размол и смешивание пищи. Пилорус – это клапан между желудком и двенадцатиперстной кишкой, который помогает опорожнять пищу в двенадцатиперстную кишку. Время, необходимое для опустошения пищи, зависит также от вязкости пищи, твердой или жидкой, с низким содержанием клетчатки или с высоким содержанием клетчатки. Корпус – это регион, где находится желудочный кардиостимулятор. A. Миоэлектрическая активность. В клеточной части тела желудка начинается интерстициальная клетка Кахала (ICC), которая начинает желудочную миоэлектрическую активность. Сигнал от ICC вызывает сокращение гладких мышц, и медленные волны распространяются периферически к пилорусу. Частота медленных волн у нормального человека составляет 3 цикла в минуту. [изображение: изображение1. jpg] По мере того, как медленные волны достигают пороговых значений, генерируются пиковые потенциалы. На эти медленные волны накладываются пиковые потенциалы, и поэтому они находятся в фазе, связанной с сокращением мышц. Медленные волны распространяются от одной клетки к другой через специальный мембранный контакт, который регулируется нейрогормональной системой, которая является частью кишечной нервной системы. Кишечная нервная система представляет собой сложную сеть нейронных сетей, которые контролируют весь желудочно-кишечный тракт. При гастеропарезе электрическая активность увеличивается или уменьшается от 3 циклов в минуту в течение более 4 минут. Рис. 2 от Лин и соавт. [6,13]. показывает электрическую активность мышц желудка. Серозные электроды располагаются в проксимальной и дистальной области. На рис. 3 приведены записи ЭГГ пациентов с гастеропарезом до и после ГЭС. [изображение: изображение2. ЭДС] [изображение: изображение3. png] [изображение: изображение4. эдс] II. Электрическая стимуляция желудка. Эффективность ГЭС зависит от параметров раздражительности, характерных для тканей. Параметры стимула, частота, амплитуда, ширина импульса были тщательно исследованы. Эксперименты проводились на собаках и людях, устанавливая различные параметры стимула [6] [7,14]. На сегодняшний день существует два типа методов стимуляции, используемых для ГЭС. · Низкая частота (LF-GES) или стимуляция желудка: основная цель – помочь в опорожнении желудка. Частота обычно находится в диапазоне 5-8 циклов / минуту, длительность импульса составляет от 300 до 500 миллисекунд, а ток в диапазоне 2-4 мА. · Высокочастотная GES (HF-GES) использует частоту выше 10 циклов / минуту, показывает улучшение симптомов, таких как тошнота и рвота. Исследования показывают, что частота выше 5-10 Гц может высвобождать гормон ацетилхолин из тканей полости рта, что приводит к сокращению мышц. Поскольку это влияет на афферентную нервную систему, стимуляция в этом диапазоне называется нейрогастральной электрической стимуляцией (NGES). , · Одноканальный GES используется в различных исследованиях, когда одна пара электродов применяется в области кардиостимулятора желудка или в области антрального отдела желудка. Существуют различные коммерчески доступные системы GES Система TantalusTM (2) TranscendTM Implantable GES (3) Аккумуляторная система MaestroTM. (4) AcupulserTM модель A310 Ретроградная электростимуляция, но только система Энтерра одобрена FDA для лечения гастеропареза. A. Терапия EnterraTM SystemEnterra – это коммерчески доступный полностью имплантируемый электрический стимулятор желудка, который использует HF [8]. Используемая частота составляет 12-14 циклов / мин с длительностью импульса 330 мкс с импульсом 0, 1 секунда включена и 5 секунд выключена, амплитуда тока составляет 5 мА. На рис. 4 показан параметр нейростимуляции. Система состоит из импульсного генератора длиной 60 мм, шириной 50 мм и толщиной 12 мм. Генератор импульсов питается от батареи, срок службы которой составляет 5-10 лет, в зависимости от силы воздействия.

Medtronics model 4351 предлагает два однополюсных стимулятора, которые имеют полиуретиновую изоляцию и гибкую катушку электрода из платины и иридия. Анкер, небольшой силиконовый диск и швы используются для закрепления электродов, которые подключены к стимулятору. Используется внешний программатор [image: image5. ЭДС] [изображение: изображение 6. ЭДС] для регулировки стимуляции и помещается на кожу. Рис. 5. Система терапии Энтерра может использоваться постоянно или временно в зависимости от симптомов. Врач может выключить его. Система фактически не полностью вылечила гастеропарез, но в большинстве случаев помогает облегчить симптомы. B. Система GES для ожирения. Ожирение считается связующим звеном с симпатической нервной системой. Увеличение активности симпатической нервной системы вызывает потерю веса. Стимуляция надпочечникового нерва [исследуется для лечения ожирения, которое, как сообщается, снижает потребление пищи у собак в течение 28 дней. Эксперимент с системой TranscendTM GES проводится для блокирования афферентных импульсов блуждающего нерва, которые уменьшают опорожнение желудка и потребление пищи [9]. Использовался стимул с частотой 1 Гц, длительностью импульса 170 мВ и 170 мс. Устройство TantulusTM состоит из генератора импульсов и трех биолярных электродов. Две пары электродов имплантированы в антральном отделе, а одна пара находится на глазном дне. Электрод в глазном дне ощущает присутствие еды, генератор импульсов начинает посылать импульсы на антральные электроды в рефрактерном периоде, который начал сокращения желудка, и через блуждающий нерв посылался сигнал, что желудок полон. 12 субъектов смогли снизить вес на 10 кг за 20 недель. Сила антрального сокращения увеличена на 43%. C. Многоканальные имплантаты Исследование при лечении гастропареза с помощью GES привело к изучению возможности многоканального имплантации. Чен и соавт. [10] [11]. имплантировали восемь пар биполярных электродов на серозу здоровых собак. Регулируемый четырехканальный стимулятор использовался для стимуляции первой, третьей, пятой и седьмой пары, в то время как другие пары используются для регистрации миоэлектрической активности. Он выполнил эксперимент с переменными стимулирующими параметрами в состоянии натощак. Он заметил, что медленные волны генерировались с частотой 1. 1 от собственной частоты, длительностью импульса 40 мс с током 1 мА, 0,8 мА, 0,6 мА и 0,4 мА в стимулирующих каналах соответственно. Исследование показало, что энергия, необходимая для индукции медленной волны, составляет почти 1/30 от энергии, необходимой для одноканального имплантата.

Более того, многоканальная система уменьшает разгрузку жидкой пищи. Джалилиан и его коллега [12] предложили конструкцию многоканального имплантата для нейростимуляции, в которой они использовали последовательную схему электростимуляции, основанную на результатах Minchtev et. Аль [13]. В стимуляторе используется батарея 3 В, а магнитный геркон используется для включения и выключения устройства брюшным поясом. Рис. 6. Они используют частоту 50 Гц с длительностью на канал 6 с и фазовой задержкой [изображение: изображение 7. png] z [изображение: изображение8. png] [изображение: изображение9. png] [изображение: изображение10. ЭДС] между каналами – 3 с. Чтобы гарантировать, что суммарный поток ионов равен нулю, индуцируется двухфазная стимуляция путем обеспечения монополярной формы волны противоположной полярности для одного набора электродов. D. Эндоскопически имплантированный гастростимулятор. Чтобы избежать хирургических осложнений, эндоскопия, по-видимому, вполне привлекательна для размещения ГЭС, поскольку она менее дорогая и менее инвазивная. Однако конструкция такого имплантата представляет определенные проблемы [14] в отношении размера устройства, источника питания, правильной фиксации в желудке, упаковки устройства. Максимальный объем устройства не должен превышать 5 см3, а диаметр не должен превышать 18 мм.

Упаковка должна защищать устройство от кислой среды желудка. Лоран и соавт. [15] исследовали способ защиты имплантата с помощью силиконовой резины. Он испытал два адгезивных силиконовых каучука in vitro на обычной подложке имплантата в сильнокислой среде. Выбираются два типа силиконовых каучуков DC 3140 и Nusil MED4-4220. В качестве подложек выбраны стеклооксид алюминия и эпоксидная смола, армированная стеклом. Они обнаружили, что MED4-4220 в сочетании с глиноземным субстратом может выдерживать до 3,9 года при температуре тела с частотой отказов менее 10%. Так что устройство подходит для гастростимуляторов. E. Эндоскопический беспроводной желудочный стимулятор. Прорыв в технологии GES, прототип, разработанный Санчали и его коллегами [16]. Устройство предлагает некоторые привлекательные параметры, такие как уменьшение размера по сравнению с системой Enterra и беспроводным аккумуляторным стимулятором. Из-за своего небольшого размера (35 мм × 10 мм × 8 мм) его можно имплантировать с помощью эндоскопии. Устройство предназначено для альтернативной работы в заряжаемом и стимулирующем режимах. Как показано на рис. 7А, перезаряжаемая литий-ионная батарея (3 В, 11 мАч), соединенная с магнитным герконом, заряжается от внешнего передатчика. Электромагнитная мощность 3 Вт на радиочастоте 1,3 МГц передается передатчиком. Аккумулятор необходимо перезаряжать после 19 часов использования и занимает 30 минут; его необходимо заменить после 100 циклов. Заранее запрограммированный контроллер периферийного интерфейса (PIC) используется для генерации импульсов. Когда магнитный выключатель замыкается, батарея вступает в контакт с PIC и начинает подавать импульсы. Рис. 7B. Этот прототип был имплантирован 5-месячной свинье для демонстрации. [изображение: изображение11. эдс] F. Гибкий желудочный стимулятор Проблема с устройством [16] заключается в том, что его достаточно сложно прочно прикрепить к искривлению желудка. Электроды не могут оставаться в своем положении при возобновлении работы желудка. Так, Souvik и Chiao [17] представили новое решение проблемы, разработав желудочный стимулятор на основе гибкого субстрата. Для того, чтобы вписаться в эндоскоп, устройство может быть свернуто в форме цилиндрической трубки. После помещения в желудок напряжение превращает устройство обратно в плоскую форму. Пациенты обязаны носить пояс во время еды. Рис. 8. Схема передатчика содержит схему LC с резонансной частотой. 1,3 МГц. Шунтирующий конденсатор используется для подавления гармоник, тогда как спиральная катушка служила антенной. На стороне приемника энергия собирается через катушку. В работе исследовалась беспроводная передача энергии в определенных условиях, достигнута эффективность 14% на расстоянии 4 см. G. Синхронизированная имплантируемая GESS Синхронизированная GES была исследована, чтобы получить волновую картину в желудке, чтобы проверить эффективность GES [18]. Система была достаточно большой, чтобы ее можно было имплантировать.

Капсульная телеметрическая система [19] предлагает низкое разрешение ЭГГ. Арриагада и др. [20] предложили проект системы NGES с обратной связью и реализовали ее на четырех собаках. На фиг.8 показана блок-схема. Микроконтроллер используется для выбора и согласования различных модулей. Мультиплекс …

Поделиться сочинением
Ещё сочинения
Нет времени делать работу? Закажите!

Отправляя форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и обработкой ваших персональных данных.