[go: up one dir, main page]

RU2323020C1 - Device for electrostimulating gastrointestinal tract - Google Patents

Device for electrostimulating gastrointestinal tract Download PDF

Info

Publication number
RU2323020C1
RU2323020C1 RU2006138399/14A RU2006138399A RU2323020C1 RU 2323020 C1 RU2323020 C1 RU 2323020C1 RU 2006138399/14 A RU2006138399/14 A RU 2006138399/14A RU 2006138399 A RU2006138399 A RU 2006138399A RU 2323020 C1 RU2323020 C1 RU 2323020C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
stimulating
electrode
single electrode
galvanic cell
Prior art date
Application number
RU2006138399/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Федорович Глущук (RU)
Сергей Федорович Глущук
Яков Семенович Пеккер (RU)
Яков Семенович Пеккер
Олег Иванович Налесник (RU)
Олег Иванович Налесник
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority to RU2006138399/14A priority Critical patent/RU2323020C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2323020C1 publication Critical patent/RU2323020C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering.
SUBSTANCE: device has casing shaped as capsule by two cup-like stimulating electrodes isolated from each other with dielectric part having holes. Pulse oscillator is mounted in sealed compartment of the casing and connected to the first cup-like stimulating electrode and single electrode manufactured from material, having its electrochemical potential different from that of one of stimulating electrodes, allowing galvanic cell to be formed. Bipolar electrodes are available in dielectric part of the casing, each made as two flat electrodes of different electrochemical potentials separated with dielectric packing and being in direct electric contact to each other. The flat electrodes arranged with respect to the single electrode and one of stimulating electrodes in a way that galvanic cell is creatable between every pair of electrodes, and volumes, fillable with organism media containing water-retaining filler, are formed between the single electrode, bipolar electrodes and stimulating electrode.
EFFECT: prolonged service life under increased galvanic cell voltage.
2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области биомедицинской инженерии, точнее к электростимулирующим устройствам для диагностики и лечения органов и тканей.The present invention relates to the field of biomedical engineering, more specifically to electro-stimulating devices for the diagnosis and treatment of organs and tissues.

Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий корпус, образованный в виде капсулы двумя чашеобразными стимулирующими электродами, изолированными друг от друга диэлектрической частью, снабженной отверстиями, размещенный в герметичном отсеке корпуса генератор импульсов, соединенный с чашеобразными стимулирующими электродами и с одиночным электродом, выполненным из материала, электрохимический потенциал которого отличается от электрохимического потенциала одного из стимулирующих электродов, с возможностью образования с ним гальванического элемента [патент РФ №2203697, МПК 7 А61N 1/36, опубл. 10.05.2003. бюл. №13].Known electrical stimulator of the gastrointestinal tract, comprising a housing formed in the form of a capsule by two cup-shaped stimulating electrodes isolated from each other by a dielectric part provided with holes, a pulse generator located in a sealed compartment of the housing connected to a cup-shaped stimulating electrodes and to a single electrode made of material whose electrochemical potential differs from the electrochemical potential of one of the stimulating electrodes, with the possibility of contact with him of the galvanic cell [RF patent No. 2203697, IPC 7 A61N 1/36, publ. 05/10/2003. bull. No. 13].

Данный электростимулятор взят нами за прототип.We have taken this electrical stimulator as a prototype.

Недостатками известного электростимулятора являются малые напряжения, образующиеся на электродах гальванического элемента (ГЭ) при его двухэлектродной конструкции, приводящие к необходимости введения в схему генератора импульсов преобразователя напряжения для получения необходимого значения напряжения питания генератора импульсов и, как следствие, к уменьшению надежности электростимулятора и к повышению его стоимости.The disadvantages of the known electrical stimulator are low voltages generated on the electrodes of a galvanic cell (GE) with its two-electrode design, leading to the necessity of introducing a voltage converter into the pulse generator circuit to obtain the required voltage value of the pulse generator and, as a consequence, to reduce the reliability of the electrical stimulator and to increase its value.

Задачей настоящего изобретения является повышение напряжения питания для генератора импульсов.An object of the present invention is to increase the supply voltage for a pulse generator.

Поставленная задача достигается тем, что в электростимуляторе желудочно-кишечного тракта, содержащем корпус, образованный в виде капсулы двумя чашеобразными стимулирующими электродами, изолированными друг от друга диэлектрической частью, снабженной отверстиями, размещенный в герметичном отсеке корпуса генератор импульсов, соединенный с чашеобразными стимулирующими электродами и с одиночным электродом, выполненным из материала, электрохимический потенциал которого отличается от электрохимического потенциала одного из стимулирующих электродов, с возможностью образования с ним гальванического элемента, внутри диэлектрической части корпуса размещены биполярные электроды, каждый из которых выполнен в виде двух плоских электродов с различными электрохимическими потенциалами, разделенных диэлектрической прокладкой и находящихся в непосредственном электрическом контакте друг с другом. При этом плоские электроды по отношению к одиночному электроду и одному из стимулирующих электродов ориентированы с возможностью образования между каждой парой электродов гальванического элемента. Причем между одиночным электродом, биполярными электродами и стимулирующим электродом образованы объемы с возможностью заполнения их средами организма и содержащие влагоудерживающий наполнитель.This object is achieved by the fact that in the electric stimulator of the gastrointestinal tract, comprising a body formed in the form of a capsule by two cup-shaped stimulating electrodes, isolated from each other by a dielectric part provided with holes, a pulse generator located in the sealed compartment of the housing connected to the cup-shaped stimulating electrodes and with a single electrode made of a material whose electrochemical potential differs from the electrochemical potential of one of of electrodes so as to form with it a galvanic cell within the dielectric housing portion arranged bipolar electrodes, each of which is in the form of two planar electrodes with different electrochemical potentials, separated by a dielectric strip and are in direct electrical contact with each other. In this case, the flat electrodes with respect to a single electrode and one of the stimulating electrodes are oriented with the possibility of the formation of a galvanic cell between each pair of electrodes. Moreover, between a single electrode, bipolar electrodes and a stimulating electrode, volumes are formed with the possibility of filling them with body media and containing a water-retaining filler.

Предложенная конструкция, обеспечивающая последовательное включение гальванических элементов, позволяет добиться желаемого результата - увеличение напряжения питания для генератора импульсов.The proposed design, which ensures the sequential inclusion of galvanic cells, allows to achieve the desired result - an increase in the supply voltage for the pulse generator.

Суть изобретения ниже поясняется описанием примера предлагаемой конструкции электростимулятора со ссылками на чертежи (Фиг.1, 2).The essence of the invention below is illustrated by a description of an example of the proposed design of an electrical stimulator with reference to the drawings (Fig.1, 2).

Фиг.1 - электростимулятор желудочно-кишечного тракта в продольном сечении с биполярными электродами.Figure 1 - electrical stimulator of the gastrointestinal tract in longitudinal section with bipolar electrodes.

Фиг.2 - диэлектрическая часть электростимулятора.Figure 2 - the dielectric part of the electrical stimulator.

Электростимулятор состоит из корпуса, содержащего два стимулирующих чашеобразных электрода 1, 2 и диэлектрическую часть 3 с отверстиями 4, одиночного электрода 5 и биполярных электродов, состоящих из двух плоских электродов 6 и 7, разделенных диэлектрической прокладкой 8 и выполненных из таких же материалов как электроды 5 и 2, причем электроды 6 и 7 электрически соединены между собой. Плоские электроды 6 и 7 ориентированы по отношению к одиночному электроду 5, чашеобразному стимулирующему электроду 2 и между собой так, чтобы каждая пара электродов образовывала гальванический элемент. Биполярные электроды установлены в специальные пазы 9 (фиг.2) на внутренней поверхности диэлектрической части 3. При этом генератором импульсов 10 соединен со стимулирующими чашеобразными электродами 1 и 2 и с одиночным электродом 5. Между одиночным электродом 5, биполярными электродами и стимулирующим электродом 2 образованы объемы, которые могут содержать влагоудерживающий наполнитель 11 и заполняются средами организма.The pacemaker consists of a housing containing two cup-shaped stimulating electrodes 1, 2 and a dielectric part 3 with holes 4, a single electrode 5 and bipolar electrodes, consisting of two flat electrodes 6 and 7, separated by a dielectric pad 8 and made of the same materials as electrodes 5 and 2, the electrodes 6 and 7 being electrically connected to each other. Flat electrodes 6 and 7 are oriented with respect to a single electrode 5, a bowl-shaped stimulating electrode 2 and between each other so that each pair of electrodes forms a galvanic cell. The bipolar electrodes are installed in special grooves 9 (Fig. 2) on the inner surface of the dielectric part 3. In this case, the pulse generator 10 is connected to the stimulating cup-shaped electrodes 1 and 2 and to the single electrode 5. Between the single electrode 5, the bipolar electrodes and the stimulating electrode 2 are formed volumes that may contain moisture-retaining filler 11 and are filled with body fluids.

В качестве электродов 6 и 7 гальванического элемента можно использовать пластины из стали 12Х18Н9 и пластины из алюминия. Количество биполярных электродов определяется напряжением питания схемы генератора импульсов, которое будет складываться из напряжений последовательно включенных гальванических элементов.As electrodes 6 and 7 of a galvanic cell, plates of steel 12X18H9 and plates of aluminum can be used. The number of bipolar electrodes is determined by the supply voltage of the pulse generator circuit, which will be the sum of the voltages of the series-connected galvanic cells.

Экспериментально измеренные значения напряжения для системы Al - 12Х18Н9 в 1%-ной соляной кислоте (имитатор желудочного сока) при токе разряда 1 мА (что в десятки раз превышает средний рабочий ток серийных автономных электростимуляторов желудочно-кишечного тракта) составили 0,82...0,98 В. Для устойчивой работы генератора импульсов на микросхеме И106А [ТУ КЛГЯ.431238.600 ТУ. Микросхема И106А. - 1991. - 22 с.] потребуется 3 биполярных электрода.The experimentally measured voltage values for the Al - 12X18H9 system in 1% hydrochloric acid (simulator of gastric juice) at a discharge current of 1 mA (which is ten times higher than the average operating current of serial autonomous gastrointestinal electrical stimulators) amounted to 0.82 ... 0.98 V. For the stable operation of the pulse generator on the I106A microcircuit [TU KLGYA. 431238.600 TU. Chip I106A. - 1991. - 22 p.] 3 bipolar electrodes are required.

Электрический контакт между электродами 6 и 7 может быть осуществлен методом клепки по краям пластин, при этом место клепки должно быть изолировано и помещено в паз 9 диэлектрической части корпуса 3.The electrical contact between the electrodes 6 and 7 can be made by riveting along the edges of the plates, while the riveting site should be insulated and placed in the groove 9 of the dielectric part of the housing 3.

В качестве влагоудерживающего наполнителя 11 можно использовать, например, многослойный электротехнический алигнин. В качестве диэлектрической прокладки 8 можно использовать ленточный фторопласт-4.As the water-retaining filler 11, for example, a multilayer electrotechnical alignin can be used. As a dielectric strip 8, you can use tape fluoroplast-4.

Работает электростимулятор следующим образом. При попадании электростимулятора в желудочно-кишечный тракт желудочный сок (слюна либо желчь) через отверстия 4 в диэлектрической части корпуса 3 электростимулятора пропитывают влагоудерживающий наполнитель 11. Между одиночным электродом 5 и чашеобразным стимулирующим электродом 2 появляется суммарное напряжение последовательно включенных гальванических элементов. Время приведения таких источников тока в состояние рабочей готовности колеблется от 0,1 с до нескольких секунд [Налесник О.И. Общая теория химических источников тока. - Томск.: ТПИ, 1985. - 94 с.]. Это напряжение поступает на генератор импульсов 10. Генератор импульсов 10 начинает работать, поставляя на чашеобразные стимулирующие электроды 1 и 2 электростимулятора серии электрических импульсов.The electrical stimulator works as follows. When an electrostimulator enters the gastrointestinal tract, gastric juice (saliva or bile) is impregnated through a hole 4 in the dielectric part of the electrostimulator body 3 with a moisture-retaining filler 11. Between a single electrode 5 and a bowl-shaped stimulating electrode 2, the total voltage of the cells connected in series appears. The time of bringing such current sources to the state of operational readiness ranges from 0.1 s to several seconds [O. Nalesnik General theory of chemical current sources. - Tomsk .: TPI, 1985. - 94 p.]. This voltage is supplied to the pulse generator 10. The pulse generator 10 starts to work by supplying a series of electrical pulses to the bowl-shaped stimulating electrodes 1 and 2 of the electric stimulator.

При нахождении электростимулятора в желудочно-кишечном тракте токообразующая реакция в кислой среде может быть представлена в виде:When an electric stimulator is in the gastrointestinal tract, the current-forming reaction in an acidic environment can be represented as:

Figure 00000002
Figure 00000002

как результат раздельного протекания реакций на аноде:as a result of separate reactions on the anode:

Figure 00000003
Figure 00000003

на катоде:at the cathode:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Me - металл дополнительного электрода; е - электрон.where Me is the metal of the additional electrode; e is an electron.

Токообразующая реакция в слабощелочной или в нейтральной среде запишется в виде:The current-forming reaction in a slightly alkaline or in a neutral medium can be written as:

Figure 00000005
Figure 00000005

как результат ионизации воды на катоде:as a result of water ionization at the cathode:

Figure 00000006
Figure 00000006

и образования гидроокиси металла на аноде:and the formation of metal hydroxide at the anode:

Figure 00000007
.
Figure 00000007
.

Гидроокись металла при накоплении в ограниченном объеме нейтральной или слабощелочной среды дегидратируется:When metal hydroxide is accumulated in a limited volume of a neutral or slightly alkaline medium, it is dehydrated:

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Тогда суммарная реакция (6) в щелочной или нейтральной среде с учетом реакции (9) запишется в виде:Then the total reaction (6) in an alkaline or neutral medium, taking into account reaction (9), will be written in the form:

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

Из представленных формул следует, что при соответствующем подборе электродов гальванического элемента токсичных продуктов реакции при его работе не образуется.From the presented formulas it follows that with the appropriate selection of electrodes of the galvanic cell, toxic reaction products do not form during its operation.

Claims (1)

Электростимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий корпус, образованный в виде капсулы двумя чашеобразными стимулирующими электродами, изолированными друг от друга диэлектрической частью, снабженной отверстиями, размещенный в герметичном отсеке корпуса генератор импульсов, соединенный с первым чашеобразным стимулирующим электродом и одиночным электродом, выполненным из материала, электрохимический потенциал которого отличается от электрохимического потенциала одного из стимулирующих электродов, с возможностью образования с ним гальванического элемента, отличающийся тем, что внутри диэлектрической части корпуса размещены биполярные электроды, каждый из которых выполнен в виде двух плоских электродов с различными электрохимическими потенциалами, разделенных диэлектрической прокладкой и находящихся в непосредственном электрическом контакте друг с другом, при этом плоские электроды по отношению к одиночному электроду и одному из стимулирующих электродов ориентированы с возможностью образования между каждой парой электродов гальванического элемента, а между одиночным электродом, биполярными электродами и стимулирующим электродом образованы объемы с возможностью заполнения их средами организма, содержащие влагоудерживающий наполнитель.A gastrointestinal tract electrical stimulator, comprising a housing formed in the form of a capsule by two cup-shaped stimulating electrodes isolated from each other by a dielectric part provided with holes, a pulse generator located in the sealed compartment of the housing, connected to the first cup-shaped stimulating electrode and a single electrode made of material, whose electrochemical potential differs from the electrochemical potential of one of the stimulating electrodes, with the possibility of with it a galvanic cell, characterized in that bipolar electrodes are placed inside the dielectric part of the housing, each of which is made in the form of two flat electrodes with different electrochemical potentials, separated by a dielectric gasket and in direct electrical contact with each other, while the flat electrodes in relation to to a single electrode and one of the stimulating electrodes are oriented with the possibility of formation between each pair of electrodes of a galvanic cell, and between the single electrode, the bipolar electrodes and the stimulating electrode, volumes are formed with the possibility of filling them with body media containing a water-retaining filler.
RU2006138399/14A 2006-10-30 2006-10-30 Device for electrostimulating gastrointestinal tract RU2323020C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138399/14A RU2323020C1 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Device for electrostimulating gastrointestinal tract

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138399/14A RU2323020C1 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Device for electrostimulating gastrointestinal tract

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2323020C1 true RU2323020C1 (en) 2008-04-27

Family

ID=39453033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138399/14A RU2323020C1 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Device for electrostimulating gastrointestinal tract

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2323020C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96119476A (en) * 1996-09-27 1998-12-27 С.Ф. Глущук GASTROINTESTINAL ELECTRIC STIMULATOR
RU2134595C1 (en) * 1997-12-04 1999-08-20 Открытое акционерное общество "Завод "КОМПОНЕНТ" Electrostimulator of gastroenteric tract
WO2000069516A1 (en) * 1999-05-17 2000-11-23 Alexandr Alexandrovich Karasev Electro-neuro-adaptive stimulator
WO2003015861A2 (en) * 2001-08-14 2003-02-27 Capsule 1 Ltd. Electrostimulating device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128059C1 (en) * 1996-09-27 1999-03-27 Глущук Сергей Федорович Electric stimulator of gastrointestinal tract

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96119476A (en) * 1996-09-27 1998-12-27 С.Ф. Глущук GASTROINTESTINAL ELECTRIC STIMULATOR
RU2134595C1 (en) * 1997-12-04 1999-08-20 Открытое акционерное общество "Завод "КОМПОНЕНТ" Electrostimulator of gastroenteric tract
WO2000069516A1 (en) * 1999-05-17 2000-11-23 Alexandr Alexandrovich Karasev Electro-neuro-adaptive stimulator
WO2003015861A2 (en) * 2001-08-14 2003-02-27 Capsule 1 Ltd. Electrostimulating device
RU2203697C2 (en) * 2001-08-14 2003-05-10 Государственное учреждение системы высшего и послевузовского профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет" Device for performing organ and tissue electrostimulation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7667954B2 (en) Capacitor
US6238813B1 (en) Battery system for implantable medical device
DK1489959T3 (en) Wireless electrode with activatable energy cell
JP4485556B2 (en) Battery powered patient subcutaneous insertion device
US7684171B2 (en) Capacitors based on valve metal alloys for use in medical devices
US20030149394A1 (en) Iontophoretic treatment device
US8532760B2 (en) Method and apparatus for a small power source for an implantable device
JPH105352A (en) Active implantable device
WO2007103262A3 (en) Implanted cardiac device for defibrillation
CN101484204A (en) Implantable medical device with dual power supplies
RU2203697C2 (en) Device for performing organ and tissue electrostimulation
US3842843A (en) Biogalvanic power supply device and method
US20070254212A1 (en) Battery assembly for use in implantable medical device
CN112689924A (en) Open tube battery shell
US20080177219A1 (en) Method for Iontophoretic Fluid Delivery
RU2323020C1 (en) Device for electrostimulating gastrointestinal tract
RU2128059C1 (en) Electric stimulator of gastrointestinal tract
RU2294219C1 (en) Electric stimulation device for treating gastrointestinal tract
Lillehei et al. A new solid-state, long-life, lithium-powered pulse generator
US20090171419A1 (en) Capacitor reformation method and device configured to perform the capacitor reformation method
US3986514A (en) Battery for use with implantable heart pacer
RU2140301C1 (en) Electric stimulator of gastroenteric tract
RU2277429C2 (en) Gastrointestinal tract electrical stimulator with microelement endogenous iontophoresis
RU2103027C1 (en) Electrostimulator of gastroenteric tract
CN108140488A (en) For the sintered electrode of capacitor anode, cathode, anode system and cathod system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081031