устройство управления гладкой мышцей

Формула изобретения

1. Способ управления опорожнением стомы, при котором прикладывают к выходному участку стомы невозбуждающее электрическое поле, которое уменьшает подвижность концевого участка, и убирают указанное поле, когда желательно опорожнение стомы.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя приложение к выходному участку второго электрического поля, которое увеличивает подвижность стомы, когда желательно опорожнение стомы.

3. Способ увеличения подвижности ЖК тракта, при котором выбирают участок ЖК тракта и прикладывают к участку невозбуждающее электрическое поле, которое увеличивает силу сокращения на участке.

4. Способ по п.3, при котором ко второму участку ЖК тракта, находящемуся ниже от указанного участка, прикладывают второе невозбуждающее электрическое поле, которое уменьшает силу сокращения на втором участке.

5. Способ увеличения подвижности ЖК тракта, при котором определяют хронометраж обратной волны в ЖК тракте и прикладывают к по меньшей мере участку ЖК тракта невозбуждающее электрическое поле, которое уменьшает ответ ЖК тракта на обратную волну.

6. Способ по п.5, при котором определение хронометража включает в себя обнаружение прямой волны, и при котором приложение невозбуждающего электрического поля включает в себя приложение невозбуждающего электрического поля только в моменты времени, когда оно не взаимодействует существенно с прямой волной.

7. Способ по п.5, при котором определение хронометража включает в себя обнаружение обратной волны, и при котором приложение невозбуждающего электрического поля включает в себя приложение невозбуждающего электрического поля только в моменты времени, когда оно взаимодействует с обратной волной.

8. Способ по любому из пп.5-7, при котором приложение невозбуждающего электрического поля включает в себя приложение невозбуждающего электрического поля, которое подавляет распространение активационного сигнала, который синхронизирует обратную волну.

9. Способ по любому из пп.5-7, при котором приложение невозбуждающего электрического поля включает в себя приложение невозбуждающего электрического поля, которое уменьшает силу сокращения в по меньшей мере участке ЖК тракта.

10. Способ избирательного возбуждения только слоя мышцы в гладкой мышце, имеющей множество мышечных слоев с разным направлением волокон, при котором: прикладывают к мышце невозбуждающее подавляющее электрическое поле, параллельное направлению волокон первого слоя мышцы; и прикладывают к мышце возбуждающее электрическое поле, которое возбуждает второй слой мышцы.

11. Способ избирательного увеличения силы сокращения только слоя мышцы в гладкой мышце, имеющей множество мышечных слоев с разным направлением волокон, при котором прикладывают к мышце невозбуждающее подавляющее электрическое поле, параллельное направлению волокон первого слоя мышцы, и прикладывают к мышце второе невозбуждающе электрическое поле, которое направлено параллельно направлению волокон второго слоя мышцы и которое увеличивает силу сокращения во втором слое мышцы.

12. Способ многоточечного регулирования гладкой мышцы, при котором прикладывают возбуждающие электрические поля ко множеству мест на указанной мышце и прикладывают по меньшей мере одно невозбуждающее подавляющее электрическое поле ко второму множеству мест, расположенных среди указанного множества мест, где указанное невозбуждающее подавляющее электрическое поле предотвращает распространение активационного сигнала между указанным первым множеством прорегулированных мест.

13. Аппарат для управления по меньшей мере локальной активностью участка гладкой мышцы in vivo, включающий в себя множество электродов, выполненных с возможностью нахождения в контакте с участком гладкой мышцы, подлежащим управлению, и устройство управления, которое подает электроэнергию на указанные электроды с созданием невозбуждающего электрического поля, которое не вызывает формирования распространяющегося потенциала действия в гладкой мышце и которое изменяет реакцию гладкой мышцы на активационный сигнал.

14. Аппарат по п.13, включающий в себя датчик электрической активности, который обнаруживает электрическую активность на участке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с сигналами от указанного датчика.

15. Аппарат по п.14, где подачу электроэнергии на каждый из указанных электродов осуществляют в соответствии с локальной электрической активностью на этом участке.

16. Аппарат по п.14, где указанный датчик электрической активности воспринимает электрическую активность с помощью электродов из указанного множества электродов.

17. Аппарат по п.13, включающий в себя датчик импенданса, который воспринимает по меньшей мере один импенданс между выбранными электродами из указанного множества электродов.

18. Аппарат по п.13, включающий в себя динамометрический датчик, который обнаруживает механическую активность на участке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с сигналами от указанного датчика.

19. Аппарат по п.18, где указанное устройство управления прикладывает к мышце невозбуждающее подавляющее электрическое поле тогда, когда указанная механическая активность превысит определенный порог.

20. Аппарат по п.18, где подачу электроэнергии на каждый из указанных электродов осуществляют в соответствии с локальной механической активностью на этом участке.

21. Аппарат по п.13, где указанное невозбуждающее поле подавляет механическую активность на участке.

22. Аппарат по п.13, где указанное невозбуждающее поле уменьшает силу сокращения на участке.

23. Аппарат по п.13, где указанное невозбуждающее поле увеличивает силу сокращения на участке.

24. Аппарат по п.13, где указанное устройство управления дополнительно способно подавать электроэнергию на по меньшей мере один из указанных электродов с созданием возбуждающего электрического поля.

25. Аппарат по п.13, где указанное множество электродов расположено в двумерной матрице.

26. Аппарат по п.13, где указанное устройство управления избирательно подает электроэнергию на электроды из указанного множества электродов для того, чтобы избирательно генерировать одно из двух перпендикулярных невозбуждающих электрических полей.

27. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанное устройство управления выполнено с возможностью имплантирования внутрь желудка и присоединения к стенке желудка.

28. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанное устройство управления выполнено с возможностью имплантирования внутрь матки и присоединения к стенке матки.

29. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанное устройство управления выполнено с возможностью имплантирования внутрь тела и снаружи участка ЖК тракта.

30. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанное устройство управления выполнено с возможностью имплантирования внутрь тела и снаружи матки.

31. Аппарат по п.30, где указанное устройство управления определяет частоту сокращений в матке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с указанной определенной частотой.

32. Аппарат по п.30, где указанные электроды включают в себя эластичные выводы.

33. Аппарат по п.30, где указанные электроды прикрепляют к множеству областей указанной матки.

34. Аппарат по п.33, где указанное устройство управления воспринимает и подавляет механическую активность по существу во всей матке.

35. Аппарат по п.33, где указанное устройство управления увеличивает силу сокращения по существу во всей матке.

36. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанное устройство управления находится в капсуле, выполненной с возможностью введения в прямую кишку.

37. Аппарат по любому из пп.13-26, где указанные электроды выполнены с возможностью имплантирования внутрь тела, в то время как указанное устройство управления выполнено с возможностью его расположения снаружи тела.

38. Аппарат по п.37, где указанные электроды выполнены с возможностью отсоединения от указанной гладкой мышцы снаружи тела.

39. Анастомозная манжета, включающая в себя соединительный участок для соединения двух участков ЖК тракта, по меньшей мере два электрода, выполненные с возможностью нахождения в электрическом контакте с ЖК трактом на любой стороне манжеты, и устройство управления, которое подает электроэнергию на электроды для уменьшения силы сокращения в ЖК тракте около манжеты.

40. Анастамозная манжета по п.39, где указанное устройство управления передает регулирующий сигнал от ЖК тракта по одну сторону от манжеты к ЖК тракту по другую сторону от манжеты.

41. Анастамозная манжета по п.39, где уменьшение силы включает в себя подавление электрической активности ЖК тракта на манжете.

42. Аппарат для подавления обратной волны в кишечнике, включающий в себя по меньшей мере один электрод для приложения к участку кишечника невозбуждающего электрического поля, подавляющего обратную волну, датчик, который воспринимает распространение волн в кишечнике, и устройство управления, которое подает электроэнергию на указанный электрод в соответствии с воспринимаемой распространяющейся волной.

43. Аппарат по п.42, где указанный датчик обнаруживает обратную волну.

44. Аппарат для продвижения болюса, включающий в себя по меньшей мере один первый электрод для приложения электрического поля к первому участку ЖК тракта, примыкающему к указанному болюсу, по меньшей мере один второй электрод для приложения электрического поля ко второму участку ЖК тракта, находящемуся ниже от указанного болюса, и устройство управления, которое подает электроэнергию на по меньшей мере один первый электрод с созданием невозбуждающего поля, которое увеличивает силу сокращения на первом участке и которое подает электроэнергию на по меньшей мере один второй электрод с созданием невозбуждающего электрического поля, которое расслабляет мышцу на втором участке.

45. Аппарат по п.44, включающий в себя датчик импенданса для обнаружения наличия болюса на первом участке ЖК тракта.

46. Способ облегчения обследования ЖК тракта, при котором вводят удлиненный зонд, имеющий наконечник, внутрь участка ЖК тракта, и прикладывают к участку ЖК тракта, примыкающему к наконечнику зонда, невозбуждающее электрическое поле, которое расслабляет участок ЖК тракта.

47. Способ по п.46, при котором надувают участок ЖК тракта после приложения указанного поля.

48. Удлиненный зонд, выполненный с возможностью продвижения в ЖК тракте, включающий в себя удлиненный корпус, имеющий наконечник, множество электродов, расположенных по меньшей мере на наконечнике, и устройство управления, которое избирательно подает электроэнергию на электроды для создания невозбуждающих электрических полей, которые влияют на сокращение гладкой мышцы.

49. Зонд по п.48, включающий в себя второе множество электродов, распределенных вдоль по меньшей мере участка корпуса зонда.

50. Зонд по п.48 или 49, где указанное устройство управления подает электроэнергию на указанное первое множество электродов для того, чтобы заставлять указанный участок ЖК тракта избирательно продвигать или выталкивать указанный зонд.

51. Зонд по п.48 или 49, где указанное устройство управления подает электроэнергию на электроды из указанного первого и указанного второго множеств электродов для подавления распространения активационных сигналов из участка ЖК тракта, примыкающего к наконечнику зонда, к другим участкам ЖК тракта.

52. Аппарат для управления гладкой мышцей, включающий в себя множество отдельных капсул, каждая из которых включает в себя по меньшей мере один электрод и источник питания, который подает электроэнергию на электрод для создания локального невозбуждающего поля.

53. Аппарат по п.52, где каждая из указанных капсул включает в себя датчик, который измеряет локальную активность гладкой мышцы.

54. Аппарат по п.52 или 53, где указанные капсулы синхронизируют подачу электроэнергии на их электроды без посредничества внешнего устройства управления.

55. Аппарат для лечения спазмов, включающий в себя гибкий корпус, имеющий внешний участок и выполненный с возможностью его плотного зажатия внутри матки, множество электродов, расположенных снаружи указанного корпуса, и устройство управления, которое подает электроэнергию на указанные электроды для того, чтобы генерировать невозбуждающее электрическое поле.

56. Аппарат по п.55, где указанный гибкий корпус является надуваемым.

57. Аппарат по п.55 или 56, включающий в себя электрод, выполненный с возможностью расположения снаружи матки.

58. Аппарат для задания гладкомышечному органу профиля механической активации, включающий в себя по меньшей мере три электрода, выполненных с возможностью их распределения над органом, по меньшей мере один датчик, который воспринимает локальную механическую активность органа, и устройство управления, которое подает электроэнергию на выбранные электроды из указанных электродов в соответствии с воспринимаемой локальной механической активностью для задания органу конкретного профиля активации.

59. Аппарат по п.58, где орган представляет собой матку и где профиль активации представляют собой схему сокращения во время родов.

Описание изобретения к патенту

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к области управления механической и/или электрической активностью гладкой мышцы путем приложения к мышце электрических полей.

Предпосылки изобретения

Во многих тканях тела активность отдельных клеток, особенно сокращение, инициируется изменениями трансмембранных потенциалов. Эти типы ткани также называют возбудимыми тканями, поскольку при их возбуждении электрическим сигналом они реагируют путем активации. Некоторые примеры возбудимой ткани включают в себя: сердечную мышцу, скелетную мышцу, гладкую мышцу и нервную ткань. Во многих случаях активность большого числа клеток такой возбудимой ткани синхронизирована распространяющимися электрическими активационными сигналами. Активационный сигнал представляет собой электрический сигнал, который при достижении им возбудимой клетки заставляет ее деполяризоваться и осуществлять свою активность. В дополнение к этому деполяризация создает новый распространяющийся активационный сигнал, который далее продолжает распространяться в направлении следующей неактивированной клетки. В большинстве возбудимых тканей клетка после деполяризации является рефракторной, так что активационный сигнал не может немедленно пройти в обратном направлении.

Желудочно-кишечный (ЖК) тракт представляет собой пример основной физиологической системы, в которой множество активностей координируются распространяющимися электрическими активационными сигналами. ЖК тракт включает в себя желудок, тонкий кишечник и толстую кишку. В обычном процессе пищеварения пища пережевывается во рту и проходит в желудок для переваривания. Пища периодически проходит в полость для измельчения и затем проходит назад в желудок. Через определенный период времени пилорический сфинктер открывается и пища проходит в тонкий кишечник. В тонком кишечнике пища перемешивается и проходит дальше посредством ритмического движения кишечника до тех пор, пока она не достигнет толстой кишки. Односторонний сфинктер дает возможность для движения лишь из тонкого кишечника в толстую кишку. Оказавшись в толстой кишке, пища далее перемешивается и сжимается посредством движений толстой кишки. Эти движения также продвигают перевариваемую пищу, которая теперь уже представляет собой фекалии, к паре выходных сфинктеров, которые обозначают конец ЖК тракта.

ЖК тракт в основном состоит из гладкой мускулатуры, которая, будучи деполяризованной, сокращается. Все вышеописанные движения ЖК тракта синхронизированы распространяющимися активационными сигналами. Как можно понять, во многих случаях эти электрические сигналы не активированы и/или не реагируют должным образом, что приводит к заболеванию. В одном из примеров язва вызывает воспаление ткани ЖК тракта. Воспаленная ткань может генерировать ложные активационные сигналы, которые могут заставить желудок сокращаться хаотическим образом. Воспаленная ткань может также влиять на показатели активации желудка в силу того, что она не проводит активационные сигналы или обладает скоростью проведения, отличающейся от скорости проведения здоровой ткани.

Стимуляция ЖК тракта хорошо известна из уровня техники, например как показано в патентах США 5292344 и 5540730, описания которых включены в данное описание путем ссылки. Патент 730 описывает как увеличение, так и уменьшение возбудимости ЖК тракта путем стимуляции различных участков блуждающего нерва. Патент 344 описывает стимулятор, который непосредственно стимулирует участки ЖК тракта. Также известно, что электрическую стимуляцию ЖК тракта используют для стимуляции ЖК тракта пациентов, страдающих от демпинг-синдрома после операции, что доказано в SU 1039506, описание которого включено в данное описание путем ссылки.

Матка также включает в себя гладкую мускулатуру, которая сокращается в ответ на электрические активационные сигналы. "Uterine Electromyography: A Critical Review D. Devedux et al., Am. J. Obstet Gvnecol 1993, 169: 1636-53, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает различные типы мышцы матки и электрические сигналы, генерируемые такими мышцами. Важное открытие, которое там описывается, заключается в том, что электрическая активность в матке, по-видимому, нескоррелирована перед родами, но когда роды начинаются, сокращения и электрическая активность, ассоциируемая с ними, становятся высокосинхронизированными.

В текущей медицинской практике роды можно задерживать путем введения некоторых лекарств. Тем не менее, действие этих лекарств до некоторой степени точно не известно. В дополнение, роды можно вызвать, используя другие лекарства, такие как Окситоцин. К сожалению, требуемая доза Окситоцина не может быть известна заранее, и слишком большие дозы лекарства могут дать в результате чрезмерное сокращение, которое может механически повредить плод и/или мать.

SU 709078, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает стимуляцию матки после родов с использованием прикладываемого снаружи электрического тока для увеличения сокращений и содействия в выталкивании плаценты и уменьшении кровотечения путем быстрого сжимания матки.

Использование прикладываемых локально электрических полей для уменьшения боли хорошо известно из уровня техники. "Electrical Field Stimulation - Meditated Relaxation of Rabbit Middle Cerebral Artery", D.A. Van Ripper and J.A.Bevan, Circulatirv Research 1992; 70: 1104-1112, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает вызывание расслабления артерии путем приложения электрического поля. Патент США 4537195, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает лечение боли с примением ЧЭСН (Черезкожную Электрическую Стимуляцию Нерва) для лечения головных болей. В этом патенте выдвинута гипотеза, что электрическая стимуляция предотвращает сокращение артерий путем стимуляции мускулатуры в их стенках, посредством этого предотвращая расширение капилляров, которое вызывает головные боли.

SU 1147408, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает способ изменения распределения кровотока в печени и вокруг нее путем приложения электрических полей к артериям, изменения частоты поля в синхронности с сердечным ритмом.

Патент США 5447526, описание которого включено в данное описание путем ссылки, описывает чрезкожное электрическое устройство управления гладкой мышцей для подавления или уменьшения сокращения гладкой мышцы, особенно мышцы матки. Устройство управления, которое прикладывается к внешней стороне живота, может также воспринимать сокращения мышц и производить подавляющие или стимулирующие импульсы в отношении матки как целого, в зависимости от медицинского применения, в ответ на воспринимаемые сокращения.

Краткое изложение сущности изобретения

Задача некоторых аспектов по настоящему изобретению заключается в создании способа прямого и локального управления сокращением и/или силой сокращения гладких мышц. Такое управление главным образом применяется в особенно предпочтительных воплощениях по изобретению в желудочно-кишечном (ЖК) тракте, матке, мочевом пузыре, эндокринных железах, желчном пузыре и кровеносных сосудах.

Авторы изобретения обнаружили, что сила сокращения гладкой мышцы может быть как увеличена, так и уменьшена принудительным приложением невозбуждающего электрического поля. Невозбуждающее электрическое поле представляет собой электрическое поле, которое не вызывает формирования распространяющегося потенциала действия в гладкой мышце. Такое невозбуждающее электрическое поле, тем не менее, изменяет реакцию гладкой мышцы в отношении возбуждающего поля. Авторы изобретения также обнаружили, что можно десенсибилизировать гладкую мышцу в отношении активационного сигнала, в результате чего десенсибилизированная гладкая мышца не отвечает на активационный сигнал и также не распространяет активационный сигнал. Сразу после того, как будет убрано поле, его действия будут сняты. Следует понимать, что многие гладкие мышцы характеризуются множественными слоями волокон, которые в каждом слое имеют предпочтительное направление. В предпочтительном воплощении по изобретению отдельными слоями избирательно управляют путем приложения электрического поля по существу параллельно направлению волокон (в этом случае поле является высокоэффективным). Когда желательна меньшая степень взаимодействия между мышечным слоем и полем, поле предпочтительно прикладывают перпендикулярно мышечным волокнам.

Задача некоторых воплощений по настоящему изобретению заключается в создании способа управления ЖК трактом, который будет точнее того, который возможен при использовании лекарств и/или единичного или многосайтового регулирования. В предпочтительном воплощении по настоящему изобретению сила сокращения участка ЖК тракта увеличивается таким образом, чтобы компенсировать ослабленное сокращение и/или продвигать иным образом введенный болюс. В качестве альтернативы или дополнительно, силу сокращения можно уменьшить таким образом, чтобы лечить пациента со слишком чувствительным кишечником. В качестве альтернативы или дополнительно, участок кишечника можно десенсибилизировать или блокировать от электрических активационных сигналов для того, чтобы способствовать заживлению поражения в участке. Уменьшение или блокирование сокращения также полезно при лечении острой диареи и для остановки истечения из стомы, когда такое истечение нежелательно. Дополнительно или в качестве альтернативы, показатели активации ЖК тракта, которые, как правило, включают в себя прямую волну и обратную волну, изменяют, например, путем блокирования обратной волны (рефлюкса) таким образом, чтобы увеличить подвижность кишечника. Блокирование обратной волны можно осуществлять путем десенсибилизации одного или более чем одного сегмента кишечника после того, как пройдет прямая волна, таким образом, что обратная волна будет остановлена на десенсибилизированном сегменте. В качестве альтернативы, вся длина кишечника десенсибилизируется во время обратной волны. После остановки обратной волны десенсибилизирующее поле предпочтительно останавливают таким образом, чтобы дать возможность прямой волне распространяться должным образом. Прямую и обратную волны можно обнаружить или по их механической активности или, более предпочтительно, по их электрической активности.

В особенно предпочтительном воплощении по настоящему изобретению напряжение нижнего конца толстой кишки уменьшают таким образом, чтобы улучшить локальное снабжение кровью и способствовать заживлению геморроев и анальных трещин. Недавно предположили, что большая часть боли, ассоциированной с геморроями, вызвана ишемией ткани, которая в свою очередь вызвана аномальным увеличением напряжения нижней части толстой кишки. Такое напряжение до сих пор лечили, используя лекарства для местного применения, такие как нитроглицерин.

Эндоскоп, в соответствии с другим предпочтительным воплощением по настоящему изобретению, локально управляет активностью кишечника таким образом, чтобы заставить гладкую мышцу продвигать вперед и/или выталкивать этот эндоскоп. В качестве альтернативы или дополнительно, локальную электрическую десенсибилизацию используют в качестве заменителя и/или в дополнение к расслаблению кишечника с использованием лекарств.

Хотя некоторые из воплощений по настоящему изобретению были описаны в отношении эндоскопа или колоноскопа, следует понимать, что эти воплощения по изобретению применяются к инвазионным зондам в общем и к эндоскопам, колоноскопам, гистероскопам и ректоскопам, в частности.

Задача другого предпочтительного воплощения по настоящему изобретению заключается в создании способа более точного управления родами, включающего в себя задержку и/или ускорение начала родов, увеличение или уменьшение продолжительности родов и/или удерживание родов от продолжения после того, как они начались, или когда они все еще находятся на предродовых стадиях. Удерживание родов особенно важно для лечения случаев преждевременного начала родов. Такое управление производят в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению путем уменьшения сократимости мышц матки, увеличения их сократимости или десенсибилизации их таким образом, чтобы эти синхронизированные сокращения не могли возникнуть. Выдвинуто предположение, что роды представляют собой саморазвивающийся процесс, при котором увеличение сил сокращения генерирует еще большие силы сокращения в следующем цикле сокращения. Ослабляя силу сокращения, можно нарушить такую петлю обратной связи. Кроме того, когда матка десенсибилизирована, сокращения не могут возникать и роды по меньшей степени задерживаются по времени без существенной опасности для плода, как можно ожидать в случае использования лекарств. Роды, приостановленные таким образом, могут быстро повторно начаться без проблем, ассоциирующихся с родами, прерванными при помощи лекарств. В предпочтительном воплощении по изобретению ложные электрические активационные сигналы, исходящие из аномальных участков матки, таких как участки, содержащие фиброзную опухоль, чьи активационные сигналы могут вызвать преждевременные роды, уменьшают путем локальной десенсибилизации и/или блокирования ткани матки.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, сокращения матки, опосредуемые менструацией (спазмы), лечат путем обнаружения таких спазмов и приложения к матке десенсибилизирующего электрического поля для ослабления таких спазмов. В качестве альтернативы, такое десенсибилизирующее электрическое поле можно прикладывать в период, когда, как можно ожидать, будут возникать такие спазмы.

Задача другого предпочтительного воплощения по настоящему изобретению заключается в том, чтобы управлять сократимостью мочевого пузыря. В одном предпочтительном воплощении по изобретению мочевой пузырь десенсибилизируют таким образом, что он не сокращается спонтанно, когда такое сокращение является нежелательным. Предпочтительно аппарат для управления мочевым пузырем в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению включает в себя механизм обратной связи, который останавливает его активность, когда мочевой пузырь переполняется. В дополнительном или альтернативном воплощении по изобретению силу сокращения мочевого пузыря увеличивают в ходе мочеиспускания. В предпочтительном воплощении по изобретению силу сокращения мочевого пузыря увеличивают у пациентов, имеющих гипертрофию мочевого пузыря, так что мочевой пузырь будет постепенно сжиматься. Такое лечение предпочтительно сочетать с лечением лекарствами и/или имплантацией стента, который можно использовать для уменьшения блокирования уретры.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, скоростью продукции эндокринных или нейроэндокринных желез управляют, предпочтительно уменьшают, путем приложения десенсибилизирующего электрического поля. В предпочтительном воплощении по изобретению десенсибилизирующее электрическое поле прикладывают к бета-инсулоцитам поджелудочной железы таким образом, чтобы уменьшить образование инсулина у пациентов, страдающих от уровней гиперинсулинемии. Предпочтительно такое управление применяется без измерения электрической активности бета-инсулоцитов. В качестве альтернативы или дополнительно, такое управление применяется при контроле уровня глюкозы в крови. Десенсибилизирующее поле предпочтительно представляет собой локально прикладываемое поле постоянного тока, полярность которого переключается с очень низкой частотой, например один раз в час, таким образом, чтобы предотвратить поляризацию электродов и/или повреждение ткани.

Другой аспект настоящего изобретения относится к лечению сосудистого спазма, стенокардии и/или ненормального кровяного давления путем электрического управления крупными кровеносными сосудами в организме. В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, крупные вены, такие как вены брюшины, расслабляют путем приложения к ним локального подавляющего электрического поля. В качестве альтернативы или дополнительно, крупные артерии, такие как аорта, расслабляют путем приложения к ним локального подавляющего электрического поля. В качестве альтернативы или дополнительно, возбуждающие поля прикладывают к артериям и/или венам таким образом, чтобы они сокращались. Как можно понять, изменение объема артерий и вен может прямо влиять на кровяное давление пациентов и/или сердечно-сосудистую производительность. Кроме того, расслабление вен уменьшает предварительную нагрузку на сердце, что может останавливать случаи ишемии, например стенокардию. Далее, расслабление аорты полезно в случаях спазма сосудов, что во многих случаях является причиной грудной жабы.

Расслабляющее электрическое поле предпочтительно прикладывают при спазме к кровеносным сосудам, которые в определенных случаях могут представлять собой коронарные кровеносные сосуды. Электрически индуцируемое расслабление кровеносных сосудов можно использовать вместо или в дополнение к фармацевтическим препаратам. Также вынужденное расслабление артерий и вен полезно при лечении случая острой ишемии. Как правило, случай ишемии вызывает увеличение частоты сердечных сокращений, которое далее деформирует ишемическую сердечную ткань. Уменьшая предварительную нагрузку или постнагрузку на сердце, уменьшают потребность сердца, что уменьшает потребность ишемических тканей в кислороде и/или дает возможность для лучшей перфузии ишемических тканей. В дополнение или в качестве альтернативы, для того, чтобы способствовать перфузии сердечной мышцы, можно продлевать диастолу. Продления диастолы можно достигнуть, например, путем десенсибилизации по меньшей мере участка сердца, используя способы, такие как способы, описанные в РСТ IL 97/00012, "Electrical Muscle Controller", поданной 8 января 1997, описание которой включено в данное описание путем ссылки.

Следовательно, предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ стимулирования заживления повреждения в гладкой мышце, при котором:

выбирают участок гладкой мышцы, имеющей повреждение; и

прикладывают к участку невозбуждающее электрическое поле, которое уменьшает механическую активность на участке.

Предпочтительно приложение электрического поля включает в себя десенсибилизацию участка гладкой мышцы. В качестве альтернативы или дополнительно, приложение электрического поля включает в себя блокирование электрической активности гладкой мышцы, окружающей повреждение.

Предпочтительно повреждение представляет собой ишемический участок мышцы. В качестве альтернативы или дополнительно, повреждение представляет собой участок мышцы с наложенным швом.

Предпочтительно уменьшение механической активности включает в себя подавление механической активности по месту.

В предпочтительном воплощении по изобретению участок гладкой мышцы представляет собой часть желудочно-кишечного (ЖК) тракта.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения диареи, при котором:

выбирают участок раздраженной кишки; и

прикладывают к участку электрическое поле, которое уменьшает механическую активность на участке.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения ожирения, при котором:

выбирают по меньшей мере участок желудка; и

прикладывают к участку электрическое поле, которое замедляет или предотвращает опорожнение желудка.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения тошноты, при котором:

выбирают по меньшей мере участок желудка; и

прикладывают к участку электрическое поле, которое уменьшает механическую активность желудка.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления опорожнением стомы, при котором:

прикладывают к выходному участку стомы электрическое поле, которое уменьшает подвижность концевого участка; и

удаляют указанное поле, когда желательно опорожнение стомы.

Предпочтительно способ дополнительно включает в себя приложение к выходному участку второго электрического поля, которое увеличивает подвижность стомы, когда желательно опорожнение стомы. Второе поле может представлять собой возбуждающее поле. В дополнение или в качестве альтернативы, второе поле представляет собой поле, которое увеличивает силу сокращения.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения геморроя, при котором:

берут пациента, имеющего толстую кишку; и

прикладывают к участку толстой кишки электрическое поле, которое расслабляет по меньшей мере участок толстой кишки, находящийся около выхода из нее.

Предпочтительно геморрой не располагается на указанном участке толстой кишки. В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя:

измерение напряжения в участке толстой кишки,

причем приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля тогда, когда измеряемое напряжение превышает предварительно определенную величину.

В предпочтительном воплощении по данному изобретению в способе, описанном выше, приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля с задержкой после времени локальной активации.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ увеличения подвижности ЖК тракта, при котором:

выбирают участок ЖК тракта; и

прикладывают к участку невозбуждающее электрическое поле, которое увеличивает силу сокращения на участке.

Предпочтительно способ включает в себя приложение ко второму участку ЖК тракта, находящемуся ниже от указанного участка, второго электрического поля, которое уменьшает силу сокращения на втором участке.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ увеличения подвижности ЖК тракта, при котором:

определяют хронометраж обратной волны в ЖК тракте; и

прикладывают к по меньшей мере участку ЖК тракта электрическое поле, которое уменьшает ответ ЖК тракта на обратную волну.

Предпочтительно определение хронометража включает в себя обнаружение прямой волны, а приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля только в моменты времени, когда оно по существу не взаимодействует с прямой волной.

В качестве альтернативы или дополнительно, определение хронометража включает в себя обнаружение обратной волны, а приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля только в моменты времени, когда оно по существу взаимодействует с обратной волной.

В качестве альтернативы или дополнительно, приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля, которое подавляет распространение активационного сигнала, который синхронизирует обратную волну.

В качестве альтернативы или дополнительно, приложение электрического поля включает в себя приложение электрического поля, которое уменьшает силу сокращения по меньшей мере на участке ЖК тракта.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ избирательного возбуждения только слоя мышцы в гладкой мышце, имеющей множество мышечных слоев с разным направлением волокон, при котором:

прикладывают к мышце подавляющее электрическое поле, параллельное направлению волокон первого слоя мышцы; и

прикладывают к мышце возбуждающее электрическое поле, которое возбуждает второй слой мышцы.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ избирательного увеличения силы сокращения только слоя мышцы в гладкой мышце, имеющей множество мышечных слоев с разным направлением волокон, при котором:

прикладывают к мышце подавляющее электрическое поле, параллельное направлению волокон первого слоя мышцы; и

прикладывают к мышце второе электрическое поле, которое направлено параллельно направлению волокон второго слоя мышцы, и которое увеличивает силу сокращения во втором слое мышцы.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ многоточечного регулирования гладкой мышцы, при котором:

прикладывают возбуждающие электрические поля ко множеству мест указанной мышцы; и

прикладывают по меньшей мере одно подавляющее электрическое поле ко второму множеству мест, расположенных среди указанного множества мест, причем указанное подавляющее электрическое поле предотвращает распространение активационного сигнала между указанным первым множеством простимулированных мест.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для управления по меньшей мере локальной активностью участка гладкой мышцы in vivo, включающий в себя:

множество электродов, приспособленных к тому, чтобы находиться в контакте с участком гладкой мышцы, подлежащим управлению; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на указанные электроды с созданием электрического поля, которое не вызывает формирования распространяющегося потенциала действия в гладкой мышце, причем это электрическое поле изменяет реакцию гладкой мышцы на активационный сигнал.

Предпочтительно аппарат включает в себя датчик электрической активности, который обнаруживает электрическую активность на участке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с сигналами от указанного датчика. Предпочтительно устройство управления подает электроэнергию на каждый из указанных электродов в соответствии с его локальной электрической активностью. Дополнительно или в качестве альтернативы, датчик электрической активности воспринимает электрическую активность при помощи электродов из указанного множества электродов.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат включает в себя датчик импеданса, который воспринимает по меньшей мере один импеданс между выбранными электродами из указанного множества электродов.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат включает в себя динамометрический датчик, который обнаруживает механическую активность на участке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с сигналами от указанного датчика. Предпочтительно указанное устройство управления прикладывает к мышце подавляющее электрическое поле, когда указанная механическая активность превышает определенный порог. В качестве альтернативы или дополнительно, подача электроэнергии на каждый из указанных электродов осуществляется в соответствии с его локальной механической активностью.

В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее поле подавляет механическую активность на участке. В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее поле уменьшает силу сокращения на участке. В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее поле увеличивает силу сокращения на участке. В предпочтительном воплощении по изобретению устройство управления подает электроэнергию на по меньшей мере один из указанных электродов с созданием возбуждающего электрического поля.

В предпочтительном воплощении по изобретению множество электродов расположено в двухмерной матрице.

В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления избирательно подает электроэнергию на электроды из указанного множества электродов для того, чтобы избирательно генерировать одно из двух перпендикулярных электрических полей.

В предпочтительном воплощении по изобретению, устройство управления выполнено с возможностью имплантирования внутрь желудка и прикрепления к стенке желудка.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат выполнен с возможностью имплантирования внутрь матки и прикрепления к стенке матки.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат выполнен с возможностью имплантирования внутрь тела и нахождения снаружи участка ЖК тракта.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат выполнен с возможностью имплантирования внутрь тела и нахождения снаружи матки.

В предпочтительном воплощении по изобретению, в котором устройство управления приспособлено для матки, оно определяет частоту сокращений в матке, причем указанное устройство управления подает электроэнергию на указанные электроды в соответствии с указанной определенной частотой.

Предпочтительно электроды включают в себя эластичные выводы.

В предпочтительном воплощении по изобретению электроды прикрепляют ко множеству удаленных областей указанной матки.

В предпочтительном воплощении по изобретению устройство управления воспринимает и подавляет механическую активность в по существу всей матке. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления увеличивает силу сокращения в по существу всей матке.

В предпочтительном воплощении по изобретению устройство управления находится в капсуле, выполненной с возможностью введения в прямую кишку или во влагалище.

В качестве альтернативы или дополнительно, электроды выполнены с возможностью имплантирования внутрь тела, в то время как указанное устройство управления выполнено с возможностью его расположения снаружи тела. Предпочтительно электроды выполнены с возможностью отсоединения от указанной гладкой мышцы снаружи тела.

Также предложена, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, анастамозная манжета, включающая в себя:

соединительный участок для соединения двух участков ЖК тракта;

по меньшей мере два электрода, приспособленные к тому, чтобы находиться в электрическом контакте с ЖК трактом по обеим сторонам от манжеты; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на электроды для уменьшения силы сокращения в ЖК тракте около манжеты.

Предпочтительно устройство управления передает стимулирующий сигнал от ЖК тракта по одну сторону от манжеты к ЖК тракту по другую сторону от манжеты.

В качестве альтернативы или дополнительно, уменьшение силы включает в себя подавление электрической активности ЖК тракта на манжете.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для подавления обратной волны в кишечнике, включающий в себя:

по меньшей мере один электрод для приложения подавляющего электрического поля к участку кишечника;

датчик, который воспринимает распространение волн в кишечнике; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на указанный электрод в соответствии с распространяющейся волной, воспринимаемой им.

Предпочтительно датчик обнаруживает обратную волну.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для продвижения болюса, включающий в себя:

по меньшей мере один первый электрод для приложения электрического поля к первому участку ЖК тракта, примыкающему к указанному болюсу;

по меньшей мере один второй электрод для приложения электрического поля ко второму участку ЖК тракта, находящемуся ниже от указанного болюса;

и

устройство управления, которое подает электроэнергию на по меньшей мере один первый электрод с образованием невозбуждающего поля, которое увеличивает силу сокращения на первом участке, и которое подает электроэнергию на по меньшей мере один второй электрод с образованием невозбуждающего электрического поля, которое расслабляет мышцу на втором участке.

Предпочтительно аппарат включает в себя датчик импеданса для обнаружения наличия болюса на первом участке ЖК тракта.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ облегчения обследования ЖК тракта, при котором:

вводят удлиненный зонд, имеющий наконечник, внутрь участка ЖК тракта; и

прикладывают к участку ЖК тракта, примыкающему к наконечнику зонда, невозбуждающее электрическое поле, которое действует таким образом, чтобы расслаблять участок ЖК тракта.

Предпочтительно способ включает в себя надувание участка ЖК тракта после приложения указанного поля.

Предпочтительно участок ЖК тракта представляет собой участок, примыкающий к желчному протоку.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ продвижения удлиненного зонда, имеющего наконечник и введенного в участок ЖК тракта, при котором:

прикладывают на наконечнике первое электрическое поле, которое сокращает участок ЖК тракта для крепкого зажатия зонда; и

прикладывают ко второму участку ЖК тракта, примыкающему к участку зонда, находящемуся дистально от наконечника, второе электрическое поле, которое вызывает удлинение второго участка ЖК тракта.

Предпочтительно способ включает в себя приложение к третьему участку ЖК тракта, примыкающему к участкам зонда, находящимся дистально от наконечника, третьего электрического поля, которое расслабляет третий участок ЖК тракта таким образом, чтобы он не сокращался вокруг зонда.

В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя приложение подавляющего электрического поля для блокирования распространения активационных сигналов между первым участком и другими участками ЖК тракта.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ продвижения удлиненного зонда, при котором:

вводят удлиненный зонд, имеющий наконечник, внутрь участка ЖК тракта; и

прикладывают к участку ЖК тракта возбуждающее электрическое поле, которое заставляет кишечник транспортировать зонд в желаемом направлении.

Предпочтительно возбуждающее поле избирательно прикладывают или на наконечнике, или в другом месте вдоль зонда, находящемся дистально от наконечника, в зависимости от желаемого направления транспорта.

В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя приложение к участку подавляющего электрического поля для блокирования распространения активационных сигналов между участком и остальной частью ЖК тракта.

В предпочтительном воплощении по изобретению зонд представляет собой эндоскоп. В качестве альтернативы зонд представляет собой колоноскоп.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, удлиненный зонд, приспособленный для продвижения в ЖК тракте, включающий в себя:

удлиненный корпус, имеющий наконечник;

множество электродов, располагающихся по меньшей мере на наконечнике; и

устройство управления, которое избирательно подает электроэнергию на электроды для создания невозбуждающих электрических полей, которые влияют на сокращение гладкой мышцы.

Предпочтительно зонд включает в себя второе множество электродов, распределенных вдоль по меньшей мере участка корпуса зонда.

В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления подает электроэнергию на указанное первое множество электродов для того, чтобы заставлять указанный участок ЖК тракта избирательно продвигать или выталкивать указанный зонд.

В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления подает электроэнергию на электроды из указанных первого и второго множеств электродов для подавления распространения активационных сигналов от участка ЖК тракта, примыкающего к наконечнику зонда, к другим участкам ЖК тракта.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления маткой, при котором:

определяют участок матки, который подозревают в генерировании нежелательных активационных сигналов; и

прикладывают к мышце матки, окружающей подозреваемый участок, локальное подавляющее электрическое поле.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления маткой, при котором:

определяют участок матки, который подозревают в генерировании нежелательных активационных сигналов; и

прикладывают к подозреваемому участку локальное десенсибилизирующее электрическое поле.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления родами, при котором:

определяют локальную активацию во множестве мест матки; и

прикладывают к каждому из множества мест невозбуждающее электрическое поле в момент времени, отсроченный от времени указанной локальной активации.

Предпочтительно невозбуждающее поле увеличивает силу сокращения в местах из указанного множества.

В качестве альтернативы или дополнительно, указанное невозбуждающее поле уменьшает силу сокращения в местах из указанного множества.

В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее поле подавляет проведение распространяющихся потенциалов действия через матку.

В предпочтительном воплощении по изобретению способ включает в себя имплантирование множества электродов во множестве мест. Предпочтительно электроды включают в себя инкапсулированные источники энергии. В качестве альтернативы или дополнительно, имплантирование проводят во время кесарева сечения.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ облегчения родов, при котором к родовым путям прикладывают невозбуждающее электрическое поле, которое расслабляет родовые пути.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ предотвращения преждевременных родов, при котором к родовым путям прикладывают невозбуждающее электрическое поле, которое увеличивает силу сокращения в родовых путях.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения спазмов матки, при котором:

обнаруживают электрическую или механическую активность в по меньшей мере одном месте матки; и

прикладывают невозбуждающее электрическое поле в по меньшей мере одном месте.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ лечения спазмов, при котором:

вводят внутрь матки по меньшей мере один электрод, который находится в контакте с по меньшей мере участком матки по меньшей мере в одном ее месте; и

прикладывают к участку невозбуждающее электрическое поле.

В предпочтительном воплощении по изобретению невозбуждающее поле подавляет распространение активационных сигналов в по меньшей мере одном месте. В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее электрическое поле уменьшает силу сокращения в по меньшей мере одном месте.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для управления гладкой мышцей, включающий в себя множество отдельных капсул, каждая из которых включает в себя по меньшей мере один электрод и источник энергии, который подает электроэнергию на электрод, который прикладывает локальное невозбуждающее поле. Предпочтительно каждая из указанных капсул включает в себя датчик, который измеряет локальную активность гладкой мышцы.

В качестве альтернативы или дополнительно, капсулы действуют таким образом, чтобы синхронизировать подачу электроэнергии на их электроды без посредничества внешнего автоматического регулятора.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для лечения спазмов, включающий в себя:

гибкий корпус, имеющий внешний участок и приспособленный к тому, чтобы плотно закрепляться внутри матки,

множество электродов, расположенных снаружи указанного корпуса; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на указанные электроды для того, чтобы генерировать невозбуждающее электрическое поле.

Предпочтительно гибкий корпус является надувным. В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат включает в себя второй электрод, приспособленный к тому, чтобы размещаться снаружи матки.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления кровеносной системой, включающей в себя сердце, при котором:

устанавливают электроды, примыкающие к вене; и

подают электроэнергию на электроды для сокращения вены таким образом, чтобы предварительная нагрузка на сердце увеличивалась.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления кровеносной системой, включающей в себя сердце, при котором:

устанавливают электроды, примыкающие к вене; и

подают электроэнергию на электроды для расширения вены таким образом, чтобы предварительная нагрузка на сердце уменьшалась.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления кровеносной системой, включающей в себя сердце, при котором:

устанавливают электроды, примыкающие к артерии; и

подают электроэнергию на электроды для сокращения артерии таким образом, чтобы постнагрузка на сердце увеличивалась.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления кровеносной системой, включающей в себя сердце, при котором:

устанавливают электроды, примыкающие к артерии; и

подают электроэнергию на электроды для расширения артерии таким образом, чтобы постнагрузка на сердце уменьшалась.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления спазмом сосудов в системе кровообращения, имеющей сердце, при котором:

определяют сосуд, находящийся в состоянии спазма, результатом чего является ненормально сокращенный просвет; и

прикладывают к сосуду невозбуждающее электрическое поле, которое заставляет просвет расширяться.

Следует понимать, что два или более чем два вышеуказанных способа управления кровеносной системой могут также применяться на практике вместе.

В предпочтительном воплощении по изобретению способ включает в себя приложение невозбуждающего электрического поля к по меньшей мере участку сердца.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для управления кровеносной системой, имеющей сердце, включающий в себя:

множество электродов, расположенных около по меньшей мере одного главного кровеносного сосуда;

датчик кровяного давления, который измеряет кровяное давление; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на множество электродов в соответствии с измеряемым кровяным давлением.

Предпочтительно аппарат включает в себя внешнее управление, которое активирует указанное устройство управления.

В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат включает в себя датчик ЭКГ, который обнаруживает сердечный ритм. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления расслабляет указанный кровеносный сосуд для снижения кровяного давления. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления сокращает указанный кровеносный сосуд для повышения кровяного давления.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления продукцией железы, при котором:

устанавливают по меньшей мере один электрод около железы; и

прикладывают к железе невозбуждающее электрическое поле.

Предпочтительно невозбуждающее электрическое поле подавляет активность клеток, производящих гормон, в железе. В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее электрическое поле представляет собой по существу поле постоянного тока. Предпочтительно способ включает в себя периодическое изменение полярности поля. Предпочтительно одна полярность прикладывается в течение значительно большей части времени.

В предпочтительном воплощении по изобретению железа представляет собой поджелудочную железу. Педпочтительно способ включает в себя контролирование уровня глюкозы в крови, при котором приложение указанного электрического поля включает в себя приложение указанного поля в соответствии с указанным контролируемым уровнем.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для управлением продукцией железы, включающий в себя:

датчик для измерения уровня химического соединения в кровотоке,

по меньшей мере один электрод, примыкающий к указанной железе; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на указанный электрод с созданием невозбуждающего электрического поля в соответствии с измеряемым уровнем.

Предпочтительно химическое соединение представляет собой глюкозу. В качестве альтернативы или дополнительно, аппарат является полностью имплантируемым.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, способ управления профилем активации гладкомышечного органа, при котором:

определяют желаемый профиль активации для органа; и

прикладывают по меньшей мере одно невозбуждающее поле к участку органа для изменения его профиля активации.

Предпочтительно профиль активации включает в себя профиль механической активации.

В предпочтительном воплощении по изобретению способ включает в себя:

измерение напряжения в гладкой мышце; и

изменение приложения невозбуждающего поля в соответствии с измеряемым напряжением.

В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя:

измерение давления в гладкой мышце; и

изменение приложения невозбуждающего поля в соответствии с измеряемым давлением.

В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя приложение к гладкой мышце по меньшей мере одного возбуждающего электрического поля.

В качестве альтернативы или дополнительно, способ включает в себя приложение невозбуждающего поля, включающее в себя приложение к мышце подавляющего электрического поля.

В качестве альтернативы или дополнительно, приложение невозбуждающего поля включает в себя приложение электрического поля, которое уменьшает силу сокращения в мышце.

В качестве альтернативы или дополнительно, приложение невозбуждающего поля включает в себя приложение электрического поля, которое увеличивает силу сокращения в мышце.

Предпочтительно орган представляет собой желудок. В качестве альтернативы или дополнительно, орган представляет собой тонкий кишечник. В качестве альтернативы или дополнительно, орган представляет собой толстую кишку. В качестве альтернативы или дополнительно, орган представляет собой матку.

Также предложен, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, аппарат для задания гладкомышечному органу профиля механической активации, включающий в себя:

по меньшей мере три электрода, выполненные с возможностью их распределения над органом;

по меньшей мере один датчик, который воспринимает локальную механическую активность органа; и

устройство управления, которое подает электроэнергию на электроды из числа указанных электродов в соответствии с воспринимаемой локальной механической активностью для задания органу конкретного профиля активации.

Предпочтительно орган представляет собой матку, причем профиль активации представляет собой схему сокращения во время родов.

Хотя многие воплощения по настоящему изобретению описаны в данном изобретении в основном в качестве способов, следует понимать, что объем изобретения включает в себя аппарат, выполненный с возможностью для осуществления этих способов. В частности, объем изобретения включает в себя программируемые генераторы электрического поля, которые запрограммированы для создания электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению. В предпочтительном воплощении по изобретению программируемые переменные включают в себя формы волны, амплитуды, частоты, длительности, задержки, синхронизацию и ответ на локально измеряемые параметры мышечной активности. Следует понимать, что поведение мышцы на одном ее участке может быть изменено приложением электрического поля ко второму ее участку, например подавлением распространения активационного сигнала к одному участку или изменением совокупности сил, действующих на одном участке.

Краткое описание графических материалов

Настоящее изобретение более ясно можно понять из следующего детального описания предпочтительных воплощений по изобретению вместе с сопутствующими чертежами, где:

фиг.1 представляет собой схематическое изображение желудочно-кишечного (ЖК) тракта;

фиг.2 представляет собой схематическое изображение развернутого ЖК тракта, иллюстрирующее различные предпочтительные воплощения по настоящему изобретению;

фиг.3 представляет собой частичное схематическое изображение в разрезе расправленного открытого участка ЖК тракта, показывающее направление волокон гладкой мышцы ЖК тракта;

фиг.4 иллюстрирует способ продвижения колоноскопа с использованием локального управления ЖК трактом;

фиг.5 представляет собой схематическое изображение капсулы для лечения геморроев в соответствии с предпочтительным воплощением по настоящему изобретению;

фиг.6 представляет собой схематическую диаграмму матки, иллюстрирующую приложение локальных подавляющих электрических полей к маленьким участкам матки в соответствии с предпочтительным воплощением по настоящему изобретению;

фиг.7 иллюстрирует имплантируемый многосайтовый стимулятор/подавитель, прикрепленный к матке, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению;

фиг.8 иллюстрирует вкладыш для матки типа баллона для управления спазмами;

фиг.9 иллюстрирует устройство управления, которое изменяет продукцию железы, такой как поджелудочная железа;

фиг.10 иллюстрирует устройство управления кровяного давления и/или нагрузки на сердце, прикрепленное к главным кровеносным сосудам, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению;

фиг.11 представляет собой схематическое изображение экспериментального устройства, используемого для определения воздействий невозбуждающего поля на клетки гладкой мышцы;

фиг.12 представляет собой график экспериментальных результатов, показывающий увеличение силы сокращения гладкой мышцы как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению;

фиг.13-17 представляют собой графики экспериментальных результатов, каждый из которых показывает существенное уменьшение силы сокращения гладкой мышцы как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению;

фиг.18 представляет собой график экспериментальных результатов, показывающий увеличение силы сокращения гладкой мышцы мочевого пузыря как результат применения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению; и

фиг.19 представляет собой график экспериментальных результатов, показывающий уменьшение силы сокращения гладкой мышцы нестимулированной матки как результат применения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению.

Подробное описание предпочтительных воплощений

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение желудочно-кишечного (ЖК) тракта 22 пациента 20. В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, локальное управление силой сокращения и/или чувствительности участков ЖК тракта к возбуждению достигается приложением локальных невозбуждающих электрических полей непосредственно к участку, подлежащему управлению. Хотя такие невозбуждающие электрические поля не создают распространяющегося потенциала действия в регулируемом участке, они изменяют ответ участка на искусственный или естественно возникающий активационный сигнал, когда он приходит. В частности, авторы изобретения обнаружили, что возможно увеличение или уменьшение силы сокращения участка ЖК тракта. Кроме того, возможна десенсибилизация мышечного сегмента таким образом, чтобы он имел пониженную реакцию, или таким образом, чтобы он не реагировал при всех амплитудах активационных сигналов вплоть до нормальных. Эту десенсибилизацию, несмотря на то, что она является обратимой, можно создавать таким образом, чтобы она продолжалась определенный период времени после удаления управляющего электрического поля.

Как было обнаружено, полезными являются две конкретные формы волны невозбуждающих электрических полей. Первый тип представляет собой по существу постоянное поле (полярность которого можно иногда переключать для уменьшения эффектов ионной поляризации). Это поле можно прикладывать без какой-либо синхронизации с управляемой мышцей. Однако авторы изобретения обнаружили, что полезно останавливать подавляющее поле непосредственно перед тем, как активационный сигнал достигнет управляемой мышцы, для того, чтобы уменьшать амплитуду активационного сигнала, требуемую для возбуждения управляемой мышцы. Второй тип невозбуждающего поля представляет собой импульс, который прикладывается синхронно с приходом активационного сигнала. Импульс прикладывается или до, во время прихода сигнала, или с задержкой после его прихода (достаточно длительная задержка после активации эквивалентна приложению импульса перед активацией). Авторы изобретения полагают, что невозбуждающее электрическое поле, прикладываемое после активационного сигнала, имеет тенденцию увеличивать силу сокращения регулируемой мышцы путем увеличения продолжительности плато сокращения мышцы. Выдвинута гипотеза, что невозбуждающее электрическое поле, приложенное с большей задержкой после прихода активационного сигнала, удлиняет рефракторный период (возможно путем гиперполяризации мышечных клеток таким образом, что активационный сигнал не вызывает деполяризацию). В результате по меньшей мере некоторые из мышечных клеток не отвечают на активационный сигнал и сила сокращения мышцы уменьшается. Таким образом, чем сильнее невозбуждающий сигнал, тем больше клеток будет гиперполяризовано и тем ниже будет сила сокращения. В крайнем случае, ни одна из мышечных клеток не будет отвечать на активационный сигнал, и его распространение будет подавляться. Также возможно, что невозбуждающее поле непосредственно уменьшает воздействия силы сокращения, достигаемой одиночным мышечным волокном.

Следует отметить, что различные воплощения по настоящему изобретению, как описано в данном изобретении, можно использовать в сочетании с лекарственной терапией, с синергетическим взаимодействием и/или для того, чтобы обеспечить возможность получения желаемого действия меньшей дозой лекарства, и/или для того, чтобы обеспечить возможность для использования увеличенных доз лекарств при ограничении их вредных побочных эффектов с применением электрического управления. В дополнение, такое электрическое управление можно использовать на практике вместе с электрической стимуляцией ЖК тракта, включая многосайтовое регулирование. В соответствии с предпочтительным воплощением по настоящему изобретению, по существу любой профиль активации ЖК тракта может быть достигнут путем избирательного регулирования участков ЖК тракта и создания десенсибилизированных областей между простимулированными участками для того, чтобы активационный сигнал не распространялся от одного простимулированного участка к следующему. В дополнение, такое электрическое управление можно также использовать на практике в сочетании с электрической стимуляцией блуждающего нерва.

Термин "электрическое поле" используется для описания невозбуждающего поля, используемого для управления мышцей. Термин "поле" и "импульс тока" используют в данном описании, заменяя друг друга, так как в теле оба они генерируются тогда, когда между двумя электродами образуется потенциал напряжения. В предпочтительном воплощении по изобретению поле прикладывают путем поддержания постоянного тока между по меньшей мере двумя электродами. В качестве альтернативы, вместо управления током можно управлять потенциалом напряжения.

Мышечная ткань, как правило, приспосабливается к постоянной и/или интенсивной активации путем увеличения своей массы. В предпочтительном воплощении по изобретению место регулирования выбирают для увеличения силы мышцы в этом месте. Предпочтительно площадь вокруг этого места десенсибилизируют таким образом, чтобы активационнный сигнал не распространялся в остальную часть ЖК тракта. В качестве альтернативы или дополнительно, локальную мышечную массу увеличивают путем изменения силы сокращения в этом месте. Как правило, желательна максимальная сила сокращения, так как она, как правило, вызывает наибольшее увеличение мышечной массы.

Фиг.2 представляет собой схематическое изображение ЖК тракта 22, развернутого для иллюстративных целей, для иллюстрирования различных предпочтительных воплощений по настоящему изобретению. ЖК тракт 22 включает в себя желудок 24, двенадцатиперстную кишку 26, тонкий кишечник 27 и толстую кишку 29.

В соответствии с первым предпочтительным воплощением по изобретению, участок ЖК тракта десенсибилизируют и/или электрически изолируют от активационных сигналов. Изолирования от электрических сигналов можно достигнуть путем десенсибилизирования ткани, которая окружает участок.

Язвы вызывают воспаление ткани ЖК тракта, эта воспаленная ткань может генерировать ложные активационные сигналы. В качестве альтернативы, воспаленная ткань может проявлять очень низкий порог возбудимости. Обе эти аномалии могут вызывать аритмии в желудке 24. В предпочтительном воплощении по изобретению генерирование аномальной электрической активности в желудке 24 язвой 28 предотвращается путем десенсибилизирования ткани, окружающей язву. В зависимости от точной конфигурации сама язва 28 может быть десенсибилизирована. В качестве альтернативы или дополнительно, невозбуждающее поле прикладывают к областям, окружающим язву 28, для огораживания ее тканью, не распространяющей потенциал действия.

Термин «огораживание» в том значении, которое используется в данном описании, относится к электрическому изолированию одного сегмента мышцы от других сегментов путем подавления электрической активности в ткани, окружающей этот один сегмент. Таким образом, активационный сигнал не может ни входить, ни покидать этот один сегмент. В качестве альтернативы, для полного закрытия сегмента можно использовать барьеры для проведения активационного сигнала вдоль желаемого пути путем создания барьеров на любой стороне желаемого пути. Следует отметить, что при проведении может быть достаточным существенно уменьшить скорость проведения в ткани, в которой применяется барьер, так как это также изменяет вектор распространения активационного фронта.

В предпочтительном воплощении по изобретению десенсибилизацию ткани осуществляют при помощи устройства управления 32, включающего в себя электрод 30 в контакте с тканью, окружающей язву 28. Хотя в этом воплощении показано, что устройство управления 32 является внешним по отношению к желудку 24 и находится или внутри, или снаружи тела, в альтернативном предпочтительном воплощении по изобретению устройство управления 32 имплантировано внутрь желудка, предпочтительно размещается при помощи эндоскопа и/или зонда, отображающего электрическую активность, и предпочтительно фиксируется на стенке желудка 24, например, путем использования зажимов.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, пейсмейкерный участок желудка 24, который обычно находится в верхнем участке желудка 24, электрически изолирован от других участков желудка. На фиг.2 это осуществляется путем применения барьера 25 в тяже вокруг желудка 24. В качестве альтернативы или дополнительно, остальную часть желудка 24 можно десенсибилизировать. В качестве альтернативы или дополнительно, пейсмейкерный участок сам может быть десенсибилизирован для уменьшения степени его возбуждения. Десенсибилизация желудка 24 полезна при лечении тошноты, тошноты, связанной с беременностью, рефлективной рвоте и других состояниях желудка, характеризующихся нежелательной активацией желудка.

Конкретный пример состояния представляет собой лечение ожирения, которое излечимо путем десенсибилизации желудка, при которой задержка опорожнения желудка 24 ведет к "полной" чувствительности и уменьшает потребление пищи пациентом. Десенсибилизацию желудка предпочтительно применяют вместе с регулированием желудка для достижения желаемой активации. В качестве альтернативы или дополнительно, кишечник 27 также управляется подобным образом, особенно путем предотвращения поступления электрических активационных сигналов из желудка 24 в кишечник 27, например путем применения барьера на двенадцатиперстной кишке 26 и/или на полости. В таких примерах устройство управления 32 предпочтительно регулируется снаружи тела, например, путем использования магнитных язычковых переключателей или использования высокочастотной телеметрии. Таким образом, устройство управления 32 может активироваться и дезактивироваться тогда, когда пациент нуждается в этом. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления 32 включает в себя датчики, которые воспринимают различные состояния ЖК тракта 22, включая место пищи в его участке и локальную электрическую активность. В таком воплощении устройство управления 32 может изменять профиль активации ЖК тракта 22 в соответствии с наличием и положением в нем пищевого материала.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, участок ЖК тракта 22 десенсибилизируют и/или ограждают для того, чтобы дать ему возможность заживать. Фиг.2 демострирует область 38 с наложенными швами и устройство управления 40, которое накладывает пару барьеров 42 и 44 таким образом, что область 38 будет электрически изолирована и локальная мышечная активность не будет повреждать шов. Область 38 может также включать в себя площадь, с которой недавно была удалена язва. В предпочтительном воплощении по изобретению такое устройство управления заключено в анастомозную манжету, которую используют для соединения двух сегментов кишечника. Предпочтительно такая анастомозная манжета воспринимает электрическую активность по одну сторону от нее и прикладывает возбуждающий сигнал на своей противоположной стороне для обеспечения естественного сокращения кишечника. В качестве альтернативы для полного подавления электрической активности в области 38 может оказаться желательно периодически допускать локальную электрическую и/или механическую активность. В качестве альтернативы или дополнительно, локальная сила сокращения может быть существенно уменьшена таким образом, чтобы уменьшить локальное вытягивание швов. В предпочтительном воплощении по изобретению электроды имплантируют в область, на которую воздействуют, во время процедуры лапроскопии (или процедуры вскрытия брюшины). Подавляющее электрическое поле прикладывают до тех пор, пока оно не будет рассматриваться как ненужное с медицинской точки зрения.

В предпочтительном воплощении по изобретению электроды присоединяют к внешнему устройству управления мышцами. Как только поле перестанет быть необходимым, электроды можно убирать, например, используя выдвижные электроды, как известно из уровня техники, например, путем закручивания электродов или путем распускания шва, который присоединяет электрод к мышце.

В предпочтительном воплощении по изобретению опорожнение стомы подавляют путем десенсибилизации последних нескольких дюймов стомы до того момента, когда ее опрожнение не станет желательным. Устройство управления для стомы предпочтительно включает в себя электроды, имплантированные вдоль последних нескольких дюймов стомы для приложения подавляющих или возбуждающих импульсов. Устройство управления стомы предпочтительно также включает в себя внешнюю кнопку регулирования, которая дает возможность пациенту выбирать между подавлением стомы для остановки выхода твердых отходов и остановкой подавления и/или стимуляции стомы для того, чтобы дать возможность твердым отходам перемещаться вдоль стомы.

В предпочтительном воплощении по изобретению электрическое устройство управления используют вместо фармацевтических препаратов для расслабления кишечника. Примером, в котором желательно такое использование, является спастический запор, при котором порочный круг напряжение-боль-запор может быть разорван путем ослабления напряжения в толстой кишке. Расслабляющее электрическое поле можно прикладывать черезкожно путем имплантирования электродов или его можно прикладывать, используя введенный зонд.

В другом предпочтительном воплощении по изобретению боли, вызываемые ишемией кишечника, уменьшают путем уменьшения сократимости мышцы в болезненной области, тем самым уменьшая потребление кислорода и/или давая возможность для лучшей перфузии. Предпочтительно такое устройство управления включает в себя датчик давления, устройство управления приспособлено для уменьшения силы сокращения после того, как будет достигнута установленная локальная сила сокращения.

В другом предпочтительном воплощении по изобретению острую диарею лечат путем расслабления тонкого кишечника 27 и/или толстой кишки 29 таким образом, чтобы они не выделяли жидкости. Такое лечение можно успешно применять, используя зонд с электродами, установленными на нем. Электроды предпочтительно представляют собой эластичные электроды, которые тянутся (радиально) от зонда для обеспечения хорошего контакта со стенкой кишечника. Это лечение также пригодно для пациентов, имеющих хронически раздраженный кишечник, таких как пациенты, использующие сильное средство для лечения, и пациенты, страдающие от СПИДа. У пациентов с хронической проблемой электроды предпочтительно имплантируют на внешней поверхности участков ЖК тракта.

Другой аспект настоящего изобретения относится к увеличению сократимости по меньшей мере участка ЖК тракта 22, как правило, для компенсации медицинских состояний, при которых сократимость по меньшей мере участка ЖК тракта 22 уменьшена ниже нормальных уровней. Такие состояния являются типичными у пожилых пациентов. Субнормальные силы сокращения также обнаружены у пациентов, у которых участок кишечника денервирован, в особенности у пациентов, имеющих аклазию (приобретенную или хроническую), и при других расстройствах, таких как диффузный системный склероз, диабетическая энтеропатия и первичные висцеральные миопатии. При таких состояниях невозбуждающее электрическое поле предпочтительно прикладывают, используя проволочные электроды, которые или прикрепляют к внутренней поверхности ЖК тракта 22, или имплантируют в мышцу самого ЖК тракта 22, и/или используя электроды, которые имплантируют на внешней поверхности ЖК тракта 22. Предпочтительно такие электроды имплантируют путем продвижения хирургического зонда вдоль внешней поверхности ЖК тракта 22 и прикрепления электродов в местах вдоль внешней поверхности тракта. В качестве альтернативы, множество инкапсулированных устройств управления можно имплантировать во множество точек вдоль ЖК тракта 22. Каждое инкапсулированное устройство управления включает в себя источник питания, электроды и устройство управления, которое можно активировать внешней командой для приложения невозбуждающего поля. В качестве альтернативы, каждое такое инкапсулированное устройство управления включает в себя индукционную катушку, которая превращает высокочастотное излучение, которое передается на катушку от внешнего источника, в невозбуждающее электрическое поле.

Другой аспект настоящего изобретения относится к одновременному применению нескольких различных типов управления таким образом, чтобы достичь более точного управления профилем активации ЖК тракта 22. В одном предпочтительном воплощении по изобретению подвижность тонкого кишечника 27 и/или толстой кишки 29 увеличивают путем подавления обратной волны. В нормально активированном кишечнике существует прямая волна, которая продвигает пищевой материал в кишечнике, а также обратная волна, которая заставляет пищу двигаться назад вдоль кишечника и содействует перемешиванию пищи. В этом предпочтительном воплощении по изобретению прямую волну не подавляют, а обратную волну подавляют таким образом, чтобы обеспечить большую подвижность. Предпочтительно обратную волну подавляют в ее источнике, в конце кишечника, путем применения барьера на участке. Фиг.2 показывает устройство управления 46, при котором установлен барьер 48 на конце тонкого кишечника 27. Предпочтительно устройство управления 46 использует датчик 52 и/или датчик 50 для обнаружения прямой волны и/или обратной волны или по их электрической активности, или по их механическому действию. В предпочтительном воплощении по изобретению барьер 48 синхронизирован с прямой волной и задействуется только в течение времени, достаточного для блокирования обратной волны. Устройство управления 46 предпочтительно вводят, используя эндоскоп, предпочтительно изнутри тонкого кишечника.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, электрическое управление используют для продвижения введенного болюса 56. Для продвижения болюса 56 электрическое управление применяют в области 60 впереди от болюса 56 для ее расслабления. Зоной 58, находящейся позади и вокруг болюса 56, предпочтительно управляют для увеличения ее сократимости. Устройство управления 54 может быть постоянно имплантировано в месте 58 если вследствие повреждения нерва и/или мышцы ожидается введение болюсов в этом месте. В предпочтительном воплощении по изобретению на значительном участке ЖК тракта 22 вмонтирована проводка. Множество датчиков размещено вдоль участка для обнаружения болюса на участке. Соответственно, вышеописанный способ продвижения болюса применяется в обнаруженном месте. Множество датчиков может представлять собой датчики импенданса, которые предпочтительно используют такие же электроды, как электроды, прикладывающие поле.

Фиг.3 представляет собой частичное схематическое изображение в разрезе расправленного открытого участка 72 ЖК тракта 22, показывающее направление волокон гладкой мышцы ЖК тракта. ЖК тракт 22 обычно состоит из трех мышечных слоев, тонкого, электропроводящего слоя (не показан), внутреннего слоя 72 волокон, расположенных, как правило, по длине ЖК тракта 22, и внешнего слоя 74 волокон, расположенных, как правило, перпендикулярно волокнам в слое 72. Слой 72 регулирует локальные изменения длины ЖК тракта 22, в то время как слой 74 регулирует локальные изменения диаметра ЖК тракта 22.

В предпочтительном воплощении по изобретению невозбуждающее электрическое поле избирательно прикладывают или к слою 72, или к слою 74 для увеличения или уменьшения локальной силы сокращения. Такой избирательности можно достичь путем расположения направления электрического поля или параллельно волокнам слоя 72, или параллельно волокнам слоя 74. Следует отметить, что этот тип избирательности невозможен, когда используют возбуждающее электрическое поле, так как такое поле возбуждает оба слоя 72 и 74.

В предпочтительном воплощении по изобретению сетчатый электрод 76, имеющий множество отдельных электродов 78, используют для влияния на эту избирательность. Если сеть помещают таким образом, что ее главные оси параллельны направлениям волокон, то электрическое поле, имеющее направление, параллельное одному из слоев, может быть генерировано путем выбора некоторых из электродов 78. Некоторые из электродов 78 можно также выбрать для приложения поля, которое является диагональным по отношению к волокнам в обоих слоях. В качестве альтернативы или дополнительно, на электроды 78 альтернативно подают электроэнергию таким образом, что электрические поля в обоих направлениях приложены альтернативно. В частности, подавляющее поле можно прикладывать в одном направлении, в то время как поле, увеличивающее сократимость, можно прикладывать в перпендикулярном направлении. Как понятно, электроды 78 можно также использовать для подачи стимулирующего сигнала. В предпочтительном воплощении по изобретению электроды 78 также используют для того, чтобы воспринимать локальную электрическую активность таким образом, чтобы улучшать продолжительность невозбуждающего поля.

Другой тип электрода, который предпочтителен для использования в управлении гладкой мышцей, представляет собой вытянутый электрод, который пригоден для приложения подавляющего электрического поля для создания барьера. Распространением активационного сигнала наиболее благоприятно управлять (увеличивать или уменьшать) путем приложения электрического поля, которое параллельно волокнам в самом внутреннем слое мышцы, так как этот мышечный слой проводит активационный сигнал. Распространение активационного сигнала можно увеличить путем приложения к внутреннему слою электрического поля, увеличивающего сократимость. Другой способ избирательного приложения электрического поля только к одному слою заключается во введении электродов в мышцу между слоями таким образом, чтобы по существу лишь один слой находился внутри поля.

Различные аппараты и методологии для приложения невозбуждающего электрического поля к сердечной мышце описаны в шести заявках РСТ, поданных заявителем New Technologies (SA-YSY) Ltd., et al., в получающее ведомство в Израиле: заявке PCT/IL 97/00012 "Electrical Muscle Controller", поданной 8 января 1997, и пяти заявках РСТ, поданных 9 июля 1997: PCT/IL 97/00231, "Apparatus and Methods for Controlling the Contractility of Muscles", PCT/IL 97/00232, "Drug-Device Combination for Controlling the Contractility of Muscles". PCT/IL 97/00233, "Fencing of Cardiac Muscle", PCT/IL 97/00235 "Cardiac Output Controller" и PCT/IL 97/00236, "Cardiac Output Enhanced Pacemaker", описания которых включены в данное описание путем ссылки. В частности, эти заявки РСТ описывают различные формы волны, которые могут использоваться для приложения невозбуждающих электрических полей, включая поля постоянного тока, поля переменного тока, униполярные и биполярные поля и сочетания таких полей. PCT/IL 97/00012 также описывает возможность использования светового излучения и высокочастотного излучения для воздействия на перенос кальция в клетках сердечной мышцы и тем самым влияния на силу их сокращения. Этот аппарат может быть приспособлен, в соответствии с предпочтительными воплощениями по настоящему изобретению, для приложения к гладким мышцам невозбуждающих электрических полей.

Когда приспосабливают аппарат, описанный в данном изобретении, для частной физиологии, ожидают, что может оказаться необходимым адаптировать амплитуды, задержки и частоты невозбуждающего поля. В предпочтительном воплощении по изобретению аппарат является программируемым при помощи высокочастотного излучения. Таким образом, его можно имплантировать, и можно тестировать различные наборы параметров импульса для определения оптимального набора. Кроме того, может возникнуть необходимость, спустя некоторое время, в корректировке параметров вследствие приспособления управляемой мышцы, изменения импенданса электродов или изменения функции устройства управления.

Очевидно, что некоторым пациентам требуется лишь короткий курс лечения, в то время как другим пациентам требуется более длительный курс, в некоторых случаях может потребоваться постоянное лечение. В предпочтительном воплощении по изобретению аппарат, описанный в данном изобретений, приспособлен к тому, чтобы быть имплантированным в тело. В качестве альтернативы, такой аппарат приспособлен к тому, чтобы быть введенным в тело на более короткий период времени, такой как период меньше месяца. Такое приспособление может предусматривать использование различных материалов для электродов и разного компромиссного выбора между продолжительностью жизни батарейки и степенью управления. В качестве альтернативы, такой аппарат приспособлен к тому, чтобы располагаться снаружи тела или переноситься пациентом, или располагаться отдельно. Предпочтительно по меньшей мере электроды имплантированы в тело или введены в полость тела.

Следует также отметить, что активность гладких мышц также изменяется путем их напряжения. В предпочтительном воплощении по изобретению устройство управления для гладкой мышцы включает в себя датчики, которые измеряют напряжение в мышце, и изменяет прикладываемое поле в соответствии с измеряемым напряжением. Предпочтительно напряжение измеряют на внешней поверхности полости, формируемой гладкой мышцей. В качестве альтернативы или дополнительно, напряжение измеряют внутри полости, образованной гладкой мышцей. В качестве альтернативы или дополнительно, напряжение измеряют внутри гладкой мышцы.

В предпочтительном воплощении по изобретению также изменяют направление и полярность электрического поля относительно мышечных волокон для того, чтобы определить оптимальное направление и/или полярность, которые осуществляют желаемое управление мышцей. Следует отметить, что два перпендикулярных мышечных слоя обладают различными характеристиками, такими как остаточное напряжение, и, возможно, разным ответом на невозбуждающее поле. В предпочтительном воплощении по изобретению разные направления электрического поля относительно мышечных волокон, такие как 0°, 5°, 10°, 30° и 45°, тестируют без перемещения электродов. Этого предпочтительно достигают при использовании электрода типа сети, где на каждое соединение в сети может подаваться электроэнергия отдельно. Таким образом, по существу любое эффективное направление поля и полярность можно тестировать без перемещения электродов. Такой сетевой электрод можно также использовать в качестве сети датчиков для более точного определения направления распространения активационного фронта, поскольку это направление распространения, как правило, является перпендикулярным к изохрональным линиям, которые обозначают равные времена активации. В дополнение, изменения профиля активации, такие как действие регулирующих полей и/или аритмии, можно обнаруживать по изменениям электрических сигналов, воспринимаемых множеством соединений сети. В дополнение, механическую активность можно локализовать путем измерения импеданса между отдельными соединениями или соседними соединениями, в этом случае измеряют характеристики мышцы, или соединениями, которые находятся на противоположных сторонах гладкой мышцы, в этом случае можно определить заполненность ЖК тракта.

Следует отметить, что частота сокращения гладкой мышцы обычно много ниже, чем частота сокращения сердечной мышцы, что дает возможность использования для управления гладкой мышцей более простых электронных устройств и источников питания с более медленным ответом. Более того, время распространения вдоль гладкой мышцы обычно гораздо меньше, чем для сердечной мышцы. Как результат, между временем активации в одном месте и временем активации во втором месте может пройти несколько секунд. Таким образом, для обеспечения подходящей задержки между локальной активацией и локальным приложением невозбуждающего поля локальное определение времени активации особенно предпочтительно для управления гладкой мышцей. Такое локальное определение предпочтительно проводится путем локального восприятия, тем не менее, в другом предпочтительном воплощении по изобретению время локальной активации рассчитывают, используя установленную скорость распространения.

Фиг.4 иллюстрирует способ продвижения колоноскопа 90 с использованием локального управления участком 92 ЖК тракта 22. Поскольку получают одобрение процедуры минимального проникновения, периодическое обследование толстой кишки с использованием колоноскопа и тонкого кишечника с использованием эндоскопа становятся более общепринятыми. При обследовании толстой кишки колоноскоп вводят в анальное отверстие и продвигают вдоль толстой кишки. Периодически продвижение останавливают и толстую кишку, окружающую наконечник колоноскопа, надувают с использованием воздуха таким образом, чтобы способствовать продвижению колоноскопа и ускорять обследование стенки толстой кишки. Лекарства, которые расслабляют толстую кишку, обычно вводят пациенту перед обследованием.

В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, колоноскоп 90 имеет множество электродов 94 по меньшей мере на своем наконечнике. В предпочтительном воплощении по изобретению эти электроды используются для приложения к толстой кишке расслабляющего электрического поля и, таким образом, для уменьшения давления воздуха, требуемого для ее надувания. В дополнение, такое расслабление уменьшает силу, требуемую для продвижения колоноскопа, посредством этого уменьшая опасность прободения. В предпочтительном воплощении по изобретению электроды являются растяжимыми от наконечника колоноскопа 90 таким образом, что они могут занимать участок 92 толстой кишки, даже когда она надута. Предпочтительно электроды могут быть временно зацеплены на участке 92 толстой кишки.

В сооответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, на электроды 94 подают электроэнергию таким образом, чтобы заставить участок 92 толстой кишки самого продвигать или способствовать продвижению колоноскопа 90. Такое продвижение может быть достигнуто одним из двух путей, или путем блокировки прямой волны и обеспечения возможности для обратной волны продвигать колоноскоп 90, или путем избирательного возбуждения мышечных волокон в слоях 72 и 74 (фиг.3) таким образом, чтобы продвигать колоноскоп. Один режим избирательного возбуждения включает в себя: управление слоем 74 для более крепкого сжатия колоноскопа 90 на его наконечнике и возбуждение слоя 72 для продвижения колоноскопа 92. Порядок возбуждения и точка, с которой толстая кишка возбуждается, будут в значительной мере определять направление перемещения колоноскопа 92. Предпочтительно дополнительные электроды вдоль колоноскопа 90 (не показаны) используются или для проведения того же самого продвигающего действия или для расслабления слоя 74 вдоль длины колоноскопа 92 для того, чтобы способствовать его продвижению. Избирательного возбуждения мышечных волокон с конкретным направлением можно достигнуть сначала подавлением мышечных волокон с другим направлением, а затем приложением возбуждающего стимула. Выталкиванию колоноскопа можно содействовать, регулируя участок 92 толстой кишки на наконечнике колоноскопа 90 таким образом, чтобы использовать естественный ритм участка 92 толстой кишки для выталкивания колоноскопа 90.

Понятно что то, что было описано в отношении колоноскопа, применяется равным образом в отношении эндоскопа, особенно в отношении его выталкивания. В предпочтительном воплощении по изобретению колоноскоп 90 включает в себя электроды, которые прикладывают блокирующее поле, которое блокирует любые локальные возбуждения от распространения в остальную часть ЖК тракта 22.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, эндоскоп, который используется для проникновения в желчный проток, включает в себя электроды на своем наконечнике для приложения расслабляющего электрического поля таким образом, чтобы расширить сфинктер от желчного протока в кишечник. Предпочтительно такое расширение, когда оно реализуется при помощи устройства, которое не закупоривает желчный проток, используется в сочетании с лечением для разрушения камней желчного пузыря, с тем, чтобы содействовать выходу разрушенных фрагментов камня в кишечник. В качестве альтернативы, такое устройство используют для возбуждения и/или увеличения сократимости желчного протока для того, чтобы содействовать перемещению таких камней и/или для того, чтобы содействовать его нормальному функционированию. Незакупоривающее устройство можно имплантировать снаружи протока желчного пузыря, например изнутри тонкого кишечника 27, при этом необходимо только, чтобы в протоке находились выводы электродов. В качестве альтернативы, также и выводы имплантируются снаружи протока.

Фиг.5 представляет собой схематическое изображение капсулы 102 для лечения геморроя 100 в соответствии с предпочтительным воплощением по настоящему изобретению. Недавно определили, что основная причина геморроя и основной фактор незаживлений геморроев и анальных трещин представляет собой увеличенное напряжение в нижней части толстой кишки. Увеличенное напряжение уменьшает кровоток, замедляя заживление и в то же время вызывая боль. Следует отметить, что напряжение в нижней части толстой кишки блокирует кровь от ректальной зоны, т.е. на некотором расстоянии от нее. Нитроглицерин для местного применения (как на геморрое, так и внутри толстой кишки) был предложен для уменьшения напряжения в нижней части толстой кишки. Однако это лекарство имеет несколько побочных эффектов, таких как головокружения. В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, капсулу 102 вводят в нижнюю часть толстой кишки, где она создает расслабляющие электрическое поля, которые или полностью подавляют локальное сокращение или, по меньшей мере, уменьшают его. Капсула 102 предпочтительно включает в себя множество электродов 104, источник питания 106 для подачи электроэнергии на электроды и, предпочтительно, крепление 110 для легкого удаления капсулы 102. Предпочтительно капсула 102 воспринимает, используя датчик давления (не показан), ненормальное давление в толстой кишке, и прикладывает расслабляющее электрическое поле только в такие периоды времени или после того, как такое ненормальное давление продержалось в течение значительного периода времени. В качестве альтернативы или дополнительно, датчик напряжения и/или датчик электрической активности используют для того, чтобы воспринимать локальную активность толстой кишки.

В предпочтительном воплощении по изобретению, пригодном для пациентов-женщин, капсула 102 приспособлена для того, чтобы быть введенной во влагалище и прикладывать электрическое поле, которое влияет на нижнюю часть толстой кишки. Предпочтительно электроды 104 размещаются таким образом, что поле прикладывается асимметрично и в основном в направлении толстой кишки, так как, как правило, нежелательно действие расслабляющего поля на мышцы мочевого пузыря или на ректальный сфинктер. Таким образом, электроды 104 предпочтительно располагаются лишь на одной стороне капсулы 102. Капсула 102 предпочтительно включает в себя маркировку, так чтобы пациент вводил его в надлежащем направлении. В качестве альтернативы к использованию капсулы, устройство управления 108 может быть имплантировано снаружи толстой кишки.

Фиг.6 представляет собой схематическую диаграмму матки 120, иллюстрирующую приложение локальных подавляющих электрических полей к ее небольшим участкам. Нежелательная электрическая активность в матке может вызывать преждевременные роды у женщины. Выдвинули гипотезу, что такая нежелательная электрическая активность может, во многих случаях, быть вызвана небольшими областями ткани, например, около фиброидов или миом, где вытягивание матки может быть максимальным, или в местах воспалений. В отличие от сердца может быть нежелательным удаление участков матки, так как это может уменьшить фертильность и/или может необратимо повредить матку. В предпочтительном воплощении по изобретению распространение электрического возбуждения от фиброида 122 блокируется путем огораживания фиброида или путем десенсибилизации фиброида 122 и ткани, окружающей его. Фиг.6 изображает устройство управления 124, которое применяет такие невозбуждающие электрические поля, используя множество электродов 126. Предпочтительно устройство управления 124 является внешним по отношению к матке 120, но предпочтительно его имплантировать внутрь тела. Тем не менее, в других воплощениях по изобретению только электроды 126 устройства управления 124 вводят в тело, например, используя процедуру лапроскопии. Электроды, которые необходимо вводить в заднюю часть матки, можно вводить через кишечник.

Области матки, которые могут вызвать такую прждевременную электрическую активность, могут включать в себя воспаленную ткань, рубцовую ткань, фиброзные и уродливые участки матки. Эти типы ткани можно обнаруживать или визуальным инспектированием (используя гистероскоп) или, предпочтительно, используя электрический картирующий зонд, как известно из уровня электрофизиологии. Такое картирование можно также проводить во время беременности, в этом случае электроды можно имплантировать внутрь матки, во время или сразу после процедуры картирования. Устройство управления затем предпочтительно будет являться внешним по отношению к телу или, по возможности, находиться во влагалище.

Предположили, что существует небольшая область матки, показанная на фиг.6, такая как область 128, которая генерирует стимулирующий сигнал для всей матки, по меньшей мере во время родов. В предпочтительном воплощении по изобретению роды задерживают путем избирательного подавления этой зоны или путем огораживания ее, используя невозбуждающие электрические поля.

Один аспект по настоящему изобретению относится к обеспечению более точного управления процессом родов, чем это возможно при использовании лекарств. Некоторые ситуации, при которых время ответа лекарств не является достаточным, побочные эффекты являются слишком большими, либо бывает сложно определить подходящую дозу, включают в себя:

(а) остановку преждевременных родов;

(б) остановку родов, при которых показано кесарево сечение;

(в) ситуации, при которых требуется точный контроль силы сокращения матки;

(г) содействие родам, которые не протекают должным образом; и

(д) остановку родов, даже уже начавшихся, когда они противопоказаны;

(е) задание предпочтительного профиля сокращений во время родов.

Фиг.7 иллюстрирует имплантируемый многосайтовый стимулятор/подавитель 130, прикрепленный к матке 120, в соответствии с воплощением по изобретению. Устройство управления 130 включает в себя множество электродов 132, предпочтительно располагающихся таким образом, чтобы покрывать по существу всю матку 120. Эти электроды могут быть прикреплены к внешней поверхности матки 120, например, во время процедуры лапроскопии. В качестве альтернативы, электроды 132 прикреплены к внутренней поверхности матки 120, например, при помощи процедуры гистероскопии. В качестве альтернативы, эти электроды могут быть внешними по отношению к телу, например на коже, и, возможно, могут быть введены в кишечник, примыкающий к матке. В предпочтительном воплощении по изобретению электроды 132 имплантируют перед беременностью, например во время предшествующего кесарева сечения и/или используя процедуру лапроскопии. В качестве альтернативы или дополнительно, электроды для управления гладкой мышцей имплантируют в кровеносные сосуды, которые примыкают к гладкой мышце, такие как сосуды, которые питают гладкую мышцу. Предпочтительно подача электроэнергии на отдельные электроды 132 приурочена к локальной электрической активности. Электроды 132 могут также использоваться для обеспечения стимулирующего сигнала, который как индуцирует, так и поддерживает роды.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, многосайтовое регулирование используют для задания предпочтительной активации (сокращения) матки. Предпочтительно многосайтовое регулирование дополняется локальным управлением силой сокращения (обычно увеличение). В качестве альтернативы или дополнительно, в матке применяют барьеры для проведения активационных сигналов желаемым образом. Следует отметить, что огораживание можно применять само по себе, в сочетании с единичным местом регулирования или в сочетании с множественными местами активации, в различных предпочтительных воплощениях по изобретению.

В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, роды ускоряют и/или им содействуют путем увеличения силы сокращения. Увеличение силы сокращения вызывает положительное обратное действие, которое дополнительно увеличивает силу сокращения. Увеличение силы сокращения также пригодно для содействия искуственным абортам. В других ситуациях может оказаться необходимым уменьшить силу сокращения или полностью останавить роды, как, например, в случаях эмбрионального дистресса или тогда, когда существует опасность разрыва матки, в этих случаях должно проводиться кесарево сечение. В случаях уродливой или сильно покрытой рубцами матки и у пациенток, имеющих предыдущий случай преждевременных родов, устройство управления 130 предпочтительно используют для остановки даже уже начавшихся родов. Предпочтительно на электроды 132 подают электроэнергию для образования подавляющего электрического поля. Предпочтительно на них подают электроэнергию только тогда, когда устройство управления 130 обнаруживает локальную электрическую активность. В качестве альтернативы или дополнительно, на электроды 132 подают электроэнергию в соответствии с частотой сокращения матки 120.

В соответствии с другим предпочтительным воплощением по изобретению, родовые пути 134 и/или шейку матки 120 расслабляют путем использования локально прикладываемого электрического поля для того, чтобы содействовать выходу ребенка. В качестве альтернативы, силу сокращения родовых путей увеличивают перед родами для того, чтобы избежать выкидыша. В качестве альтернативы или дополнительно, мышцы родовых путей также стимулируют, используя возбуждающие сигналы, для того, чтобы вызвать их сокращение и избежать выкидыша.

Следует понимать, что матка 120 претерпевает очень существенные изменения в размере в течение хода беременности. Таким образом, выводы электродов 132 предпочтительно делать очень гибкими и эластичными. В одном предпочтительном воплощении по настоящему изобретению выводы делают из спиральной проволоки таким образом, что если вывод вытягивается, то спираль натягивается, а не рвет проволоку. Предпочтительно спираль намотана вокруг гибкого стержня. Предпочтительно выводы электродов 132 включают в себя слабые точки, так что если к выводам прикладывается нагрузка, превышающая предварительно определенную величину, она осуществляет разрыв в одной из предварительно выбранных точек, а не повреждает тканевые структуры, примыкающие к выводам.

В предпочтительном воплощении по изобретению каждый из электродов 132 включает в себя инкапсулированный источник питания, а устройство управления 130 координирует отдельные электроды, используя радиокоммуникацию. Таким образом, нет необходимости в том, чтобы электроды 132 были связаны при помощи проволок. В качестве альтернативы, электроды 132 координируют подачу электроэнергии, используя способы, хорошо известные из уровня техники распределенной вычислительной техники, и без центрального управляющего устройства. В качестве альтернативы к синхронизации их активности, каждый из электродов 132 действует в соответствии с локальной активностью.

Фиг.8 иллюстрирует вставку типа баллона 140 для матки 120 для регулирования схваток. Вставка 140 включает в себя множество электродов 142, расположенных на внешней поверхности устройства, на которые подается электроэнергия источником питания 144. Вставка 140 предпочтительно надуваема для обеспечения лучшего контакта с внутренней стенкой матки 120. В предпочтительном режиме действия различные электроды 142 функционируют в качестве датчиков электрической активности. Как только такая электрическая активность воспринята, в этих местах прикладывается подавляющее электрическое поле для предотвращения будущего появления электрической активации и/или для предотвращения ее распространения. В качестве альтернативы, такое устройство постоянно прикладывает подавляющее электрическое поле. В предпочтительном воплощении по изобретению подавляющее электрическое поле прикладывают между электродами 142 и внешним электродом, который размещается на животе и/или на спине. Хотя точечные электроды показаны на фигуре, следует понимать, что могут также использоваться другие формы электродов, такие как вытянутые электроды. Предпочтительно устройство удаляют из тела, когда не ожидаются схватки.

Фиг.9 изображает устройство управления 150, которое изменяет продукцию железы, такой как поджелудочная железа 152. В некоторых железах, таких как поджелудочная железа 152, выделение гормонов в кровеносный сосуд 154 опосредуется электрическим возбуждением клеток, производящих гормон (клетки бета-инсулоциты в поджелудочной железе). Электрическое возбуждение, такое как во многих гладких мышцах, инициируется химическими сигналами. В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, клетки, выделяющие гормон, десенсибилизируют таким образом, что они не отвечают на эти химические сигналы, или, если некоторые из клеток все же отвечают, то эти клетки не могут генерировать распространяющийся активационный сигнал, поскольку окружающие клетки электрически дезактивированы. Таким образом, количество выделившегося гормона уменьшается. Этот способ особенно пригоден при таких заболеваниях, как опухоли, при которых железа перепроизводит свой гормон.

Устройство управления 150 предпочтительно включает в себя электрод 158 и, предпочтительно, второй электрод 156 для создания электрического поля, которое подавляет или уменьшает электрическую активность клеток, производящих гормон. Оболочку устройства управления 150 можно использовать в качестве второго электрода в этом и в других из вышеописанных предпочтительных воплощений. Понятно, что уровни гормона в крови и электрическая активность клеток, производящих гормон, довольно сложно обнаруживать, используя современную технологию. Таким образом, в предпочтительном воплощении по изобретению прикладывается по существу постоянное подавляющее электрическое поле. Предпочтительно полярность поля изменяют периодически таким образом, чтобы предотвратить повреждение, опосредованное ионами, и ионизацию электродов 156 и 158. В качестве альтернативы, устройство управления 150 может измерять локальную электрическую активность, уровни гормона или может измерять физический показатель, такой как уровень глюкозы, который корреллирует с уровнем гормона, и прикладывать напряжение к электродам 156 и 158, как указано.

Другой аспект настоящего изобретения относится к управлению кровяным давлением и/или другими параметрами кровеносной системы, такими как нагрузка на сердце. Предпочтительно управление осуществляют в сочетании с использованием устройства управления сердцем, такого как описанное в заявках РСТ, на которые ссылаются выше. Фиг.10 иллюстрирует устройство управления 160 для кровяного давления и/или нагрузки на сердце, присоединенное к главным кровеносным сосудам, в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению. Сердце 162 получает кровь из полой брюшной вены 168 и перекачивает ее в аорту 164, а оттуда в брюшную аорту 166. В случае спазма в аорте 164 она значительно сокращается, увеличивая постнагрузку на сердце. Во многих случаях эти типы спазма вызовут головокружение. У пациентов, имеющих сократившиеся коронарные артерии, увеличенная потребность сердца может также вызвать болезненный приступ грудной жабы.

В соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению, постнагрузка на сердце 162 моментально уменьшается путем расслабления крупных артерий. В качестве альтернативы или дополнительно, предварительная нагрузка на сердце 162 моментально уменьшается путем расслабления крупных вен. Уменьшение или предварительной нагрузки и/или постнагрузки уменьшает работу, требуемую от сердца 162, и, во многих случаях, останаливает боль при грудной жабе. В качестве альтернативы или дополнительно, стенки крупных кровеносных сосудов расслабляют для снижения кровяного давления во время острого приступа высокого кровяного давления. В качестве альтернативы, кровеносные сосуды могут быть сокращены, например, во время острого приступа низкого кровяного давления. Уменьшение нагрузки на сердце 162 особенно полезно, если оно осуществляется во время продления диастолы левого желудочка сердца 162, например, путем продления рефракторных периодов мышечных клеток в нем, например, как описано в вышеупомянутых заявках РСТ.

Выбор конкретного кровеносного сосуда для расслабления зависит, в частности, от типа нагрузки, которую желательно уменьшать, от того, является ли гипертензия легочной или системной, и, в случае спазма, от того, имеет ли сосуд, находящийся в состоянии спазма, имплантированные электроды.

В предпочтительном воплощении по изобретению сосуд, находящийся в состоянии спазма, обнаруживают, используя измерение изменений импенданса между электродами, окружающими кровеносный сосуд. В качестве альтернативы, вместо определения того, какой кровеносный сосуд находится в состоянии спазма, расслабляют все кровеносные сосуды с вмонтированными проволочными электродами.

В предпочтительном воплощении по изобретению, устройство управления 160 включает в себя пару электродов 170 и 172 для управления полой брюшной веной 168. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления 160 включает в себя пару электродов 174 и 176 для управления брюшной аортой. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления 160 включает в себя пару электродов 178 и 180 для управления аортой, предпочтительно расположенных на дуге аорты или около нее. В предпочтительном воплощении по изобретению, электроды представляют собой электроды типа сети, поскольку мышечные волокна в кровеносных сосудах в основном направлены перпендикулярно к направлению тока крови, и является желательным поле, перпендикулярное к направлению тока крови. В качестве альтернативы, электроды представляют собой вытянутые электроды, расположенные параллельно току крови, для приложения поля перпендикулярно току крови между парами электродов. Предпочтительно устройство управления 160 управляется снаружи, так что пациент может активировать его, когда он чувствует боль и/или головокружение. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления 160 включает в себя датчик давления крови (не показан) для автоматического управления с обратной связью кровяного давления. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство управления 160 включает в себя датчик ЭКГ или датчик кровяного давления, так что приложение полей к кровеносной системе может быть синхронизировано с сердечным ритмом. Предпочтительно устройство управления 160 включает в себя безопасный ограничитель, который предотвращает уменьшение или увеличение пациентом кровяного давления, выходящее за рамки приемлемых ограничений.

Фиг.11-16 описывают эксперименты, которые демонстрируют, что силу сокращения гладкой мышцы можно увеличить или уменьшить путем приложения невозбуждающих электрических полей непосредственно к мышце.

Самцов Новозеландских белых кроликов (масса тела 1-2 кг) препарировали, извлекали различные участки их ЖК тракта и использовали их для последующих экспериментов. Животных анастезировали, используя пентобарбитон (Ceva, Франция), 60 мг/кг массы тела внутривенно. Вскрывали брюшную стенку для открытия внутренних органов брюшины. Требуемые участки ЖК тракта извлекали и помещали в холодный (4°С) оксигенированный (95/5 O₂/CO₂) раствор Кребса-Геселейта (Krebs-Heseleit), содержащий (в мМ): KCl 4,5, NaCl 118, NaHCO₃ 24, MgSO ₄ 1,19, КН₂PO₄ 1,18, глюкоза 11 и CaCl₂ 2,52. Извлеченные участки затем дополнительно иссекали в камере для препарирования (Hugo Sachs Electronik (HSE), Германия) для получения отдельной полоски мышцы ЖК тракта, которую затем помещали в ванну для органов. Ванна для органов представляет собой тип 813 (1-18 Е) от HSE, и она включает в себя устройство управления температурой тип 319 и динамометрический датчик типа F30 с усилителем типа 660. Время для процедуры удаления составляет около 3-5 минут.

Фиг.11 представляет собой схематическое изображение экспериментальной установки, используемой для определения воздействий невозбуждающего поля на клетки гладкой мышцы. Участок 200 мышцы ЖК тракта фиксируют в камере ванны для органов, один конец фиксируют к камере, используя пластиковый зажим, в то время как другой конец прицепляют к датчику давления 202. Длину мышцы ЖК тракта подгоняют таким образом, чтобы обеспечить максимальную изометрическую силу. Температуру в ванне для органов регулируют, а мышцу ЖК тракта постоянно промывают (7-12 мл/мин) вышеописанным оксигенированным раствором, поддерживаемым при приблизительно 36,1°С. Мышце дают возможность оставаться в ванне для органов перед экспериментированием в течение периода, равного 30 минутам.

Ванна для органов включает в себя два электрода Ag-AgCl 206, которые используют для приложения стимулирующего импульса, когда это требуется по протоколу эксперимента. Эти электроды хлорируют перед каждым экспериментом. Стимулирующие стимулы обеспечивают источником постоянного тока. Стимулирующая форма волны представляет собой квадратный волновой импульс. Невозбуждающее электрическое поле прикладывают, используя углеродные электроды 208 (сформованы из углеродных прутов, полученных от Goodfellow, Великобритания), которые помещают друг от друга приблизительно на расстоянии 2-3 миллиметра. На электроды подают электроэнергию при помощи источника постоянного тока 210. Два источника постоянного тока представляют собой источники постоянного тока собственного изготовления, постоянный уровень которых изменяют при помощи компьютерного управления. За выходным сигналом этих источников тока постоянно следят для контроля того, что производится постоянный ток. Всем экспериментом управляют с помощью компьютера 212, а данные получали, используя специализированные системы получения данных, такие как PCI-МI0-16ХЕ50 или АТ-М10-16Е-2 (National Instrument, США). Ванну для органов помещают на антивибрационном столе (ТМС, США). Как стимулирующий ток, так и невозбуждающий ток представляют собой импульсы постоянного тока. Амплитуда стимуляции различается между следующими экспериментами, в основном для того, чтобы препятствовать поляризации электродов. Задержка невозбуждающего поля (NT ток) начинается с начала стимулирующего сигнала.

Фиг.12-17 демонстрируют экспериментальные результаты с использованием секции ЖК тракта из тощей кишки. Прикладывают поля, и датчик измеряет силу приблизительно вдоль направления ЖК тракта. Как описано выше, различия в направлении могут изменять воздействие невозбуждающего импульса. Полярность поля иногда выбирают так, чтобы вызвать воздействие, увеличивающее силу, и иногда так, чтобы вызвать воздействие, уменьшающее силу.

Фиг.12 представляет собой график экспериментальных результатов, демонстрирующий увеличение силы сокращения гладкой мышцы как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению. Невозбуждающее поле показано в виде закрашенной полоски, обозначенной "NT".

В этом эксперименте стимуляция составляет 0,15 Гц, продолжительность 30 мсек, ток 3 мА. Невозбуждающее поле создается импульсом тока 200 мсек при 10 мА, прикладываемым с задержкой в 50 мсек после стимуляции. Как видно на фиг.12, достигается увеличение силы сокращения приблизительно на 300%.

Фиг.13-16 представляют собой графики экспериментальных результатов, демонстрирующие существенное уменьшение силы сокращения гладкой мышцы как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению.

На фиг.13 достигается 70%-ное уменьшение силы сокращения. Стимуляция была такой же как на фиг.12, в то время как невозбуждающий импульс прикладывают в течение 100 мсек с задержкой в 100 мсек после стимуляции и при 10 мА. Следует отметить, что действие невозбуждающего поля продолжается после его удаления. В дополнение, невозбуждающее поле также уменьшает основной тонус мышцы, то есть оно расслабляет ее.

На фиг.14 достигается существенное уменьшение силы сокращения. Стимуляция была быстрее, чем на фиг.12 и 13: 0,25 Гц, продолжительность 30 мсек и амплитуда 10 мА. Невозбуждающий импульс прикладывают в течение 50 мсек с задержкой в 50 мсек после стимуляции с амплитудой 10 мА. В этом эксперименте также наблюдают уменьшение мышечного тонуса.

На фиг.15 достигается существенное уменьшение силы сокращения. Стимуляция отличалась от стимуляции на фиг.14: 0,25 Гц, продолжительность 30 мсек и амплитуда 3 мА. Невозбуждающий импульс прикладывают в течение 60 мсек с задержкой после стимуляции в 200 мс и при 10 мА. В этом эксперименте также наблюдают уменьшение мышечного тонуса.

На фиг.16 достигается существенное уменьшение силы сокращения. Стимуляция была сходной со стимуляцией на фиг.12 и фиг.13: 0,15 Гц, продолжительность 30 мсек и амплитуда 3 мА. Невозбуждающий импульс прикладывают в течение 100 мсек с задержкой после стимуляции в 50 мсек и при 10 мА. В этом эксперименте также наблюдают уменьшение мышечного тонуса.

На фиг.17 достигается существенное уменьшение силы сокращения путем использования по существу постоянного невозбуждающего поля. Стимуляция: 0,25 Гц, продолжительность 2 мсек и амплитуда 5 мА. Невозбуждающий импульс прикладывают в течение 3990 мсек с задержкой после стимуляции в 5 мсек и с амплитудой 15 мА. Наблюдают почти полное блокирование сокращения. В этом эксперименте также наблюдают уменьшение мышечного тонуса.

Фиг.18 представляет собой график экспериментальных результатов, представляющих увеличение силы сокращения гладкой мышцы мочевого пузыря как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению. Сегмент мочевого пузыря готовили, как было описано выше. Его стимулировали при 0,2 Гц, продолжительность 30 мсек и с амплитудой 6мА. Невозбуждающее поле: импульс продолжительностью 60 мсек, прикладываемый с задержкой после стимуляции в 30 мсек и имеющий амплитуду 10 мА. Следует отметить, что остаточное напряжение сегмента мочевого пузыря также увеличивается как результат приложения невозбуждающего поля.

Фиг.19 представляет собой график экспериментальных результатов, представляющих уменьшение силы сокращения гладкой мышцы матки кролика как результат приложения невозбуждающего электрического поля в соответствии с предпочтительным воплощением по изобретению. Сегмент матки готовили, как было описано выше. Сегмент мышцы не стимулировали искусственно, он был самостимулируемым. Невозбуждающее поле: импульс продолжительностью 20 мсек с амплитудой 10 мА, прикладываемый при 0,2 Гц. Следует отметить, что сила сокращения не только существенно уменьшается, после приблизительно 30 секунд приложения невозбуждающего поля сокращение ткани, по-видимому, полностью подавляется. Воздействия поля также продолжаются в течение короткого промежутка времени после его удаления.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные воплощения, область изобретения не ограничивается тем, что было описано. Считается, что при конкретном видоизменении вышеописанных продолжительностей установка амплитуды и задержки невозбуждающих сигналов для конкретных пациентов будет находиться в рамках компетентности специалиста и также в пределах объема настоящего изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничен лишь следующей формулой изобретения.