Нейростимуляция. Достаточно сильное переменное электромагнитное поле стимулятора приводит к так называемой деполяризации мембраны нервной клетки, то есть перетеканию ионов с одной стороны поверхности мембраны на другую сторону. Распространяющееся по нервному волокну пятно зоны такого перетекания называется нервным импульсом, биотоком, и приводит к сокращению мышцы - эффектора, так называемому "вызванному моторному ответу". Правильная последовательность таких сокращений нужных мышц, посланная программой с компьютера, приводит к любым нужным действиям и к любому нужному поведению управляемого или программируемого человека. В медицине этот принцип называется Транскраниальной Магнитной Стимуляцией мозга. Для его реализации в сетях управления человеком, миниатюрный нейростимулятор, в несколько миллиметров длинной, и с радиоканалом связи с сервером, вводится в шею или под затылок жертве, в непосредственную близость к стволу головного мозга или шейного отдела спинного мозга. Далее уже, программа-бот управляет всеми или частью движений чипированного человека. Или-же, тело чипированного человека надевает на себя лежачий оператор, с аналогичным миниатюрным оборудованием в шее, ощущая тело жертвы своим резиновым телом. Далее я приведу неплохую статью по транскраниальной магнитной стимуляции мозга в медицине.

Существует несколько типов практик, стимулирующих деятельность головного мозга и решающих широкий спектр задач: от повышения общей мозговой активности до лечения патологий, плохо поддающихся исправлению с помощью другой терапии. Так, глубокая стимуляция мозга осуществляется преимущественно за счёт транскраниальной методики магнитного воздействия. Бинауральная стимуляция головного мозга предполагает создание специфического звукового эффекта с помощью стереонаушников. Использование препаратов и пищевых добавок «включает» мозг с помощью активизации химической связи между нейронами. Почти в любом центре стимуляции мозга, который зачастую организовывается не для взрослых, а для ускорения развития потенциала ребёнка и для коррекции его развития, на выбор предлагается сразу несколько методик, например: «Томасис-терапия» метод имитации пространства с помощью изменения восприятия звука и речи, микрополяризация, «интерактивный метроном», мозжечковая стимуляция, аудиовизуальная стимуляция мозга и др. Особняком в общем ряду стоит эпидуральная стимуляция спинного мозга, которая используется как метод снятия хронического болевого синдрома и функции тазовых органов. При этом «спинальный вопрос» может решаться и с помощью транскраниального электромагнитного воздействия.

ТМС – транскраниальная магнитная стимуляция

Методика транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) позволяет с помощью прибора стимулировать область коры головного мозга, применяя для этого короткие магнитные импульсы. Цель такого неинвазивного («без прямого вторжения») воздействия – диагностическое обследование и лечение при подтверждении состояний:

• • • депрессии

    • слуховых галлюцинаций

    • спастичности (эффекта повышенного мышечного тонуса, сопровождающегося сопротивлением конечности выполнению пассивных движений)

    • обсессивно-компульсивных расстройств

    • моторных нарушений

    • различных болевых синдромов

    • болезни Паркинсона

    • дегенеративных наследственных болезней

Подробнее о сути метода

Совокупность электромагнитных и химических реакции обеспечивают активность головному мозгу, связывая нейронную сеть в единую систему. Однако при некоторых патологиях часть элементов сети «выпадает» из системы – возникают трудности при передаче не только химического, но и электрического сигналов. Внешнее электромагнитное поле способно активизировать процессы, но для этого необходимо обеспечить комплексное воздействие сложных электромагнитных полей в определённых участках нейронных сетей. Для решения этой задачи и была разработана методика, при которой глубокая стимуляция головного мозга позволяла восстанавливать прежние показатели мозговой активности проблемных зон. Достигается глубокая стимуляция мозга за счёт влияния переменного магнитного поля, которое, проникая на заданную глубину нервной ткани, генерирует электрическое поле с эффектом деполяризации мембран нейронов. В результате сего возникают и распространяются по нервным путям потенциалы действия. Наложение импульса в проекции моторной зоны коры (на кортикальном уровне) позволяет получить ВМО – вызванный моторный ответ. При наложении импульса в районах поясничного или шейного утолщения спинного мозга (сегментарный уровень) оценка производится на основании расчета времени центрального моторного проведения.

Развитие аппаратных систем электромагнитной стимуляции мозга

Каждый год та или иная аппаратная система, созданная на основе принципа транскраниальной электрической стимуляции мозга (ТЭС), регистрируются и сертифицируются в качестве действенной методики для лечения новых заболеваний и состояний. В разных странах мира создаются новые аппараты.

70-ые годы XX века. Разрабатывается и закрепляется метод транскраниальной микрополяризации. Суть метода описывается как процесс влияния тока минимального напряжения на отдельные участки головы посредством специальных электродов. Курс воздействия включает 8-12 процедур, каждая занимает от получаса до 50 минут. Целевое назначение: улучшение показателей памяти, внимания и решение проблем со сном.

2011 год. Компания Brainsway (Израиль) создаёт аппарат, предназначенный для лечения головного мозга, который выглядит, как шлем с электромагнитами, управляемыми компьютером. Магниты излучают сигнал, направленный в определённые участки мозга. Такая электростимуляция влияет на течение болезни, а технология, на базе которой сей прибор создан, называется транскраниальной магнитной стимуляцией. Свои испытания компания начала с лечения эпилепсии, синдрома расстройства внимания и депрессии. К тестированию методики при болезни Альцгеймера были привлечены 24 человека, которые, пройдя стимулирующий процесс, продемонстрировали в сравнении с контрольной группой улучшение когнитивных способностей. В результате теста не было зафиксировано ни одного побочного эффекта.

2013 год. Аппараты, аналогичные израильским, начинает производить американская компания Neuronetics, которая сертифицировано предлагает своё оборудование для лечения депрессии, параллельно тестируя возможности прибора в борьбе с мигренью, шизофренией, болезнями Паркинсона и Альцгеймера, наркотической зависимостью.

2014 год. Brainsway начали успешное использование аппаратной методики в лечении болезни Паркинсона, причиной которой становится прекращение выработки дофамина вследствие гибели нейронов в различных отделах центральной нервной системы (главным образом – в «чёрной субстанции»). Лекарственная терапия, направленная на восполнение нехватки дофамина, имеет побочные эффекты. Нейрохирургическая операция по купированию поражённых участков с применением гамма-ножа, развитие болезни не останавливает. Ещё один вариант – сложен и опасен – имплантация нейростимуляторов, успокаивающих двигательные ярдышки, вызывающие в возбуждённом состоянии тремор. Неинвазивный метод, позволяющий стимулировать мозг и тем самым останавливать нейродегенаративные процессы – это пока самый безопасный метод лечения болезни Паркинсона.

2015 год. Методика совершенствуется и начинает применяться американскими учёными, работающими в Северо-Западном университете, которые с её помощью стали восстанавливать память и улучшать умственные способности на 20% и более у пациентов с болезнью Альцгеймера. Для этого было принято решение как стимулировать клетки самого гиппокампа, так и окрестных областей мозга. Специалист в области ТМС и автор проведённого исследования Джоэл Восс считает задействование методики великим и потенциально очень перспективным шагом в лечении болезни Альцгеймера.

2015 год. Глубокая стимуляция мозга стала предметом детального исследования сингапурских учёных из института NTU. Эксперименты затрагивали различные зоны мозга и, в первую очередь, – префронтальную область коры мозга. Опыты предполагали различную по интенсивности степень воздействия и проводились на подопытных крысах. После воздействия, животные, ставшие участниками эксперимента, лучше справились с задачей, требующей напряжения памяти, а сканирование их мозга показало ускоренные темпы образования нейронов.

Тот же 2015 год. Агентство министерство здравоохранения и соцслужб США (FDA) сертифицирует британскую систему Magstim Rapid2, с помощью которой быстрая электромагнитная стимуляция обеспечивает активизацию аксонов с целевой областью левого префронтального кортекса. (Нарушения этой части коры приводят к развитию депрессивных состояний). И параллельно с этим Еврокомиссия сертифицирует применение американской системы Monarch eTNS от компании NeuroSigma в качестве метода лечения гиперактивности и синдрома дефицита внимания. К этому моменту система уже заслужила доверие как инструмент лечения депрессии и эпилепсии. Благодаря простому креплению двух электродов, которые воздействуют на тройничный нерв, аппарат прост в использовании и может применяться в домашних условиях.

Риски и противопоказания

Процедура магнитной стимуляции мозга в целом рассматривается специалистами как безопасная, что, впрочем, не исключает противопоказаний. Транскраниальная магнитная стимуляция включает запрет на использование: во время беременности, при наличии электрокардиостимулятора, при аневризме сосудов мозга, в случае размещения металлических предметов рядом с магнитным полем и непосредственно в зоне его действия. Несмотря на применение ТМС в лечении эпилепсии, разработчики предупреждают о возможной инициации припадка в ходе процедуры. Потенциально возможны обмороки, но вероятность их крайне низкая. За всё время проведения процедур упоминается о 16-ти случаях обмороков и индуцированных припадков. Однако детальный разбор девяти случаев, произошедших после публикации требований по технике безопасности (в 1998 году), говорит о том, что половина из них произошло из-за несоблюдения мер безопасности. Редко в ходе проведения процедуры возникают побочные эффекты в виде дискомфорта или боли вследствие воздействия на кожу головы. В случае использования несовместимых ЭЭГ электродов они могут нагреваться, иногда провоцируя ожоги. Существует и потенциальный риск испортить слух громким щёлкающим звуком, возникающим при деформации катушки в рабочем режиме. Но сего риска легко избежать, защитив органы слуха перед процедурой. Глубокая стимуляция мозга относится к разряду аппаратных методик, однако сопоставимые с аппаратными методиками результаты по ряду направлений позволяет получить и пероральное применение препаратов, которые расширяют возможности стимуляции мозга в домашних условиях.

Следующая статья объясняет необходимость введения биологического чипа с модулем ультразвуковой стимуляции мозга и улитки уха под череп - кость черепа является очень серьёзной преградой для проникновения ультразвука внутрь мозга. Прохождение на улитку уха модулированного звуковой частотой ультразвука создаёт эффект "голоса". Звуковое пятно в нужной области мозга может как активизировать эту область, например за счёт улучшения диффузии ионов и уменьшения диффузионного барьера, так и разрушить мозговую ткань в диаметре пятна и точечно и надолго выключить ту или иную психическую функцию. Также, звуковое пятно ультразвука может разрушать и сосуды мозга, что используется для имитации инсультов убийцами, получившими доступ к программам управления имплантированными биологическим микрочипами, см. например "кибер-террорист Владимир Братусенко". Эта статья не даёт точного ответа на вопрос о возможность вызова моторного ответа ультразвуковой стимуляцией для программирования поведения человека, но предполагает такую возможность, утверждая об изменении состояния активности нейронов под действием ультразвука. Простейшим источником ультразвука может служить миниатюрный пьезоэлемент, объём которого меняется с частотой приложенного напряжения - возникает вибрация и ультразвук. Для управления направлением луча используется фазированная решётка, а для создания нужной мощности ультразвука в звуковом пятне используются пересечение нескольких лучей в одной фазе, акустические линзы и величина приложенного к пьезоэлементу напряжения - амплитуда колебаний. Частота ультразвука равна частоте приложенного переменного напряжения.

Авторы патента: Карашуров С.Е. Карашуров Е.С. Гудовский Л.М. Титова Н.Ю. Кошелева Л.Ф. Шарова И.Г.

A61N7 - Ультразвуковая терапия (камнедробление A61B 17/22,A61B 17/225; массаж с помощью ультразвуковых колебаний A61H 23/00)

Изобретение относится к медицине, к неврологии, и может быть использовано для стимуляции нерва с помощью ультразвука. Осуществляют периодическую фокусированную ультразвуковую стимуляцию нерва. Продолжительность 1-25 мин. Воздействуют с помощью имплантированного над нервом ультразвукового излучателя мощностью 0,001-0,1 Вт/см². Последний приводится в действие с помощью импульсов тока частой 40 кГц - 3 МГц, длительностью 0,1-1,0 мкс от имплантированного радиочастотного устройства. Производят индивидуальный подбор оптимальных параметров ультразвука и режима стимуляции. Для усиления стимулирующего влияния основную частоту ультразвука модулируют низкочастотным сигналом частотой 1,0-150,0 Гц. Способ позволяет повысить эффективность стимуляции нерва с помощью ультразвука. 1 з.п. ф-лы, 9 табл., 1 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам лечения болезней, связанных с патологией нервной системы.

Известен способ стимуляции нерва с помощью имплантируемого электростимулятора [1].

Способ эффективен, но имеет ряд недостатков.

- Имплантация электрода от электростимулятора под нерв приводит к механическому его повреждению, ухудшению его кровоснабжения, что со временем приводит к развитию нейродистрофических процессов в нем с потерей его функции.

- Металлические контакты электрода электростимулятора и ток, протекающий через них, приводят со временем к повреждению нерва вследствие электролиза, в результате чего эффективность электростимуляций снижается.

- При выделении нерва с помощью хирургических инструментов, с целью подключения к нему электрода от электростимулятора, нередко возникает случайное ранение близлежащих жизненно важных органов и кровеносных сосудов, что приводит к опасным для жизни осложнениям.

Наиболее близким по сущности является способ стимуляции нерва ультразвуком [2]. Для его реализации применяется чрескожное подведение ультразвука большой мощности (0,2-0,4 Вт/см²).

Способ имеет ряд недостатков.

- Невозможность точной фокусировки ультразвука на нерв, вследствие особенностей его распространения в тканях, а также вариаций анатомии нервов у человека. Ввиду этого стимуляции подвергаются и окружающие нерв органы и ткани, причем нередко даже в большей мере, чем сам нерв.

- Невозможность точной дозировки подводимой к нерву мощности ультразвука из-за невозможности точной фокусировки. Вследствие этого может быть как повреждение нерва при избыточной мощности ультразвука, так и отсутствие эффекта стимуляции, при недостаточной мощности ультразвука.

- Для стимуляции глубоколежащего нерва необходимо применение мощного ультразвука (>0,1 Вт/см²), имеющего побочные эффекты в виде развития нейродистрофического процесса, спазма сосудов, бронхов, повреждения клеточных мембран. Вследствие этого исключается возможность длительного и частого применения таких стимуляций.

Цель изобретения

1. Повышение эффективности стимуляций нерва с помощью ультразвука.

2. Снижение опасности повреждения нерва и окружающих его органов и тканей ультразвуком.

3. Достижение возможности фокусированной стимуляции нерва, а также возможности четкого дозирования мощности ультразвука, подводимого к нерву.

Поставленная цель достигается тем, что для стимуляции нерва над ним имплантируют миниатюрный ультразвуковой излучатель, приводимый в действие с помощью имплантированного радиочастотного устройства, посылающего на него импульсный электрический ток ультразвуковой частоты. Для осуществления стимуляций не требуется выделения нерва во время хирургической операции, что нередко приводит к его повреждению. Ввиду близкого расположения с нервом ультразвукового излучателя не требуется большой мощности ультразвука и становится возможной фокусированная стимуляция нерва, лишенная опасности его повреждения при длительном применении. Для включения ультразвуковой стимуляции нерва больной включает не имплантированное передающее радиочастотное устройство, связанное через электромагнитные волны с имплантированным радиочастотным устройством, соединенным с ультразвуковым излучателем-стимулятором. При этом электромагнитные волны неимплантированного устройства преобразуются в имплантированном устройстве в импульсы тока, а последние - в ультразвук, вызывающий стимуляцию нерва.

Проведенный сопоставительный анализ выбранного прототипа с предлагаемым способом выявил, что общим признаком у них является применение для стимуляций нерва ультразвука.

Выявлены следующие отличия нового способа от способа-прототипа - для фокусированной стимуляции нерва над ним имплантируется миниатюрный ультразвуковой излучатель-стимулятор, а не применяется чрескожное подведение ультразвука к нерву; - стимуляцию нерва осуществляют при малой мощности ультразвука (<0,1 Вт/см²), что предотвращает повреждение нерва; - для приведения в действие имплантированного ультразвукового излучателя-стимулятора используется радиочастотное устройство, состоящее из неимплантированной передающей части и имплантированной приемной части, соединенной с ультразвуковым излучателем; - для осуществления способа не применяется накожное нанесение проводящих ультразвук паст и масел, как в способе-прототипе; - для повышения эффективности способа осуществляют индивидуальный подбор оптимальных параметров ультразвука и режима стимуляции, обеспечивающих максимальные нейрофизиологический и клинический эффекты; - для стимуляции нервов применяют как немодулированный, так и модулированный низкочастотным сигналом ультразвук.

На чертеже приведена схема реализации способа стимуляции нервов с помощью ультразвука:

1 - нерв, 2 - имплантированный над нервом миниатюрный ультразвуковой излучатель,

3 - имплантированное приемное радиочастотное устройство,

4 - провод, соединяющий ультразвуковой излучатель с имплантированным приемным радиочастотным устройством,

5 - неимплантированное передающее радиочастотное устройство.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Ультразвук широко применяется для лечебных целей в медицине [3, 4]. Под его влиянием, в зависимости от его мощности, в тканях могут наблюдаться как стимулирующие, так и подавляющие и даже разрушающие эффекты. Они во многом обусловлены появлением в облучаемых тканях электрического тока из-за развития пьезоэлектрического эффекта. Небольшие мощности ультразвука (0,001-0,1 Вт/см²) вызывают стимулирующий эффект, проявляющийся в активации метаболических процессов, увеличении кровотока, активации структур нервной системы, ускорении регенерации. Применение же ультразвука большой мощности (от 0,1 до десятков и сотен Вт/см²) способно приводить при длительной экспозиции к нейродистрофическому процессу, разрушению клеточных мембран, их деполяризации.

Проникающая способность ультразвука в значительной мере зависит от его частоты: чем выше частота, тем меньше глубина проникновения. Для генерации ультразвуковых волн в медицинских целях используются пьезокерамические кристаллы, изготовленные из веществ, обладающих пьезокерамическими свойствами (сегнетоэлектрики и др. ) [5]. При питании их током ультразвуковой частоты (22 кГц - 3 МГц) они начинают излучать ультразвуковые волны, которые можно легко фокусировать на объекте воздействия, в связи с тем, что длина волны таких колебаний не превышает долей сантиметра. В теле человека, однако, точной фокусировки ультразвуковых волн при чрескожном воздействии добиться сложно ввиду разной "прозрачности" для ультразвука тканей (костей, мышц, жировой клетчатки и др.), а также явлений дифракции, интерференции, отражения. Для проведения ультразвука от накожного излучателя в ткани на кожу обычно накладывают проводящую ультразвук пасту или мазь (вазелин, глицерин и т.д.).

Предложенный способ стимуляции нерва с помощью ультразвука, созданный с учетом вышеизложенных сведений, осуществляется следующим образом (см. чертеж). Над нервом 1 под общим или местным обезболиванием хирургическим способом осуществляют рассечение мягких тканей. Сам нерв при этом не выделяют, а фиксируют над ним миниатюрный имплантируемый ультразвуковой излучатель-стимулятор нерва 2. Последний может представлять собой, например, пьезокристалл либо другое вещество, обладающее пьезоэлектрическими свойствами. Кроме излучателя, больному имплантируют приемное радиочастотное устройство 3, соединенное с ультразвуковым излучателем проводом 4.

Для стимуляции нерва больной включает неимплантированное радиочастотное передающее устройство 5 и подносит его к приемному устройству 3. При этом от устройства 5 к устройству 3 через электромагнитные волны передаются радиочастотные импульсы, которые в устройстве 3 преобразуются в электрические импульсы ультразвуковой частоты и через провод 4 передаются к ультразвуковому излучателю 2. При этом излучатель начинает излучать ультразвуковые волны, воздействующие на нерв и вызывающие его стимуляцию. Происходит реализация определенных физиологических рефлексов. Для повышения эффективности стимуляций индивидуально для каждого больного подбирают оптимальные параметры ультразвука посредством устройства 5. Об эффективности стимуляций судят по выраженности ожидаемых рефлексов (например, расширения бронхов, урежения пульса и т. д.), используя для этого соответствующую аппаратуру (например, пневмотахометр, электрокардиограф и т.д.).

Для стимуляции используют ультразвук со следующими параметрами: частота 40 кГц - 3 МГц, длительность импульсов от 0,1 до 1,0 мкс, мощность ультразвука от 0,001 до 0,1 Вт/см², длительность воздействий от 1 до 25 мин, частота низкочастотной модуляции основной несущей частоты ультразвука от 1,0 до 150,0 Гц.

Примеры реализации способа

Сокращения, принятые при описании изобретения:

ЖЕЛ - жизненная емкость легких (в % от должной величины).

ОФВ₁ - объем форсированного выдоха ЖЕЛ за первую секунду (в % от должных).

МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅ - максимальная объемная скорость потока воздуха при форсированном выдохе 25%, 50%, 75% ЖЕЛ (в % от должных).

RR - длительность интервала между соседними QRS комплексами ЭКГ (с).

БА - бронхиальная астма.

СКН - синокаротидный нерв.

УЗИ - ультразвук.

* - достоверная динамика показателя по сравнению с исходной его величиной (р<0,05).

Пример 1.

Больному Ф. , 44 лет, с диагнозом бронхиальная астма тяжелой инфекционно-аллергической формы, с лечебной целью имплантирован ультразвуковой стимулятор СКН с радиочастотным питанием. С помощью пневмотахометрии подобраны оптимальные параметры стимуляции - 880 кГц, 0,3 мкс, 0,01 Вт/см², длительность сеанса 7 мин, обеспечивающие расширение бронхов и купирование приступов удушья. Во время сеансов ультразвуковой стимуляции отмечалось увеличение МОС₂₅, MOC₅₀, MOC₇₅ на 10-18% от исходных. Эффективность стимуляций сохранялась и через 2 года после операции. Потребность в антиастматических препаратах снизилась в 2,3-4,4 раза. Эффективность стимуляций сохранялась и через 3 года после имплантации стимулятора.

Пример 2.

Больной М. , 58 лет, с диагнозом бронхиальная астма инфекционно-аллергической формы, тяжелое течение, ишемическая болезнь сердца, стенокардия покоя, с лечебной целью имплантирован ультразвуковой стимулятор СКН с радиочастотным питанием. Выраженный бронхорасширяющий эффект (увеличение МОС₂₅, MOC₅₀, MOC₇₅ на 15-20% от исходных) получался при параметрах стимуляции: 50 кГц, 1,0 мкс, 0,005 Вт/см², при длительности сеанса 15 мин. В результате применения нового способа потребность в антиастматических медикаментах на фоне ежедневных 2-3 сеансов стимуляций уменьшилась в 1,4-3,3 раз. Не отмечалось снижения эффективности стимуляций через 4 года после имплантации стимулятора.

Пример 3.

Больному Н., 34 лет, с диагнозом бронхиальная астма тяжелой, инфекционно-аллергической формы с лечебной целью имплантирован ультразвуковой стимулятор синокаротидных нервов с автономным питанием. Оптимальные параметры ультразвука, приводившие к купированию приступов удушья во время стимуляций синокаротидных нервов, были: 0,08 Вт/см², 0,1 мкс, 2,4 МГц при длительности сеанса 25 мин. Через год от начала применения нового способа потребность в антиастматических медикаментах снизилась в 1,3-1,8 раз. Не наблюдалось каких-либо побочных явлений от применения нового способа.

Результаты клинического испытания способа электростимуляции нервов с помощью ультразвука.

Способ применен у 8 больных с тяжелой инфекционно-аллергической формой бронхиальной астмы (БА), возрастом от 34 до 62 лет (6 женщин, 2 мужчины). Всем пациентам с лечебной целью имплантированы ультразвуковые стимуляторы СКН. Об эффективности стимуляций судили по выраженности рефлекторных реакций в виде расширения бронхов и урежения частоты сердечных сокращений (ЧСС), хорошо известных из физиологии синокаротидных рефлексогенных зон [6, 7]. Кардиореспираторные реакции изучали с помощью пневмотахометра "Пулма-01" (Болгария) и электрокардиографа "Полиграф-8" (Россия). Для стимуляции СКН применяли ультразвук частотой 40 кГц - 3 МГц, мощностью 0,001 - 0,1 Вт/см², с длительностью импульсов 0,1-1,0 мкс, при длительности сеансов от одной до 25 мин. Во время некоторых сеансов применялась также модуляция основной несущей частоты ультразвука низкочастотным сигналом частотой от 1,0 до 150,0 Гц.

Для сопоставления полученных результатов со способом-прототипом (чрескожной ультразвуковой стимуляцией СКН) была создана контрольная группа 1 из 30 больных с тяжелой инфекционно-аллергической формой БА возрастом от 35 до 64 лет. Ультразвуковые стимуляции СКН им выполнялись чрескожно, при мощности ультразвука 0,2-0,4 Вт/см², частоте 800 кГц - 3 МГц и длительности сеанса от 3 до 10 мин.

Для сопоставления полученных результатов со способом-аналогом [1] (электростимуляцией СКН) была создана контрольная группа 2 из 30 больных с тяжелой инфекционно-аллергической формой БА, возрастом от 34 до 62 лет. Для электростимуляции СКН им с лечебной целью были имплантированы радиочастотные электростимуляторы. Для электростимуляций СКН применялся ток частотой от 1 до 150 Гц, с длительностью импульсов от 0,1 до 0,4 мс, при напряжении от 0,1 до 2,0 В.

Статистическая обработка материала проведена с помощью компьютерных программ Stadia 4,0 и Excel 7.0.

В табл. 1-4 показана зависимость величины бронхорасширяющего эффекта ультразвуковой стимуляции СКН от частоты, длительности импульсов, мощности ультразвука и длительности сеансов. Хорошо видно, что бронходилатация при применении имплантированного ультразвукового стимулятора наблюдалась при основной частоте ультразвука от 40 кГц до 3 МГц, длительности импульсов от 0,1 до 1,0 мкс, мощности от 0,001 до 0,1 Вт/см², длительности сеансов от 1,0 до 25 мин.

Наиболее выраженный бронхорасширяющий эффект наблюдался при основной частоте ультразвука 150 - 800 кГц, длительности импульсов 0,4-0,8 мкс, мощности 0,005-0,05 Вт/см², длительности сеансов 5,0-15,0 мин. Модуляция основной несущей частоты ультразвука низкочастотным сигналом частотой 1,0-150,0 Гц также приводила к бронходилатации у подавляющего числа больных (табл.5).

Бронхорасширяющий эффект от имплантированного ультразвукового стимулятора был значительно более выраженным, чем от чрескожного по способу-прототипу (табл.6).

Имплантированный ультразвуковой стимулятор СКН вызывал расширение бронхов, почти не уступавшее по величине бронходилатации от электростимулятора СКН по способу-аналогу (табл.7).

Стимуляция СКН с помощью имплантированного ультразвукового стимулятора приводила к достоверному урежению ЧСС, в то время как при чрескожной ультразвуковой стимуляции СКН по способу-прототипу урежение ЧСС было выражено значительно меньше (табл.8).

Выраженность рефлекторного урежения ЧСС от имплантированного ультразвукового стимулятора была не слабее, чем при электростимуляции СКН по способу-прототипу (табл.9).

Во время применения нового способа не отмечалось каких-либо осложнений.

Таким образом, предложенный способ стимуляции нервов с помощью имплантированного ультразвукового стимулятора имеет явные преимущества по сравнению со способом-прототипом:

- позволяет фокусировать ультразвук преимущественно на выбранный нерв,

- обеспечивает эффективную стимуляцию нерва при минимальной мощности ультразвука, не вызывая повреждения нерва,

- не требует накожного применения во время стимуляции нерва паст и мазей,

- обладает значительно большей эффективностью,

- позволяет точно дозировать мощность ультразвука, подводимую к нерву.

Источники информации

1. Карашуров С.Е. Электростимуляция нервов синокаротидной рефлексогенной зоны у больных бронхиальной астмой как способ профилактики и купирования приступов удушья // Автореф. дис. докт. мед. наук. - Москва, 1995.

2. Джураев А.Д. Способ купирования приступов бронхиальной астмы // Авторское свидетельство на изобретение СССР 850078 (Бюллетень 28. - 1981 г.).

3. Гаврилов Л. Р., Цирюльников Е.М. Фокусированный ультразвук в физиологии и медицине. - Л., 1980.

4. Меркулова А.С., Лисичкина З.С., Горшков С.И. Ультразвук. - М., 1975.

5. Желудев И.С. Физика кристаллических диэлектриков. - М., 1968.

6. Dwain L. Mechanism of prolongation of the R-R interval with electrical stimulation of the carotid sinus nerves in man // Circulation research. - 1972. - Vol. XXX. - 1. - P.131.

7. Аничков С.В., Беленький М.Л. Фармакология хемморецепторов каротидного клубочка. - Л., 1962.

Формула изобретения

1. Способ стимуляции нерва, заключающийся в применении ультразвука, отличающийся тем, что осуществляют периодическую фокусированную ультразвуковую стимуляцию нерва продолжительностью 1-25 мин с помощью имплантированного над ним миниатюрного ультразвукового излучателя мощностью 0,001-0,1 Вт/см², приводимого в действие с помощью импульсов тока частотой 40 кГц - 3 МГц, длительностью 0,1-1,0 мкс от имплантированного радиочастотного устройства, причем во время стимуляций производят индивидуальный подбор оптимальных параметров ультразвука и режима стимуляций, обеспечивающих наибольшую выраженность ожидаемых физиологических реакций и клинического эффекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для усиления стимулирующего влияния основную частоту ультразвука модулируют низкочастотным сигналом частотой 1,0-150,0 Гц.

В этой заметке основной рассматриваемой версией программирования действий и речи человека является миниатюрный имплантируемый нейростимулятор, основанный на кубике полупроводниковой фазированной решётки для управления лучом и активации фазированной решётки внешней радиочастотой, с откликом на эту радиочастоту. Такое устройство может умещаться в размер нескольких миллиметров, что согласуется и со снимками кибернетических имплантантов и с научными статьями, описывающими имплантируемые фазированные решётки с активизацией внешней радиочастотой.

Для подтверждения существования такой схемы управления лучом и для изучения этой схемы был проведён численный эксперимент, в котором моделировалась схема управления лучом ультразвука, с размером схемы два с половиной на два с половиной сантиметра. Моделируемую фазированную решётку составляли 9 пьезоэлементов с круговым излучением, и 9 фазовращателей, обеспечивающих опережение или отставание фазы. В программе модель состояла из матрицы 3x3 источников ультразвука со сферической диаграммой направленности, матрицы их частот и матрицы их фаз. Программа перерисовывала несколько раз в секунду распределение поля около этих источников, позволяла задавать сдвиги фаз источников, их частоты и скорость распространения звука в тканях организма человека. Эскперимент подтвердил такие схемы управления лучом, продемонстрировав смещение луча влево и вправо при помощи задания сдвига фазы на элементах, повороты луча на 40, 45 и 90 градусов, включение и выключение луча.

В общем виде для управления лучом в пространстве фазированная решётка может представлять собой кубик элементов-излучателей, в программе представляющийся как трёхмерный массив. Для включения луча в массиве фаз, фазами 180 градусов заполняется линия. Смещение этой линии в массиве приводит к смещению физического луча. Поворот линии заполнения в массиве приводит почти к такому-же повороту луча. Смещая или поворачивая в массиве линию ненулевых фаз со значениями 180, приходим к смещению или повороту результирующего луча фазированной решётки. Эти результаты справедливы для решёток правильной формы: матрицы NxN для управления лучом в плоскости и кубика NxNxN для управления лучом в пространстве.

Фазированная решётка выдаёт луч при тщательно подобранных частотах, зависящих от скорости распространения поля в пробиваемой среде. Так, моделируемая решётка дала лучи на частотах 20 кГц при скорости распространения звука в организме 1530 м/с. Диапазон изменения фаз для управления лучом составил интервал от -180 до 180 градусов.

Реалистичная картина создания нервных импульсов в НС человека состоит в полупроводниковой решётке с малым шагом поворота луча, малым шагом смещения луча, малой расходимостью луча и компьютерным управлением имплантантом, занимающимся стимуляцией видимых нервов или даже нервных волокон. В этой схеме, не анализирующей потенциалы и биологические поля биотоков, анализируется пробегание цветовых пятен по нервам или нервным волокнам и схема должна также получать и передавать на компьютер изображение нервной системы. Но ведь попадание лучом в нерв или нервное волокно невозможно без его изображения, поэтому такая функция почти наверняка есть и в имплантанте, и в программном обеспечении сервера или терминала оператора.

Ниже приводятся, как подтверждения, скриншоты управления лучом при помощи задания сдвигов фаз в фазированной решётке 3 x 3 элемента. Решётка 2.5 x 2.5 см находится посредине и не видна на изображении, масштаб реальный. Подразумеваются источники сферического звучания с уравнением звуковой волны S(x, y) = A * sin(wt - kr + phase)

Для создания нужной силы поля или мощности ультразвука в пятне или в пятнышке, используется пересечение лучей двух или более решёток. Итак, эта статья полностью подтвердила схемы управления лучом на фазированных решётках и помогла достаточно хорошо разобраться в таких схемах.