專利名稱：替代人體的自然生物調(diào)節(jié)功能來進(jìn)行的醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)以及基于該醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)的心臟調(diào) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過替代人體的自然生物調(diào)節(jié)功能來治療疾病的醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)；該醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)包括心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于提供一種用人工生物調(diào)節(jié)系統(tǒng)替代人體的自然生物調(diào)節(jié)功能來治療疾病的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)即便是在由于各種各樣的原因中樞控制系統(tǒng)不能進(jìn)行正常生理調(diào)節(jié)機(jī)能的情況下，也能夠像中樞控制系統(tǒng)一樣對(duì)各種器官起著正常生理調(diào)節(jié)作用；并且以該醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)為基礎(chǔ)同時(shí)提供心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從陷入腦死亡的尸體進(jìn)行心臟移植手術(shù)在日本已成為合法化，并且這種心臟移植手術(shù)已作為對(duì)嚴(yán)重心力衰竭的病人的一種新的治療手段。不過，心臟捐獻(xiàn)者的數(shù)量極其有限，因此用于心臟移植手術(shù)的心臟的短缺不僅在日本乃至在全世界一直以來都是一個(gè)嚴(yán)肅的討論話題。
對(duì)嚴(yán)重心力衰竭病人可供選擇的又一種治療方法是人工心臟的植入。但是，即便是最新型的人工心臟也不是通過自然生物調(diào)節(jié)而進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，它們并不總是能夠與自然器官協(xié)同工作。
心臟起搏器一直以來用于治療心搏緩慢的病人。心臟起搏器通過對(duì)心肌進(jìn)行電刺激來使心肌進(jìn)行人工的有節(jié)奏的收縮。
最近已開發(fā)出了心率響應(yīng)調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器，通過對(duì)心電圖的QT時(shí)間、體溫或人體加速度來估算人體所固有的心率而使刺激速度進(jìn)行相應(yīng)的變化?？墒?，與人體自然心率調(diào)節(jié)相比，這種心率調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的心率調(diào)節(jié)的特異性、敏感性和瞬時(shí)反應(yīng)并不令人滿意。
在一些疾病中，人體的異常生理調(diào)節(jié)機(jī)能反而會(huì)促使疾病的加重。我們熟知的心臟病，人體異常的調(diào)節(jié)機(jī)能促使心臟病加重。比如，急性心肌梗塞發(fā)作之后，所產(chǎn)生的人體交感神經(jīng)活動(dòng)的過度興奮和異常的迷走神經(jīng)活動(dòng)的衰退會(huì)使病情加重。
除了心臟病之外，這種異常的生理調(diào)節(jié)機(jī)能在心血管疾病中也能觀察到。
即便是在正常人中在直立的情況下，300到800mL的血液被轉(zhuǎn)移而儲(chǔ)存到心臟水平以下的內(nèi)臟器官和下肢之中，從而導(dǎo)致靜脈回流量的減少使血壓降低。一般情況下，正常人具有血壓調(diào)節(jié)機(jī)能以防止直立性低血壓的產(chǎn)生并保持血壓正常。不過，患有血壓調(diào)節(jié)功能紊亂的病人就會(huì)有直立性低血壓癥狀發(fā)生。例如，在患有Shy-Drager氏綜合癥的病人中，與壓力反射性調(diào)節(jié)有關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)變得異常，由于體位的改變而導(dǎo)致大的血壓波動(dòng)，嚴(yán)重影響了這些病人的日常生活質(zhì)量。
正如前面所述的那樣，人工心臟和心臟起搏器等各種人工臟器或者人工設(shè)備，因?yàn)椴⒉皇窃O(shè)計(jì)來受人體自然調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制，并不總是能夠與自然器官進(jìn)行協(xié)調(diào)作用。因此，在自然生理變化的感受性等方面并不令人滿意。
對(duì)于心肌梗塞的治療，目前采用如冠狀血管舒張藥、β-受體阻斷劑、抗血小板劑等藥物性治療以及基于導(dǎo)管干預(yù)的治療方法和冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)等療法。
不過，即便是將所有的療法藥物性治療、導(dǎo)管療法以及冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)都集中在一起也不能夠避免疾病的惡化甚至死亡。
又如在治療具有直立性低血壓癥狀的Shy-Drager氏綜合癥中，使用類腎上腺素顯效劑，如腎上腺素、左旋多巴和安非他明等藥物，同時(shí)對(duì)過多的攝入食鹽進(jìn)行控制以減輕癥狀。這種對(duì)癥治療雖然在某種程度上能夠減輕癥狀，但對(duì)Shy-Drager氏綜合癥的根本性治療是不可能的。
本發(fā)明的目的在于提供一種治療疾病的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)即便是在出于各種各樣的原因中樞控制系統(tǒng)不能進(jìn)行正常生理調(diào)節(jié)機(jī)能的情況下，也能夠像中樞控制系統(tǒng)一樣對(duì)各種器官起著正常生理調(diào)節(jié)作用；并且該醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)基于心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
本發(fā)明的公開權(quán)利要求1中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動(dòng)的治療疾病的系統(tǒng)。包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述生物活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算生物刺激信號(hào)并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置。
權(quán)利要求2中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動(dòng)的治療疾病的系統(tǒng)。包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述生物活動(dòng)信號(hào)以計(jì)算生物刺激信號(hào)并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置，其中，所述計(jì)算裝置包括，用于識(shí)別所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)還是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生的識(shí)別裝置，當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就不輸出生物刺激信號(hào)，并且當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就輸出所計(jì)算的生物刺激信號(hào)。
權(quán)利要求3中所述的本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于生物活動(dòng)的治療疾病的系統(tǒng)，所述生物刺激信號(hào)由先前得自于正常的生物活動(dòng)的脈沖響應(yīng)和由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)之間的卷積積分來計(jì)算。
權(quán)利要求4中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動(dòng)的心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)。包括感測(cè)心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)的神經(jīng)活動(dòng)并輸出神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)的神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置；接收由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算控制心率的調(diào)節(jié)信號(hào)并輸出所述調(diào)節(jié)信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的調(diào)節(jié)信號(hào)，并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)來刺激心臟，以調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)裝置。
權(quán)利要求5中所述的本發(fā)明涉及一種血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于血壓變化受神經(jīng)活動(dòng)的調(diào)節(jié)規(guī)律利用調(diào)整神經(jīng)活動(dòng)來進(jìn)行的血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。包括感測(cè)動(dòng)脈內(nèi)的血壓并輸出血壓信號(hào)的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測(cè)的血壓信號(hào)、分析并處理所述血壓信號(hào)，以計(jì)算通過刺激血管床交感神經(jīng)來進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)的交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并輸出所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激所述血管床交感神經(jīng)以調(diào)節(jié)血壓的刺激裝置。
權(quán)利要求6中所述的本發(fā)明涉及一種基于生物活動(dòng)的治療心臟病的系統(tǒng)。包括感測(cè)由心臟發(fā)出的心臟活動(dòng)信息，并輸出心臟活動(dòng)信號(hào)的心臟活動(dòng)傳感裝置；接收由所述心臟活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的心臟活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述心臟活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算神經(jīng)刺激信號(hào)并輸出所述神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激神經(jīng)的神經(jīng)刺激裝置。
附圖簡(jiǎn)述

圖1(a)是示出了正常生理狀態(tài)下通過壓力反射系統(tǒng)來進(jìn)行的血壓調(diào)節(jié)的模式圖，圖1(b)是如何將根據(jù)本發(fā)明的疾病治療系統(tǒng)應(yīng)用到異常生理狀態(tài)的生物體內(nèi)時(shí)壓力反射系統(tǒng)的模式圖。
圖2是示出了一組本發(fā)明的疾病治療系統(tǒng)的模式圖解。
圖3是示出了兔子的交感神經(jīng)活動(dòng)與心率之間的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。圖3(a)示出了隨著時(shí)間的變化而測(cè)得的交感神經(jīng)活動(dòng)和心率的變化；圖3(b)是示出了根據(jù)圖3(a)中所獲得的數(shù)據(jù)，將交感神經(jīng)活動(dòng)與相對(duì)應(yīng)的心率之間的相關(guān)關(guān)系的分散圖；圖3(c)是從交感神經(jīng)活動(dòng)的沖動(dòng)所預(yù)知的生物體內(nèi)相對(duì)應(yīng)的心率與實(shí)際所測(cè)得的心率之間的分散圖。
圖4是示出了從實(shí)驗(yàn)1所獲得的結(jié)果。
圖5是示出了從實(shí)驗(yàn)2所獲得的結(jié)果。
圖6是示出了從實(shí)驗(yàn)3所獲得的結(jié)果。
圖7是示出了從實(shí)驗(yàn)4所獲得的結(jié)果。
圖8是示出了從實(shí)驗(yàn)6所獲得的結(jié)果。其中圖8(a)示出了血壓調(diào)節(jié)器受損的老鼠經(jīng)過腹腔神經(jīng)節(jié)的電刺激所產(chǎn)生的直立性血壓變化；圖8(b)示出了正常老鼠所產(chǎn)生的直立性血壓變化；圖8(c)示出了血壓調(diào)節(jié)器受損的老鼠產(chǎn)生的直立性血壓變化。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明所公開的治療疾病的系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)可以替代生物體內(nèi)所喪失的正常生理機(jī)能或異常的生理機(jī)能來恢復(fù)自然的正常生理調(diào)節(jié)機(jī)能，使得生物體內(nèi)能夠起著正常的調(diào)節(jié)作用。具體的我們可以通過詳細(xì)描述本發(fā)明在血壓調(diào)節(jié)中的應(yīng)用來解釋所述的該治療系統(tǒng)。圖1(a)是示出了正常生理狀態(tài)下通過壓力反射系統(tǒng)來進(jìn)行的血壓調(diào)節(jié)的模式圖，即當(dāng)血壓發(fā)生變化時(shí)將這種沖動(dòng)通過壓力感受器傳入到延髓的孤束神經(jīng)核，然后由孤束神經(jīng)核刺激交感神經(jīng)達(dá)到血管收縮進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)。圖1(b)是一組將本發(fā)明的治療系統(tǒng)(1)應(yīng)用到異常生理狀態(tài)的生物體內(nèi)時(shí)壓力反射系統(tǒng)的模式圖。當(dāng)血管舒縮中樞由于各種各樣的原因而不能正常發(fā)揮作用時(shí)使用該系統(tǒng)也能夠保持正常的血壓調(diào)節(jié)。這就是說，通過用血壓傳感裝置(2)感測(cè)血壓，用計(jì)算裝置(3)將所述血壓信號(hào)變換成用神經(jīng)刺激裝置(4)進(jìn)行刺激的神經(jīng)刺激信號(hào)，以及根據(jù)所述計(jì)算過的信號(hào)用神經(jīng)刺激裝置(4)對(duì)神經(jīng)進(jìn)行刺激，血壓就能夠保持在一個(gè)正常的生理范圍內(nèi)。
以下，我們將參考附圖對(duì)本發(fā)明所公開的疾病治療系統(tǒng)進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。圖2是示出了一組根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行疾病治療系統(tǒng)的模式圖解。本發(fā)明所公開的疾病治療系統(tǒng)(1)至少由生物活動(dòng)傳感裝置(2)、計(jì)算裝置(3)和生物刺激裝置(4)所組成。
所述生物活動(dòng)傳感裝置(2)能夠通過感測(cè)由生物(S)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息將生物活動(dòng)信號(hào)輸出到其后的計(jì)算裝置(3)。比如，所述的生物活動(dòng)傳感裝置(2)包括電極和壓力傳感器。
根據(jù)生物活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)包括，例如但并不僅限于，交感神經(jīng)活動(dòng)和副交感神經(jīng)活動(dòng)、血流量、血壓、體溫、心電圖、腦電圖以及各種各樣的生物化學(xué)指標(biāo)。人們可選擇系統(tǒng)所需的任何必要的生物活動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。
對(duì)本發(fā)明中的所述疾病治療系統(tǒng)(1)的所述生物活動(dòng)傳感裝置(2)的數(shù)量并沒有限制。雖然在圖2中我們僅示出了所述疾病治療系統(tǒng)(1)的一個(gè)生物活動(dòng)傳感裝置(2)，但可以提供兩個(gè)或更多生物活動(dòng)傳感裝置以滿足本發(fā)明中的疾病治療系統(tǒng)的要求。這兩個(gè)或更多生物活動(dòng)傳感裝置可位于生物內(nèi)的相同或不同位置。
所述計(jì)算裝置(3)能夠分析和處理由所述生物活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)并傳輸?shù)剿鲇?jì)算裝置的生物活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算生物刺激信號(hào)。計(jì)算出的生物刺激信號(hào)又被傳輸?shù)胶竺娴纳锎碳ぱb置(4)。
具體來講，將由所述生物活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)加到所述計(jì)算裝置(3)內(nèi)的放大器(31)中以將信號(hào)放大。同時(shí)，這些放大器(31)也包括了在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)能夠消除不必要的較高或較低頻率的生物活動(dòng)信號(hào)或電力線路噪音的過濾器(未示出)。
借助于模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器(32)，所述經(jīng)過放大的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后被傳輸?shù)椒治銎?處理器(33)。
所述分析器/處理器(33)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以計(jì)算傳輸?shù)缴锎碳ぱb置(4)的信號(hào)。
我們通過心率調(diào)節(jié)的例子來解釋上述的計(jì)算裝置(3)如何分析和處理生物活動(dòng)信號(hào)。圖3(a)是隨著時(shí)間的變化同時(shí)測(cè)得的心臟交感神經(jīng)活動(dòng)和心率的變化。如圖3(a)所示，在一般情況下隨著心臟交感神經(jīng)活動(dòng)的增加心率有增加的趨勢(shì)，但是時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生的神經(jīng)活動(dòng)的變化與同時(shí)發(fā)生的心率變化之間的相互關(guān)系卻不可能一一對(duì)應(yīng)(見圖3(b))。因此，直接用交感神經(jīng)活動(dòng)本身的沖動(dòng)來調(diào)節(jié)心率是不可能的。
不過，由于心率具有對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)具有沖動(dòng)反應(yīng)功能，有可能估算出符合生物體內(nèi)所要求的心率。圖3(c)是根據(jù)這種沖動(dòng)反應(yīng)功能所估算的心率與實(shí)際所測(cè)得的心率之間的分散圖。如該圖所示，實(shí)際測(cè)得的心率與估算的心率緊密相關(guān)(相關(guān)函數(shù)為0.93)。
因此，通過計(jì)算裝置(3)對(duì)神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，就能夠得到生物體實(shí)際上所要求的心率。在上面的例子中，根據(jù)所估算的心率對(duì)心臟進(jìn)行電刺激來調(diào)節(jié)心率，就好像是由正常的中樞神經(jīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的調(diào)節(jié)一樣。
除了上述的對(duì)心率進(jìn)行調(diào)節(jié)的例子之外，還可以對(duì)各種其它的維持生物體內(nèi)所必要的自然調(diào)節(jié)作出類似的相關(guān)解釋，如血壓調(diào)節(jié)。
也可在所述計(jì)算裝置(3)中提供識(shí)別裝置(未示出)，該識(shí)別裝置用于判斷傳入所述計(jì)算裝置(3)的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)還是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生。為了對(duì)輸入的來自正常的還是異常的生物活動(dòng)的生物活動(dòng)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，將與正常生物活動(dòng)的生物活動(dòng)信號(hào)有關(guān)的信息儲(chǔ)存到存儲(chǔ)裝置(未示出)中，并且將輸入的生物活動(dòng)信號(hào)與所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較。在給定的時(shí)間內(nèi)，如果差異超過先前確定的閾值范圍，這些信號(hào)將會(huì)被判斷為異?；顒?dòng)信號(hào)。
所述識(shí)別裝置的提供，能夠準(zhǔn)確的識(shí)別傳入的信號(hào)。當(dāng)輸入正常生理活動(dòng)的生物活動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述生物刺激裝置不輸出任何信號(hào)，并且使生物體內(nèi)自身的自然調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用。另一方面，對(duì)于異常生理活動(dòng)的生物活動(dòng)信號(hào)的輸入，所述系統(tǒng)通過分析和處理生物活動(dòng)信號(hào)來為所述生物刺激裝置提供生物刺激信號(hào)，以校正所述異常生物活動(dòng)。換言之，對(duì)于正常生物活動(dòng)的輸入來說，所述系統(tǒng)無(wú)需采取任何行動(dòng)來維持正?；顒?dòng)；而對(duì)于異常生物活動(dòng)的輸入來說，所述系統(tǒng)將輸出信號(hào)以校正異常生物活動(dòng)為正常生物活動(dòng)。
當(dāng)提供了復(fù)數(shù)的生物活動(dòng)傳感裝置時(shí)，每一個(gè)生物活動(dòng)傳感裝置都進(jìn)行上述的分析和處理工作。
所述生物刺激裝置(4)從所述計(jì)算裝置(3)接收所述生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物。由所述生物刺激裝置(4)進(jìn)行刺激的例子可包括神經(jīng)和心肌的電刺激、大腦和小腦的刺激、利用給藥裝置進(jìn)行藥物刺激、人工胰腺和人工心臟的刺激、人工呼吸機(jī)的刺激。
在下面的段落中，我們通過參考更具體的例子來對(duì)本發(fā)明中所述的疾病治療系統(tǒng)進(jìn)行解釋。首先，作為本發(fā)明的第一個(gè)疾病治療系統(tǒng)的實(shí)施例，我們對(duì)心臟起搏系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)解釋。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的心臟起搏系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖2中所示的治療系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的心臟起搏系統(tǒng)包括至少所述生物活動(dòng)(在此實(shí)例中為神經(jīng)活動(dòng))傳感裝置(2)、所述計(jì)算裝置(3)和所述生物刺激(在此實(shí)例中為心臟系統(tǒng))裝置(4)。
所述生物(神經(jīng))活動(dòng)傳感裝置(2)感測(cè)心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)的神經(jīng)活動(dòng)并輸出神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)。
而且，本發(fā)明的益處在于所述心臟交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)中都置入所述生物(神經(jīng))活動(dòng)傳感裝置(2)以同時(shí)感測(cè)所述心臟交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的活動(dòng)。這是因?yàn)槿藗兪熘穆实恼{(diào)節(jié)通常與心臟交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)都有關(guān)。在所述心臟交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)均安裝所述生物(神經(jīng))活動(dòng)傳感裝置能夠使所述迷走神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)使心率調(diào)節(jié)到較低狀態(tài)，而使所述交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)使心率調(diào)節(jié)到較高狀態(tài)。換言之，由于心臟是由兩個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)控制從而使心率得到調(diào)節(jié)，所以僅通過一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)將心率調(diào)節(jié)到任意目標(biāo)是很困難的。
雖然本發(fā)明在上面的描述中提供了兩個(gè)生物(神經(jīng))活動(dòng)傳感裝置(2)，但根據(jù)本發(fā)明中的疾病治療系統(tǒng)的目的，可提供所述傳感裝置中的任何一個(gè)。
用一個(gè)電極作為所述生物(神經(jīng))活動(dòng)傳感裝置(2)的例子，但這種傳感裝置并不僅限于此，只要能夠感測(cè)所述神經(jīng)活動(dòng)并輸出所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)即可。
所述計(jì)算裝置(3)接收由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)以及計(jì)算并輸出用于調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)信號(hào)。
由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)和同時(shí)測(cè)得的心率并不是以一對(duì)一的方式相互對(duì)應(yīng)。因此，需要用所述計(jì)算裝置(3)根據(jù)所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)計(jì)算所述用于調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)信號(hào)。
為了由所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)計(jì)算出用于調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)信號(hào)，人們可以利用心率變化與神經(jīng)活動(dòng)的沖動(dòng)有對(duì)應(yīng)關(guān)系來算出心率調(diào)節(jié)信號(hào)。
來自所述計(jì)算裝置(3)的調(diào)節(jié)信號(hào)被傳入到所述生物刺激(調(diào)節(jié))裝置(4)。所述生物刺激(調(diào)節(jié))裝置根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)來刺激心臟以調(diào)節(jié)心率。
比如用一個(gè)心臟起搏器也可作為所述生物刺激(調(diào)節(jié))裝置(4)的例子，但這種刺激裝置并不僅限于此，只要能夠根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)心臟進(jìn)行刺激以調(diào)節(jié)心率即可。
正如上面所詳述的那樣，與本發(fā)明相關(guān)的所述心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)所述心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)的神經(jīng)活動(dòng)為基礎(chǔ)，但并不將所述神經(jīng)活動(dòng)本身作為調(diào)節(jié)信號(hào)，而是所述系統(tǒng)利用以所述神經(jīng)活動(dòng)為基礎(chǔ)所估算的心率調(diào)節(jié)信號(hào)，來對(duì)心臟進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，所述系統(tǒng)具有特異性、敏感性和瞬時(shí)反應(yīng)等優(yōu)良的性能。
其次，我們把血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)作為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖2中所示的系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少所述生物活動(dòng)(在此實(shí)例中為血壓)傳感裝置(2)、所述計(jì)算裝置(3)和所述生物(在此實(shí)例中為神經(jīng))刺激裝置(4)。
所述生物活動(dòng)(血壓)傳感裝置(2)感測(cè)血壓并輸出血壓信號(hào)?？捎靡粋€(gè)血壓傳感器作為所述生物活動(dòng)(血壓)傳感裝置(2)的例子，但這種傳感裝置并不僅限于此，只要能夠通過感測(cè)血壓來輸出血壓信號(hào)即可。
分布在頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈弓的壓力感受器在感測(cè)血壓升高時(shí)動(dòng)脈壁的伸展，使得向延髓的孤束神經(jīng)核的刺激沖動(dòng)的傳輸增加。作為反射，所述孤束神經(jīng)核抑制交感神經(jīng)的活動(dòng)并刺激副交感神經(jīng)的活動(dòng)。相反，當(dāng)血壓降低時(shí)，對(duì)壓力感受器的刺激也降低，所述孤束神經(jīng)核的活動(dòng)減弱，使副交感神經(jīng)的活動(dòng)受到抑制，從而使交感神經(jīng)的活動(dòng)受到刺激。這些反過來會(huì)提高心率并會(huì)使末梢血管收縮，因而使血壓得到保持。靜脈也會(huì)收縮以提高靜脈血向心臟的回流。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠應(yīng)用于由于某種原因使血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生機(jī)能障礙而不能夠保持正常血壓的病人。
所述計(jì)算裝置(3)接收由所述生物活動(dòng)(血壓)傳感裝置(2)所感測(cè)的血壓信號(hào)，分析所述血壓信號(hào)，計(jì)算能夠通過刺激所述血管床交感神經(jīng)對(duì)血壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的刺激交感神經(jīng)的信號(hào)，并輸出經(jīng)過計(jì)算的所述刺激交感神經(jīng)的信號(hào)。
與上述的心率調(diào)節(jié)一樣，血壓調(diào)節(jié)也與之類似。即所述生物活動(dòng)(血壓)傳感裝置(2)所感測(cè)的血壓信號(hào)與所述交感神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)并不以一對(duì)一的方式相互關(guān)聯(lián)。因此，需要通過所述計(jì)算裝置(2)根據(jù)所述血壓信號(hào)計(jì)算所述信號(hào)，以刺激血管床交感神經(jīng)來進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)。
為了通過血壓信號(hào)計(jì)算刺激血管床交感神經(jīng)來進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)的刺激交感神經(jīng)的信號(hào)，人們可以利用，例如，血壓信號(hào)的變化與與其相對(duì)應(yīng)的交感神經(jīng)活動(dòng)刺激變化的沖動(dòng)的相互關(guān)系，來計(jì)算能夠調(diào)節(jié)血壓的刺激交感神經(jīng)的信號(hào)。
所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)接收由所述計(jì)算裝置(3)所計(jì)算的刺激交感神經(jīng)的信號(hào)，并通過根據(jù)所述刺激交感神經(jīng)的信號(hào)來刺激所述血管床交感神經(jīng)來調(diào)節(jié)血壓。可選擇交感神經(jīng)節(jié)、脊髓表面和大腦內(nèi)等位置作為所述交感神經(jīng)刺激位置的例子。但并不僅限于此，只要它們能夠刺激交感神經(jīng)即可。
正如上面所詳述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的所述血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)血壓的，但并不將血壓本身的信號(hào)直接用作刺激交感神經(jīng)信號(hào)，而是根據(jù)所述血壓信號(hào)所估算的刺激交感神經(jīng)信號(hào)來刺激所述交感神經(jīng)。因此，所述系統(tǒng)能夠像生物體內(nèi)的自然的血壓調(diào)節(jié)那樣來完成穩(wěn)定的血壓調(diào)節(jié)。
再次，我們把對(duì)心臟病治療系統(tǒng)作為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的心臟病治療系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖2中所示的系統(tǒng)(1)相同。根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的心臟病治療系統(tǒng)包括至少所述生物活動(dòng)(在此實(shí)例中為心臟活動(dòng))傳感裝置(2)、所述計(jì)算裝置(3)和所述生物(在此實(shí)例中為神經(jīng))刺激裝置(4)。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的所述心臟病治療系統(tǒng)可以對(duì)由各種各樣的疾病所引起的處于異常狀態(tài)的心臟功能進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。例如，人們所熟知的異常的生理調(diào)節(jié)加重了心臟病，即患有心肌梗塞的情況下，交感神經(jīng)活動(dòng)異常的亢進(jìn)，而迷走神經(jīng)的活動(dòng)則異常的衰退會(huì)導(dǎo)致病情的惡化。利用本發(fā)明的一系列治療系統(tǒng)可以對(duì)異常的生理功能狀態(tài)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)來防止各種各樣的疾病的加重。
在根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的所述心臟病治療系統(tǒng)中，所述生物(心臟)活動(dòng)傳感裝置(2)感測(cè)由自然心臟活動(dòng)所發(fā)出的心臟活動(dòng)信息并輸出心臟活動(dòng)信號(hào)。用心率和心電圖信息來作為由所述生物(心臟)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的心臟活動(dòng)信息的例子。
所述計(jì)算裝置(3)接收由所述生物(心臟)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的心臟活動(dòng)信息，分析和處理所述心臟活動(dòng)信息，計(jì)算能夠通過刺激神經(jīng)來調(diào)節(jié)心臟活動(dòng)的刺激神經(jīng)信號(hào)，并輸出所述刺激神經(jīng)信號(hào)。
在可以使用根據(jù)本發(fā)明的心臟病治療系統(tǒng)的病人生病之前，其自然生理調(diào)節(jié)機(jī)制是正常工作的。不過，一旦得了各種各樣的心臟病，就會(huì)喪失所述的自然生理調(diào)節(jié)機(jī)制，就不會(huì)朝著治療并恢復(fù)疾病的方向發(fā)揮作用。
在根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的所述心臟病治療系統(tǒng)中，所述計(jì)算裝置(3)包括一個(gè)識(shí)別系統(tǒng)(未示出)，該識(shí)別系統(tǒng)用于對(duì)加入所述計(jì)算裝置的心臟活動(dòng)信息是來自正常的生物活動(dòng)還是來自異常的生物活動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。通過這種裝置，當(dāng)通過輸入由所述生物(心臟)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的心臟活動(dòng)信息而識(shí)別出所述心臟在正常起作用時(shí)，所述計(jì)算裝置并不計(jì)算用于刺激神經(jīng)刺激信號(hào)的信號(hào)，也不向所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)輸出任何刺激神經(jīng)信號(hào)。在這種情況下，所述生物由其自然生理調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一方面，當(dāng)通過輸入由所述生物(心臟)活動(dòng)傳感裝置(2)所感測(cè)的心臟活動(dòng)信息而識(shí)別出所述心臟不在起正常的作用時(shí)，所述計(jì)算裝置計(jì)算刺激神經(jīng)信號(hào)，以校正心臟的異常功能，并向所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)輸出信號(hào)。
將來自所述計(jì)算裝置(3)的刺激神經(jīng)信號(hào)加入所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)。所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)根據(jù)所述刺激神經(jīng)信號(hào)來刺激神經(jīng)以調(diào)節(jié)心臟活動(dòng)。
用一個(gè)電極來作為所述生物(神經(jīng))刺激裝置(4)的例子，但并不僅限于此，只要能夠根據(jù)所述刺激神經(jīng)信號(hào)來刺激神經(jīng)以調(diào)節(jié)心臟活動(dòng)即可?？蛇x擇用迷走神經(jīng)、主動(dòng)脈減壓神經(jīng)和大腦內(nèi)作為所述神經(jīng)刺激位置的例子。但并不僅限于此，只要它們能夠調(diào)節(jié)心臟活動(dòng)即可。
實(shí)施例以下，通過參考實(shí)例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但并不意味著本發(fā)明僅限于這些實(shí)驗(yàn)例。
(實(shí)驗(yàn)例1)我們將20只麻醉老鼠的左冠狀動(dòng)脈的前下行段結(jié)扎在一起以產(chǎn)生心肌梗塞的老鼠。我們?cè)谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)將該組當(dāng)中的老鼠的生存/死亡進(jìn)行觀察。
在另外的16只心肌梗死的老鼠中，我們通過在心肌梗塞發(fā)作后兩分鐘對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電壓2V，脈沖頻率2Hz)來降低心率。我們也在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將該組當(dāng)中的老鼠的生存/死亡進(jìn)行觀察。
同樣，在另外的15只心肌梗死的老鼠中，我們通過在心肌梗塞發(fā)作后兩分鐘對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電壓2V，脈沖頻率5Hz)來降低心率。我們也在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將該組當(dāng)中的老鼠的生存/死亡進(jìn)行觀察。
生存率的結(jié)果在圖4中示出。
從本實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果顯示，心肌梗塞但沒有進(jìn)行任何治療措施的所有老鼠在30分鐘內(nèi)全部死亡(圖4(a))。另一方面，當(dāng)用脈沖頻率為2Hz(圖4(b))對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激時(shí)，從實(shí)驗(yàn)開始后的60分鐘之后，死亡率降到了60％；而當(dāng)用脈沖頻率為5Hz(圖4(c))對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激時(shí)，從實(shí)驗(yàn)開始后的60分鐘之后，死亡率降到了20％。
這些結(jié)果表明刺激迷走神經(jīng)對(duì)急性心肌梗塞的發(fā)作后的治療是極其有效的。
(實(shí)驗(yàn)例2)由于實(shí)驗(yàn)例1是在麻醉狀態(tài)下進(jìn)行的，為了消除麻醉的影響我們又進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)。
在32只老鼠體內(nèi)植入血壓遙測(cè)計(jì)、迷走神經(jīng)遙控刺激裝置和冠狀動(dòng)脈血管閉塞裝置以產(chǎn)生心肌梗死。
當(dāng)這些老鼠從植入手術(shù)中完全恢復(fù)一周之后，用血管閉塞裝置將其中的12只老鼠的左冠狀動(dòng)脈的前下行段人為的閉塞以產(chǎn)生急性心肌梗塞，而對(duì)迷走神經(jīng)不做任何刺激的情況下，在一定時(shí)間內(nèi)我們將觀察這些老鼠的生存/死亡。
同樣我們對(duì)其中的另10只老鼠，也用冠狀動(dòng)脈血管閉塞裝置進(jìn)行閉塞產(chǎn)生急性心肌梗塞，同時(shí)立即對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激(脈沖寬度2msec，脈沖電流0.1mA，脈沖頻率20Hz)并持續(xù)60分鐘。我們將對(duì)該組當(dāng)中老鼠的生存/死亡進(jìn)行觀察。
進(jìn)而我們另取10只老鼠，同樣用冠狀動(dòng)脈血管閉塞裝置進(jìn)行閉塞產(chǎn)生急性心肌梗塞之后，立即對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.2mA，脈沖頻率20Hz)并持續(xù)60分鐘。對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激的同時(shí)，我們對(duì)該迷走神經(jīng)的中樞端采用了局部麻醉以避免所用的刺激電流(0.2mA)通過迷走神經(jīng)的中樞端傳入大腦而帶來異常刺激。同樣我們將對(duì)該組當(dāng)中老鼠的生存或死亡進(jìn)行觀察。
生存率的結(jié)果在圖5中示出。
如圖5所示，冠狀動(dòng)脈閉塞而沒有進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激的，66％的老鼠在60分鐘之內(nèi)死亡。(圖5(a))。另一方面，當(dāng)通過用0.1mA的電流對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激以使心率降低20下時(shí)，死亡率限制在40％(圖5(b))。進(jìn)而，用0.2mA的電流對(duì)迷走神經(jīng)進(jìn)行刺激時(shí)，死亡率限制在20％(圖5(c))。
60分鐘的迷走神經(jīng)刺激結(jié)束后，我們進(jìn)一步觀察2小時(shí)，即從實(shí)驗(yàn)開始的3個(gè)小時(shí)之后，不采用迷走神經(jīng)刺激的死亡率是83％，用0.1mA的電流進(jìn)行刺激后的死亡率是50％，用0.2mA的電流進(jìn)行刺激后的死亡率是30％，隨著時(shí)間的推移死亡率的差距越大。
上述結(jié)果表明，不管是否有麻醉通過對(duì)迷走神經(jīng)的刺激可以達(dá)到校正心肌梗塞之后的異常生理功能以降低死亡率。
(實(shí)驗(yàn)例3)進(jìn)而我們進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)以研究長(zhǎng)期的效果。
采用與實(shí)驗(yàn)例1中相同的方式產(chǎn)生心肌梗塞，同時(shí)進(jìn)行可能的急救措施之后生存下來的老鼠(一周之后的生存率大約為40％)恢復(fù)一周后再進(jìn)行一次手術(shù)。用與實(shí)驗(yàn)例2中相同的方式在這些老鼠體內(nèi)植入血壓遙測(cè)計(jì)、迷走神經(jīng)遙控刺激裝置和冠狀動(dòng)脈血管閉塞裝置以產(chǎn)生心肌梗塞。
又過了一周之后，對(duì)這些老鼠中的一半(13只)開始進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激，刺激條件是將心率降低20下(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.1到0.13mA，脈沖頻率20Hz)，且每分鐘對(duì)迷走神經(jīng)刺激10秒鐘并將該實(shí)驗(yàn)持續(xù)5周；而對(duì)剩余的另一半老鼠(13只)則不進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激。在這5周中沒有發(fā)現(xiàn)老鼠死亡。
對(duì)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間的老鼠血壓和心率變化進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果在圖6中示出。圖6(a)示出了沒有進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激的老鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖6(b)示出了進(jìn)行了迷走神經(jīng)刺激的老鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
如圖6所示，心率隨著迷走神經(jīng)的刺激而越來越低，但血壓并沒有隨著迷走神經(jīng)的刺激而發(fā)生較大的變化。
經(jīng)過5周的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們對(duì)這些老鼠的心室重量進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果在表1中示出。
表1(每1kg體重的重量)

如表1所示，經(jīng)過迷走神經(jīng)刺激后的老鼠的心室重量明顯減小，表明心肌梗塞之后的心室肥大受到了抑制。由于我們熟知心室肥大與心肌梗塞之后的慢性心功能不全的死亡率相互關(guān)聯(lián)，所以上述結(jié)果表明迷走神經(jīng)刺激能夠調(diào)節(jié)心肌梗塞之后的異常生理機(jī)制并有可能降低長(zhǎng)期死亡率。
(實(shí)驗(yàn)例4)我們進(jìn)一步進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)以研究迷走神經(jīng)刺激對(duì)長(zhǎng)期死亡率的效果。
用與實(shí)驗(yàn)例1中相同的方式在麻醉狀態(tài)下產(chǎn)生心肌梗塞，在進(jìn)行可能的急救措施之后生存下來的老鼠(一周之后的生存率大約為40％)，恢復(fù)一周后再進(jìn)行一次手術(shù)。用與實(shí)驗(yàn)例2中相同的方式在這些老鼠體內(nèi)植入血壓遙測(cè)計(jì)、迷走神經(jīng)遙控刺激裝置和冠狀動(dòng)脈血管閉塞裝置以產(chǎn)生心肌梗死。又過了一周時(shí)間的恢復(fù)之后，對(duì)這些老鼠中的一半(22只)開始進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激，刺激條件是將心率降低20下(脈沖寬度0.2msec，脈沖電流0.1到0.13mA，脈沖頻率20Hz)，且每分鐘對(duì)迷走神經(jīng)刺激10秒鐘并持續(xù)40天，該實(shí)驗(yàn)持續(xù)180天；而對(duì)剩余的一半老鼠(23只)則不進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激。
如圖7所示，實(shí)驗(yàn)觀察期間沒有進(jìn)行迷走神經(jīng)刺激的23只老鼠中有8只死亡，得出的最終累計(jì)存活率是0.57(圖7(a))；另一方面，經(jīng)過迷走神經(jīng)刺激的22只老鼠中只有1只死亡，得出的最終累計(jì)存活率是0.95(圖7(b))。
上述結(jié)果表明，通過迷走神經(jīng)刺激能夠調(diào)節(jié)心肌梗塞之后的異常的生理機(jī)制，并且也能夠降低長(zhǎng)期死亡率。
(實(shí)驗(yàn)例5)在經(jīng)過麻醉的日本白兔中，我們由經(jīng)過實(shí)際測(cè)量的心率和心臟交感神經(jīng)活動(dòng)獲得了生物體本身對(duì)此脈沖的反應(yīng)功能。由于與清醒狀態(tài)的動(dòng)物相比，經(jīng)過麻醉的動(dòng)物的心率波動(dòng)范圍比較小，所以通過任意改變加在壓力感受器上的壓力來對(duì)心率進(jìn)行人工改變。
具體來講，首先給8只日本白兔注入鎮(zhèn)靜劑并將其麻醉，之后分別靜脈注射泮庫(kù)溴銨和肝素鈉以消除由肌肉活動(dòng)帶來的雜音和避免血液凝固。
通過對(duì)兔子的頸部切開將兩側(cè)對(duì)稱的頸動(dòng)脈、大動(dòng)脈減壓神經(jīng)和迷走神經(jīng)暴露出來。將連接到由伺服控制的活塞泵的硅橡膠管插入兩側(cè)對(duì)稱的頸總動(dòng)脈內(nèi)。通過對(duì)所述伺服泵采用限定頻帶的白色噪音來任意改變頸動(dòng)脈竇的壓力。為了避免諸如來自于主動(dòng)脈弓壓力感受器和心肺壓力感受器的其它壓力反射系統(tǒng)的作用，將兩側(cè)對(duì)稱的迷走神經(jīng)和大動(dòng)脈減壓神經(jīng)進(jìn)行切割，且通過開胸手術(shù)，將左側(cè)的心臟交感神經(jīng)分離并切斷。為了測(cè)量心臟交感神經(jīng)活動(dòng)(SNA)，在中樞端附有一對(duì)鉑金電極。對(duì)頸動(dòng)脈竇的壓力和大動(dòng)脈的壓力也進(jìn)行測(cè)定。通過在左心耳附著的電極來測(cè)得心房的心電圖。將心房的心電圖輸入到心率換算器中以同時(shí)測(cè)得瞬間的心率(HR)。作為示例，測(cè)得的心率和心臟交感神經(jīng)活動(dòng)在圖3(a)中示出。
心臟交感神經(jīng)活動(dòng)和心率的時(shí)間系列分成一些片段。每個(gè)片段都遵照傅里葉變換以確定交感神經(jīng)活動(dòng)的功率(SSNA-SNA(f))、心率的功率(SHR-HR(f))以及交感神經(jīng)活動(dòng)與心率之間的互功率(SHR-SNA(f))，然后按照下面的公式(公式1)來計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)(H(f))。通過轉(zhuǎn)移函數(shù)的逆傅里葉變換來計(jì)算沖動(dòng)反應(yīng)(h(t))。
H(f)=SHR-SNA(f)SSNA-SNA(f)---(1)]]>接下來我們用從上述實(shí)驗(yàn)過程所得到的沖動(dòng)反應(yīng)來進(jìn)行檢驗(yàn)，即檢驗(yàn)由心臟交感神經(jīng)活動(dòng)能夠預(yù)測(cè)到的心率的精確程度的實(shí)驗(yàn)。
首先，利用與上述相同的方法對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)和心率進(jìn)行測(cè)量。然后我們利用上面所得到的脈沖反應(yīng)與測(cè)得的交感神經(jīng)活動(dòng)之間的卷積積分來從交感神經(jīng)活動(dòng)中預(yù)測(cè)心率(公式2)。
HR(t)=Στ=1Nh(τ)·SNA(t-τ)---(2)]]>
(其中N表示脈沖反應(yīng)的長(zhǎng)度，t表示時(shí)間，τ表示卷積積分參數(shù)，所有的信號(hào)值都以每0.2s離散。)算得實(shí)際測(cè)得的與預(yù)測(cè)的心率之間的相關(guān)系數(shù)為高達(dá)0.80至0.96(中間值0.88)，實(shí)際測(cè)得的與預(yù)測(cè)的心率之間的誤差為6.6下/分鐘(中間值3.1下/分鐘)，這個(gè)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于平均心率的1.2±0.7％。
從上面的結(jié)果我們可以得出結(jié)論，就是由心臟交感神經(jīng)活動(dòng)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)心率。
(實(shí)驗(yàn)例6)我們根據(jù)生物體內(nèi)自然的血壓調(diào)節(jié)中樞(血管舒縮中樞)是由血壓信息確定交感神經(jīng)活動(dòng)的理論規(guī)律或邏輯，對(duì)10只老鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。為了驗(yàn)證此規(guī)律或邏輯，我們首先將動(dòng)物的壓力感受器與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分隔離，并且測(cè)量隨著加在壓力感受器上的壓力變化由血壓調(diào)節(jié)中樞的調(diào)節(jié)而引起的血壓變化。從所述輸入(壓力感受器上的壓力)與輸出(血壓)之間的關(guān)系來確定壓力反射系統(tǒng)的開環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)(Hnative)。其次，我們測(cè)量了隨著對(duì)交感神經(jīng)刺激的變化而相應(yīng)的進(jìn)行變化的血壓。由這些數(shù)據(jù)來求得從交感神經(jīng)活動(dòng)(STM)到血壓(SAP)的轉(zhuǎn)移函數(shù)(HSTM→SAP)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步通過Hnative/HSTM→SAP求得隨著壓力感受器(BRP)的壓力變化對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)(STM)進(jìn)行調(diào)節(jié)變化的所述血壓調(diào)節(jié)中樞的轉(zhuǎn)移函數(shù)(HBRP→STM)。
具體來講，我們對(duì)10只老鼠進(jìn)行麻醉后從口中插入內(nèi)呼吸管進(jìn)行人工呼吸。靜脈注射泮庫(kù)溴銨以消除肌肉活動(dòng)帶來的雜音。用血中氣體測(cè)量裝置對(duì)動(dòng)脈血內(nèi)的氣體進(jìn)行監(jiān)控。將聚乙烯管插入右側(cè)股靜脈血管中，并注入生理鹽水以避免實(shí)驗(yàn)過程中的脫水現(xiàn)象。通過右側(cè)股動(dòng)脈將頂部具有微型壓力計(jì)的導(dǎo)管插入大動(dòng)脈弓以測(cè)得血壓。
將兩側(cè)對(duì)稱的頸動(dòng)脈竇與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分進(jìn)行隔離，以切斷壓力反射系統(tǒng)的反饋環(huán)，同時(shí)對(duì)迷走神經(jīng)和大動(dòng)脈減壓神經(jīng)也進(jìn)行切割。我們用一截短聚乙烯管將插入頸動(dòng)脈的變換器連接到伺服控制泵系統(tǒng)。
將左側(cè)大內(nèi)臟神經(jīng)進(jìn)行分離并于橫隔膜的位置將其切割。將一對(duì)包覆聚四氟乙烯的鉑金線附在神經(jīng)末梢上。我們將所附的鉑金線的植入末端用硅橡膠進(jìn)行包埋，同時(shí)鉑金線的自由端連接到恒壓刺激裝置，該恒壓刺激裝置通過D/A轉(zhuǎn)換器由電腦來控制。
利用伺服控制系統(tǒng)對(duì)頸動(dòng)脈竇的壓力在100至120mmHg之間進(jìn)行任意的變化，以求得開環(huán)時(shí)的壓力反射系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)(Hnative)。同時(shí)測(cè)定頸動(dòng)脈竇的壓力和血壓以確定所述轉(zhuǎn)移函數(shù)。
為了確定其它的轉(zhuǎn)移函數(shù)(HSTM→SAP)，使頸動(dòng)脈竇的壓力保持在120mmHg時(shí)對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)在0到10Hz之間進(jìn)行任意變化。
所述的隨著壓力感受器(BRP)上的壓力變化對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)(STM)進(jìn)行變化調(diào)節(jié)的血壓調(diào)節(jié)中樞的轉(zhuǎn)移函數(shù)(HBRP→STM)是通過Hnative/HSTM→SAP求得的。由于在自然生物體內(nèi)，如血壓是在壓力感受器上起作用，所以我們編制程序來根據(jù)下面的公式(3)計(jì)算所要求的隨著瞬時(shí)間血壓變化(SAP)而相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)間交感神經(jīng)活動(dòng)(STM)。
STM(t)=∫0∞h(τ)·SAP(t-τ)dτ---(3)]]>(其中h(τ)表示通過HBRP→STM的逆傅里葉變換所得到的沖動(dòng)反應(yīng))然后我們通過對(duì)壓力感受器與循環(huán)系統(tǒng)的其余部分進(jìn)行隔離，使得壓力感受器上的壓力與循環(huán)系統(tǒng)的壓力得以分離，來模仿血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到損害的疾病狀態(tài)。同時(shí)用頂端帶有人工壓力傳感器的導(dǎo)管來測(cè)量老鼠的血壓變化。
為了替換自然的血壓調(diào)節(jié)中樞，我們通過血壓變化和生物體內(nèi)的血壓調(diào)節(jié)中樞的沖動(dòng)反應(yīng)之間的卷積積分來預(yù)測(cè)交感神經(jīng)活動(dòng)，并根據(jù)所預(yù)測(cè)的值，對(duì)作為一種交感神經(jīng)節(jié)的腹腔神經(jīng)節(jié)進(jìn)行刺激。
為了評(píng)估在預(yù)測(cè)的交感神經(jīng)活動(dòng)對(duì)腹腔神經(jīng)節(jié)進(jìn)行刺激能否使老鼠從受到損害的血壓調(diào)節(jié)中得到恢復(fù)，我們進(jìn)行了老鼠被動(dòng)的90度起立傾斜實(shí)驗(yàn)時(shí)的血壓變化實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)血壓降低程度進(jìn)行判斷。
為了進(jìn)行比較，對(duì)正常老鼠和血壓調(diào)節(jié)受到損害的老鼠也進(jìn)行90度起立實(shí)驗(yàn)以對(duì)血壓降低程度進(jìn)行評(píng)估。
結(jié)果在圖8中示出。圖8(a)示出了接受腹腔神經(jīng)節(jié)刺激的老鼠的血壓變化，圖8(b)示出了正常老鼠的血壓變化，圖8(c)示出了血壓調(diào)節(jié)受到損害的老鼠的血壓變化。
根據(jù)對(duì)10只老鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在起立后的2秒鐘之內(nèi)，血壓下降了34±6mmHg，而血壓調(diào)節(jié)受到損害的老鼠在10秒鐘之內(nèi)血壓下降了52±5mmHg。另一方面，在采用了人工血壓調(diào)節(jié)之后，血壓在2秒鐘之內(nèi)下降了21±5mmHg，在10秒鐘之內(nèi)下降了15±6mmHg。
正如上面所詳細(xì)描述的那樣，在權(quán)利要求1和2所描述的本發(fā)明中，我們可以得到生物體內(nèi)的自身生物活動(dòng)的生物活動(dòng)信號(hào)，根據(jù)得到的生物體內(nèi)的自身生物活動(dòng)信號(hào)算出生物體內(nèi)所要求的生物刺激信號(hào)，并可以用此生物刺激信號(hào)來刺激生物，即由生物活動(dòng)信號(hào)計(jì)算得到的信號(hào)作為所需的刺激自然調(diào)節(jié)信號(hào)。利用這些生物活動(dòng)信號(hào)，即便是在中樞控制器官本身出于各種各樣的原因而不能正常調(diào)節(jié)的情況下，也能夠?qū)γ總€(gè)器官像生物體自身的中樞控制器官能夠正常起作用那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明能夠應(yīng)用在各種各樣的所能涉及到的治療措施中，如心臟調(diào)節(jié)、血壓調(diào)節(jié)和心臟病的治療。
在權(quán)利要求3所描述的本發(fā)明中，由于刺激生物信號(hào)是利用從正常生物活動(dòng)中提前獲取的脈沖反應(yīng)來計(jì)算的，所以生物體所需的自然調(diào)節(jié)信號(hào)可通過算得的刺激生物信號(hào)而獲得。
在權(quán)利要求4所描述的本發(fā)明中，根據(jù)來自心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)活動(dòng)的信息對(duì)心臟進(jìn)行調(diào)節(jié)，但并不是直接使用神經(jīng)活動(dòng)本身的信息，而是使用根據(jù)獲得的神經(jīng)活動(dòng)信息所估算的心率。因此，根據(jù)本發(fā)明所制造的心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)在特異性、敏感性和瞬時(shí)反應(yīng)方面表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。
在權(quán)利要求5所描述的本發(fā)明中，根據(jù)血壓信息對(duì)生物體內(nèi)進(jìn)行生理性調(diào)節(jié)，但并不是直接使用血壓本身的信息，而是使用根據(jù)獲得的血壓信息所估算的刺激交感神經(jīng)的刺激信號(hào)進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)。因此，這種血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)與自然調(diào)節(jié)相同的方式在生物體內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定的生理性血壓調(diào)節(jié)。
在權(quán)利要求6所描述的本發(fā)明中，當(dāng)生物體內(nèi)的心臟活動(dòng)正常時(shí)，心臟由自然的生理調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)，而當(dāng)心臟活動(dòng)發(fā)生異常時(shí)，本發(fā)明對(duì)心臟活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)以恢復(fù)其正?；顒?dòng)。
工業(yè)應(yīng)用潛力本發(fā)明能夠提供通過替代自然的生物調(diào)節(jié)功能來治療疾病的系統(tǒng)，即便是在中樞控制器官本身由于各種各樣的原因不能正常工作的情況下，這種系統(tǒng)也能夠像中樞控制器官一樣發(fā)揮正常作用并對(duì)所控制器官進(jìn)行自然的生理性調(diào)節(jié)；基于該醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)同時(shí)也能夠提供心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和心臟病治療系統(tǒng)。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)根據(jù)條約第19條修改的聲明對(duì)于權(quán)利要求1和2的補(bǔ)充修正是使計(jì)算方法進(jìn)一步明確化，具體來講是把權(quán)利要求3的內(nèi)容附加到權(quán)利要求1和2的內(nèi)容里，由此刪除了權(quán)利要求3。
對(duì)于權(quán)利要求4的補(bǔ)充修正是使計(jì)算方法進(jìn)一步明確化，具體來講其特征在于，根據(jù)所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的生物活動(dòng)所產(chǎn)生的生物活動(dòng)信息和正常的生物活動(dòng)的沖動(dòng)反應(yīng)之間的卷積積分來計(jì)算心臟調(diào)節(jié)信號(hào)、神經(jīng)刺激信號(hào)等。
對(duì)于權(quán)利要求6的補(bǔ)充修正是，進(jìn)一步明確了使用該治療系統(tǒng)適合于治療心臟病，具體來講只適合于心功能不全的治療。所謂的心功能不全是由于心臟本身的心功能障礙而使全身的組織、臟器所需要的血流量和血液循環(huán)受到了阻礙，即所謂的心肌梗塞的末期癥。
1.(修改后的)一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)的治療疾病的系統(tǒng)，包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)、通過先前得自于正常的生物活動(dòng)的脈沖響應(yīng)和由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)之間的卷積積分來計(jì)算生物刺激信號(hào)，并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置。
2.(修改后的)一種基于生物活動(dòng)的治療疾病的系統(tǒng)，包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)，通過事先根據(jù)正常的生物活動(dòng)的沖動(dòng)反應(yīng)和由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)之間的卷積積分來計(jì)算生物刺激信號(hào)，并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置；其中，所述計(jì)算裝置包括識(shí)別裝置，所述識(shí)別裝置用于識(shí)別所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)還是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生，當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就不輸出任何生物刺激信號(hào)，而當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就輸出生物刺激信號(hào)。
3.(刪除)4.(修改后的)一種基于生物體內(nèi)生物活動(dòng)的心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括感測(cè)心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)的神經(jīng)活動(dòng)并輸出神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)的神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置；接收由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)，通過事先根據(jù)正常的神經(jīng)活動(dòng)的沖動(dòng)反應(yīng)和由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)之間的卷積積分來計(jì)算用于控制心率的調(diào)節(jié)信號(hào)，并輸出所述調(diào)節(jié)信號(hào)的計(jì)算裝置；接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的調(diào)節(jié)信號(hào)，并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)來刺激心臟，以調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)裝置。
5.一種血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用根據(jù)生物體內(nèi)的血壓變化、生物體內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)做出相應(yīng)的反應(yīng)的自然調(diào)節(jié)規(guī)律來估算生物血壓變化，包括感測(cè)動(dòng)脈內(nèi)的血壓并輸出血壓信號(hào)的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測(cè)的血壓信號(hào)、分析并處理所述血壓信號(hào)，以計(jì)算通過刺激血管床交感神經(jīng)來進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)的交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并輸出所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激所述血管床交感神經(jīng)以調(diào)節(jié)血壓的刺激裝置。
6.一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)的治療心臟病的系統(tǒng)，包括感測(cè)由心臟活動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出的心臟活動(dòng)信息，并輸出心臟活動(dòng)信號(hào)的心臟活動(dòng)傳感裝置；接收由所述心臟活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的心臟活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述心臟活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算神經(jīng)刺激信號(hào)并輸出所述神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激神經(jīng)的神經(jīng)刺激裝置。
權(quán)利要求
1.一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)來進(jìn)行疾病治療的醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)，包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述生物活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算生物刺激信號(hào)并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置。
2.一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)來進(jìn)行疾病治療的醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)，包括感測(cè)由生物活動(dòng)所發(fā)出的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置；接收由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述生物活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述生物活動(dòng)信號(hào)以計(jì)算生物刺激信號(hào)并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置，其中，所述計(jì)算裝置包括識(shí)別裝置，所述識(shí)別裝置用于識(shí)別所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)還是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生，當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由正常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就不輸出生物刺激信號(hào)，而當(dāng)識(shí)別出所收到的生物活動(dòng)信號(hào)是由異常的生物活動(dòng)所產(chǎn)生時(shí)，所述計(jì)算裝置就輸出生物刺激信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)來進(jìn)行疾病治療的該治療系統(tǒng)，其特征在于，所述生物刺激信號(hào)是由事先根據(jù)正常的生物活動(dòng)的沖動(dòng)反應(yīng)和由所述生物活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的生物活動(dòng)信號(hào)之間的卷積積分來計(jì)算。
4.一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)的心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括感測(cè)心臟交感神經(jīng)和/或迷走神經(jīng)的神經(jīng)活動(dòng)并輸出神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)的神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置；接收由所述神經(jīng)活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算控制心率的調(diào)節(jié)信號(hào)并輸出所述調(diào)節(jié)信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的調(diào)節(jié)信號(hào)，并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)來刺激心臟，以調(diào)節(jié)心率的調(diào)節(jié)裝置。
5.一種血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用根據(jù)生物體內(nèi)的血壓變化、生物體內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)做出相應(yīng)的反應(yīng)的自然調(diào)節(jié)規(guī)律來估算生物體內(nèi)的血壓變化，包括感測(cè)動(dòng)脈內(nèi)的血壓并輸出血壓信號(hào)的血壓傳感裝置；接收由所述血壓傳感裝置所感測(cè)的血壓信號(hào)、分析并處理所述血壓信號(hào)，以計(jì)算通過刺激血管床交感神經(jīng)來進(jìn)行血壓調(diào)節(jié)的交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并輸出所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述交感神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激所述血管床交感神經(jīng)以調(diào)節(jié)血壓的刺激裝置。
6.一種基于生物體內(nèi)的生物活動(dòng)的治療心臟病的系統(tǒng)，包括感測(cè)由心臟活動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出的心臟活動(dòng)信息，并輸出心臟活動(dòng)信號(hào)的心臟活動(dòng)傳感裝置；接收由所述心臟活動(dòng)傳感裝置所感測(cè)的心臟活動(dòng)信號(hào)、分析并處理所述心臟活動(dòng)信號(hào)，以計(jì)算神經(jīng)刺激信號(hào)并輸出所述神經(jīng)刺激信號(hào)的計(jì)算裝置；和接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的神經(jīng)刺激信號(hào)，并根據(jù)所述神經(jīng)刺激信號(hào)來刺激神經(jīng)的神經(jīng)刺激裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于生物活動(dòng)的治療系統(tǒng)，其特征在于，包括用于感測(cè)由生物活動(dòng)所產(chǎn)生的生物活動(dòng)信息并輸出生物活動(dòng)信號(hào)的生物活動(dòng)傳感裝置，用于接收、分析和處理來自于所述生物活動(dòng)傳感裝置的生物活動(dòng)信號(hào)，計(jì)算生物刺激信號(hào)并輸出所述生物刺激信號(hào)的計(jì)算裝置，以及接收由所述計(jì)算裝置所計(jì)算的生物刺激信號(hào)，并根據(jù)所述生物刺激信號(hào)來刺激生物的生物刺激裝置。本發(fā)明還公開了一種基于所述治療系統(tǒng)的心臟調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一種血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，和一種治療心臟病的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61N1/365GK1646189SQ0282941
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2002年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月5日
發(fā)明者砂川賢二, 杉町勝, 佐藤隆幸 申請(qǐng)人:國(guó)立心血管中心總長(zhǎng)代表的日本國(guó)