RU2471518C2 - Method for electric stimulation of spinal cord - Google Patents
Method for electric stimulation of spinal cord Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471518C2 RU2471518C2 RU2011111015/14A RU2011111015A RU2471518C2 RU 2471518 C2 RU2471518 C2 RU 2471518C2 RU 2011111015/14 A RU2011111015/14 A RU 2011111015/14A RU 2011111015 A RU2011111015 A RU 2011111015A RU 2471518 C2 RU2471518 C2 RU 2471518C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- movements
- spinal cord
- stimulation
- patient
- leg
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а также к физиологии движений и электрофизиологии и может быть использовано для разработки способов лечения и реабилитации людей с поражением спинного мозга определенной локализации.The invention relates to medicine, as well as to the physiology of movements and electrophysiology and can be used to develop methods for the treatment and rehabilitation of people with spinal cord lesions of a certain localization.
Тяжелая патология возникает после повреждения позвоночника и спинного мозга, как правило, приводящая к полной обездвиженности. Количество таких больных во всем мире ежегодно увеличивается.Severe pathology occurs after damage to the spine and spinal cord, usually leading to complete immobility. The number of such patients worldwide is increasing annually.
За последние 20 лет созданы способы вызова шагоподобных движений с помощью электрической стимуляции спинного мозга. Американский патент 1991 года (US 5002053) описывает способ наложения электродов на поверхность спинного мозга, предлагает устройство для размещения электрода на поверхности спинного мозга, приводит параметры электрического стимула, необходимого для вызова локомоторных движений, описывает результаты вызова локомоции у животных и предлагает использовать этот способ для вызова движений у человека. Отечественные аналоги: Способ лечения больных с поражением спинного мозга (RU 96117107) и Способ лечения больных с хроническим поражением спинного мозга (RU 2204423). В этих способах предложена электрическая стимуляция поясничного утолщения спинного мозга человека. Стимуляцию проводят электродами, наложенными на твердую мозговую оболочку спинного мозга; такая стимуляция вызывает движения ног при облегченном положении больного, лежащего на спине или на боку с подвешенными в балканских рамах ногами. Отличие между этими изобретениями состоит в том, что в одном из них (RU 2000121379/14) предложен способ самостоятельной электростимуляции имплантированными электродами для хронической стимуляции. Способ моделирования и обучения лечению больных с хроническим поражением спинного мозга (RU 2008115819/14) состоит в одновременной электрической стимуляции двух сегментов спинного мозга ниже места поражения, что не только вызывает локомоторные движения нижних конечностей, но и приводит к возникновению функции поддержки веса тела.Over the past 20 years, methods have been created to trigger step-like movements using electrical stimulation of the spinal cord. The 1991 US patent (US 5002053) describes a method for applying electrodes to the surface of the spinal cord, provides a device for placing an electrode on the surface of the spinal cord, provides the parameters of the electric stimulus necessary to trigger locomotor movements, describes the results of locomotion calls in animals, and suggests using this method for call movements in humans. Domestic analogues: A method for the treatment of patients with spinal cord lesions (RU 96117107) and a Method for the treatment of patients with chronic spinal cord lesions (RU 2204423). These methods suggest electrical stimulation of the lumbar thickening of the spinal cord of a person. Stimulation is carried out by electrodes superimposed on the dura mater of the spinal cord; such stimulation causes leg movements when the patient is in a lighter position, lying on his back or side with his legs suspended in the Balkan frames. The difference between these inventions is that in one of them (RU 2000121379/14) a method of self-stimulation by implanted electrodes for chronic stimulation is proposed. A method for modeling and teaching treatment for patients with chronic spinal cord injury (RU 2008115819/14) consists in the simultaneous electrical stimulation of two segments of the spinal cord below the lesion site, which not only causes locomotor movements of the lower extremities, but also leads to the emergence of a function of supporting body weight.
Однако все способы-аналоги лечения больных с хроническим поражением спинного мозга являются инвазивными и состоят в наложении стимулирующих электродов на поверхность твердой мозговой оболочки спинного мозга (эпидурально) с последующей электрической стимуляцией спинного мозга ниже уровня его поражения. Реализация этих способов лечения требует оперативного вмешательства для имплантации электродов, а также специфического медицинского обслуживания на весь период работы стимулирующих электродов для предотвращения инфицирования места имплантации через провода электродов, располагающиеся накожно, и для предотвращения реакции отторжения электродов.However, all the analogue methods for treating patients with chronic spinal cord lesions are invasive and consist of applying stimulating electrodes to the surface of the dura mater of the spinal cord (epidurally), followed by electrical stimulation of the spinal cord below the level of its damage. The implementation of these methods of treatment requires surgical intervention for implantation of the electrodes, as well as specific medical care for the entire period of operation of the stimulating electrodes to prevent infection of the implantation site through the wires of the electrodes located cutaneous and to prevent the reaction of electrode rejection.
Способ стимуляции спинного мозга (пат. RU 2393885), выбранный за прототип заявленного решения, вызывает непроизвольные движения нижних конечностей, характерные для ходьбы, электромагнитным воздействием на спинной мозг в области грудных позвонков человека при наложении индуктора на кожу над позвонками. Интенсивность воздействия: 2-2.5 Тл. Способ неинвазивный. Недостаток способа - его невысокая эффективность, выявленная на практике, так как он вызывает непроизвольные локомоторные движения менее чем у 50% стимулируемых.The method of stimulation of the spinal cord (US Pat. RU 2393885), selected for the prototype of the claimed solution, causes involuntary movements of the lower extremities characteristic of walking by electromagnetic action on the spinal cord in the region of the human thoracic vertebrae when an inductor is applied to the skin above the vertebrae. Intensity of exposure: 2-2.5 T. The method is non-invasive. The disadvantage of this method is its low efficiency, identified in practice, since it causes involuntary locomotor movements in less than 50% of stimulated ones.
Заявляемый способ электрической стимуляции спинного мозга позволяет получить новый по сравнению с прототипом технический результат, заключающийся в увеличении эффективности стимуляции спинного мозга.The inventive method of electrical stimulation of the spinal cord allows to obtain a new technical result compared to the prototype, which consists in increasing the efficiency of spinal cord stimulation.
Для достижения указанного результата используется следующая совокупность существенных признаков: способ электрической стимуляции спинного мозга, (включающий, так же как и прототип, воздействие на область над грудными позвонками Т11-Т12 спинного мозга пациента, размещенного «лежа на боку», с ногами, подвешенными в рамах-качелях, при этом воздействие оказывают в течение 10-20 сек), в отличие от прототипа, воздействие осуществляют через активный электрод, наложенный на кожу пациента, последовательностью электрических прямоугольных биполярных стимулов в виде меандров с амплитудой 40-70 мА, частотой 5-40 Гц, длительностью 0.5 мсек и несущей частотой 10 кГц.To achieve this result, the following set of essential features is used: a method of electrical stimulation of the spinal cord (including, like the prototype, the impact on the region above the thoracic vertebrae T11-T12 of the patient’s spinal cord, placed "lying on its side", with legs suspended in swing frames, the effect is exerted for 10-20 seconds), unlike the prototype, the effect is carried out through the active electrode superimposed on the patient’s skin with a sequence of electric rectangular bipolar stimuli in the form of meanders with an amplitude of 40-70 mA, a frequency of 5-40 Hz, a duration of 0.5 ms and a carrier frequency of 10 kHz.
Из недавних публикаций известно, что при электрической стимуляции спинного мозга при накожном расположении активных электродов оптимальным местом для вызова двигательных рефлексов является локус между остистыми отростками позвонков Т11 и Т12 [6, 7]. Показано [8] что диапазон частот 25-50 Гц является эффективным для вызова ритмических движений ног у человека при электрической эпидуральной стимуляции поясничного утолщения. С другой стороны, при электромагнитной накожной стимуляции эффективными для вызова ритмических шагоподобных движений является диапазон частот 3-5 Гц [5, 9]. Стимуляция с частотой меньше 2 Гц не вызывает локомоцию; на каждый из стимулов возникают рефлекторные двигательные ответы; пачечная активность, характеризующая локомоцию, не возникает [10].From recent publications, it is known that during electrical stimulation of the spinal cord with a cutaneous arrangement of active electrodes, the optimal place for triggering motor reflexes is the locus between the spinous processes of the vertebrae T11 and T12 [6, 7]. It was shown [8] that the frequency range of 25–50 Hz is effective for inducing rhythmic movements of the legs in humans with electrical epidural stimulation of lumbar thickening. On the other hand, in case of electromagnetic cutaneous stimulation, the frequency range of 3-5 Hz is effective for invoking rhythmic step-like movements [5, 9]. Stimulation with a frequency of less than 2 Hz does not cause locomotion; for each of the stimuli, reflex motor responses arise; pack activity characterizing locomotion does not occur [10].
Наши предварительные исследования показали, что накожная электрическая стимуляция спинного мозга с частотой 5-40 Гц стимулами прямоугольной формы, такими же, как используются при эпидуральной электрической стимуляции спинного мозга, вызывает ритмические движения ног. Однако такая стимуляция малоэффективна и плохо воспроизводима из-за болезненности стимулов: пороговые значения амплитуды стимулов для вызова движений больше или совпадают с порогами кожной болевой чувствительности.Our preliminary studies have shown that cutaneous electrical stimulation of the spinal cord with a frequency of 5-40 Hz with rectangular stimuli, the same as used in epidural electrical stimulation of the spinal cord, causes rhythmic movements of the legs. However, such stimulation is ineffective and poorly reproducible due to the pain of the stimuli: the threshold values of the amplitude of the stimuli for causing movements are greater than or coincide with the thresholds of skin pain sensitivity.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при сохранении достоинств прототипа, заключающихся в стимулировании непроизвольных шагательных движений пациента, заявляемый способ в отличие от прототипа позволяет получить дополнительный положительный результат - более высокую эффективность стимуляции.The essence of the invention lies in the fact that while maintaining the advantages of the prototype, which consists in stimulating involuntary walking movements of the patient, the claimed method, in contrast to the prototype, allows to obtain an additional positive result - higher stimulation efficiency.
ПРИМЕРEXAMPLE
Экспериментальная установка [11] обеспечивает оптимальные условия для запуска непроизвольных шагательных движений. Испытуемых располагали на кушетке лежа на левом боку, обе ноги располагали на отдельных досках, закрепленных веревками по типу качелей к крюку в потолке экспериментальной комнаты. Правую (верхнюю) ногу поддерживали непосредственно в области голени, а левую (нижнюю) ногу располагали на вращающейся шине, прикрепленной к горизонтально ориентированной доске. При таком положении испытуемых движения ног не имели ограничений, как это бывает, когда ноги подвешивают в балканские рамы, и имели максимально возможную амплитуду перемещений. Инструкция предписывала испытуемым лежать спокойно и не препятствовать движениям, вызываемым электрической стимуляцией спинного мозга.The experimental setup [11] provides optimal conditions for starting involuntary walking movements. The subjects were placed on a couch lying on their left side, both legs were placed on separate boards fixed with ropes like a swing to a hook in the ceiling of the experimental room. The right (upper) leg was supported directly in the region of the lower leg, and the left (lower) leg was placed on a rotating tire attached to a horizontally oriented board. In this position of the subjects, the leg movements did not have restrictions, as it happens when the legs are suspended in the Balkan frames, and had the maximum possible range of movements. The instruction instructed the subjects to lie still and not impede the movements caused by electrical stimulation of the spinal cord.
Накожную электрическую стимуляцию спинного мозга проводили стимулятором [12]. Активный электрод в виде диска диаметром 2.5 см, изготовленный из токопроводящего пластика [13], располагали по средней линии позвоночника на уровне грудных позвонков T11 и Т12 между остистыми отростками. Пассивные электроды-пластины прямоугольной формы 5·10.2 см2 [14] располагали симметрично на коже над гребнями подвздошных костей. Для вызова шагоподобных движений подавали прямоугольные биполярные стимулы в виде меандров, длительностью 0.5 мс с несущей частотой 10 кГц (рис.1), амплитуда 0-70 мА, стимулы следовали с частотой 5-40 Гц, длительность стимуляции составляла 10-20 сек.Percutaneous electrical stimulation of the spinal cord was performed with a stimulator [12]. An active electrode in the form of a disk 2.5 cm in diameter made of conductive plastic [13] was located along the midline of the spine at the level of the thoracic vertebrae T11 and T12 between the spinous processes. Rectangular passive plate electrodes of 5 · 10.2 cm 2 [14] were placed symmetrically on the skin over the iliac crests. To call step-like movements, rectangular bipolar stimuli were applied in the form of meanders, 0.5 ms long with a carrier frequency of 10 kHz (Fig. 1), amplitude 0-70 mA, stimuli followed with a frequency of 5-40 Hz, stimulation duration was 10-20 sec.
Электромиограмму (ЭМГ) мышц ног отводили биполярными поверхностными электродами, расположенными билатерально на m. rectus femoris., m.biceps femoris, m.tibialis anterior и m.soleus. ЭМГ сигналы регистрировали с помощью телеметрического 16-канального электронейромиографа [15].An electromyogram (EMG) of the leg muscles was retracted with bipolar surface electrodes located bilaterally on m. rectus femoris., m.biceps femoris, m.tibialis anterior and m.soleus. EMG signals were recorded using a telemetric 16-channel electroneuromyograph [15].
Движения ног в коленном суставе регистрировали с помощью гониометров; датчики крепили на обеих ногах.Foot movements in the knee joint were recorded using goniometers; sensors were mounted on both legs.
Кинематические характеристики движений ног регистрировали видеосистемой [16]. Светоотражающие маркеры прикрепляли к точкам тела, совпадающим с осями движения в плечевом, тазобедренном, коленном и голеностопном суставах. Угловые перемещения в тазобедренном суставе вычисляли по положению маркеров, расположенных на латеральном мыщелке плеча, большом вертеле и латеральном мыщелке бедра. Маркеры, прикрепленные к большому вертелу, латеральному мыщелку бедра и лодыжке, использовали для оценки движений в коленном суставе. Перемещения в голеностопном суставе измеряли по маркерам, локализованным на латеральном мыщелке бедра, лодыжке и большом пальце ноги. Реконструкцию движений одного шагательного цикла производили с помощью оригинальной программы.The kinematic characteristics of leg movements were recorded by the video system [16]. Reflective markers were attached to points on the body that coincided with the axes of movement in the shoulder, hip, knee and ankle joints. Angular movements in the hip joint were calculated by the position of the markers located on the lateral condyle of the shoulder, the greater trochanter and the lateral condyle of the thigh. Markers attached to the greater trochanter, lateral condyle of the thigh and ankle were used to assess movements in the knee joint. Displacements in the ankle joint were measured by markers located on the lateral condyle of the thigh, ankle and big toe. The reconstruction of the movements of one walking cycle was carried out using the original program.
Регистрация ЭМГ и кинематических параметров шагания была синхронизирована. Среднюю величину периода шагательного цикла и амплитуду угловых перемещений суставов ног определяли за 10-12 циклов. Период цикла шагания вычисляли по длительности интервала между двумя максимальными значениями угловых перемещений в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах. Сдвиг фаз между перемещениями в коленном и тазобедренном суставах определяли по интервалу между максимальными значениями углов (угловых перемещений в этих суставах).The registration of EMG and kinematic parameters of walking was synchronized. The average value of the period of the walking cycle and the amplitude of the angular movements of the joints of the legs was determined for 10-12 cycles. The period of the walking cycle was calculated by the duration of the interval between the two maximum angular displacements in the hip, knee, and ankle joints. The phase shift between movements in the knee and hip joints was determined by the interval between the maximum angles (angular movements in these joints).
Результатыresults
При электрической накожной стимуляции спинного мозга с частотой 5-40 Гц у четырех испытуемых из пяти вызывались непроизвольные движения ног.With electrical cutaneous stimulation of the spinal cord with a frequency of 5-40 Hz, four out of five subjects caused involuntary leg movements.
Интенсивность стимула, вызывающего движения, составляла 40-70 мА. Пороговые значения интенсивности стимула, вызывающего движения, были ниже порогов болевой чувствительности. Амплитуда вызываемых движений зависела от амплитуды стимуляции - плавно увеличивая интенсивность стимула, увеличивали амплитуду движении ног во всех суставах, при достижении интенсивностью стимула порогов кожной болевой чувствительности амплитуда движений ног была максимальной.The intensity of the stimulus causing the movement was 40-70 mA. The threshold values of the intensity of the stimulus causing the movement were lower than the thresholds of pain sensitivity. The amplitude of the induced movements depended on the amplitude of the stimulation - smoothly increasing the intensity of the stimulus, increased the amplitude of leg movements in all joints, when the intensity of the stimulus reached thresholds of skin pain sensitivity, the amplitude of leg movements was maximum.
Зарегистрированы такие особенности непроизвольных движений ног, вызываемых электрической накожной стимуляцией спинного мозга, которые доказывают, что это шагательные движения.Such features of involuntary leg movements caused by electrical cutaneous stimulation of the spinal cord, which prove that these are walking movements, have been recorded.
На рисунке 2 представлены электромиограммы мышц бедра и голени обеих ног, зарегистрированные при произвольных шагательных движения, электрической накожной стимуляции спинного мозга с частотами 5 и 30 Гц. Длительность записи 10 сек. Использованы следующие сокращения: Прзв - произвольные движения, 5 Гц и 30 Гц - стимуляция с частой 5 и 30 Гц соответственно, Пр. - правая нога, Лв - левая нога, RF - m. rectus femoris (разгибатель колена), BF - m.biceps femoris (сгибатель колена), ТА - m.tibialis anterior (разгибатель стопы), S - m.soleus (сгибатель стопы). Сокращения мышц-анатагонистов чередуются при электрической стимуляции, как и при произвольных движениях.Figure 2 shows the electromyograms of the muscles of the thigh and lower leg of both legs, recorded during arbitrary walking movements, electrical cutaneous stimulation of the spinal cord with frequencies of 5 and 30 Hz. Recording time 10 sec. The following abbreviations were used: Przv - arbitrary movements, 5 Hz and 30 Hz - stimulation with frequent 5 and 30 Hz, respectively, Pr. - right leg, Lv - left leg, RF - m. rectus femoris (knee extensor), BF - m.biceps femoris (knee flexor), TA - m.tibialis anterior (extensor of the foot), S - m.soleus (flexor of the foot). The contractions of the anatagonist muscles alternate with electrical stimulation, as with voluntary movements.
На рисунке 3 представлены гониограммы, характеризующие движения обеих ног в коленном суставе. Длительность записи 10 сек. Использованы те же сокращения, что и на предыдущем рисунке. Отклонение линии вверх соответствует движению вперед, отклонение линии вниз соответствует движению назад. Правая и левая ноги двигаются в коленном суставе при электрической стимуляции так же реципрокно, как и при произвольных движениях.Figure 3 presents goniograms characterizing the movements of both legs in the knee joint. Recording time 10 sec. The same abbreviations are used as in the previous figure. Deviation of the line up corresponds to the movement forward, deviation of the line down corresponds to the movement back. The right and left legs move in the knee joint with electrical stimulation as reciprocally as with voluntary movements.
На рисунке 4 представлены записи движений суставов правой ноги, полученные в результате обработки кинематограмм. Длительность записи 10 сек. Обозначения на рисунке: Тзб - тазобедренный сустав, Клн - коленный сустав, Глн - голеностопный сустав, остальные обозначения те же, что и на рисунке 2. По оси ординат - угловые градусы. Движения суставов ноги при электрической стимуляции имеют тот же характер, что и движения суставов при произвольных движениях: зарегистрированы чередующиеся сгибательные и разгибательные движения во всех суставах. Отличия вызванных движений от произвольных состоят в том, что амплитуда перемещений суставов меньше, длительность шага больше. Численные характеристики движений суставов представлены в таблице 1.Figure 4 shows the recordings of the movements of the joints of the right leg obtained as a result of processing cinematographs. Recording time 10 sec. Designations in the figure: Tzb - hip joint, Kln - knee joint, Gln - ankle joint, other designations are the same as in figure 2. The ordinates are the angular degrees. The movements of the leg joints during electrical stimulation have the same character as the movements of the joints during voluntary movements: alternating flexion and extension movements were recorded in all joints. Differences of the caused movements from voluntary ones consist in the fact that the amplitude of joint movements is less, the step duration is longer. The numerical characteristics of the movements of the joints are presented in table 1.
Рисунок 5 демонстрирует координацию движений в тазобедренном и коленном суставах, а также в коленном и голеностопном суставах правой ноги во время одного шага. Обозначения те же, что и на рисунке 4. При электрической стимуляции спинного мозга наблюдается сопряженность движений в тазобедренном и коленном суставах, хотя она отличается от зависимости между движениями этих суставов при произвольных движениях.Figure 5 shows the coordination of movements in the hip and knee joints, as well as in the knee and ankle joints of the right leg during one step. The designations are the same as in Figure 4. With electrical stimulation of the spinal cord, there is a conjugation of movements in the hip and knee joints, although it differs from the relationship between the movements of these joints with arbitrary movements.
На рисунке 6 приведена реконструкция одного цикла движений правой ноги при максимальной амплитуде, полученная после анализа кинематограмм движений суставов правой ноги. Первый полуцикл - движение ноги вперед, второй полуцикл - движение ноги назад. Обозначения те же, что и на предыдущих рисунках. Движения ноги, вызванные электрической накожной стимуляцией спинного мозга, в целом похожи на шагательные произвольные движения.Figure 6 shows the reconstruction of one cycle of movements of the right leg at maximum amplitude, obtained after analyzing the cinematography of the movements of the joints of the right leg. The first half-cycle is the movement of the leg forward, the second half-cycle is the movement of the leg back. Designations are the same as in the previous figures. Leg movements caused by electrical cutaneous stimulation of the spinal cord are generally similar to walking voluntary movements.
Движения в тазобедренном суставе левой ноги не регистрировали, так как испытуемые лежали на левом боку, следовательно, реконструкции, представленные на рисунках 4-6, для левой ноги невозможны.Movement in the hip joint of the left leg was not recorded, since the subjects were lying on the left side, therefore, the reconstructions shown in Figures 4-6 are not possible for the left leg.
Предложенная электрическая накожная стимуляция спинного мозга испытуемого вызывает непроизвольные движения нижних конечностей, характерные для ходьбы, у 80% испытуемых. Пороги вызова движений меньше порогов кожной болевой чувствительности. При электрической накожной стимуляции наблюдаются ритмичная чередующаяся активность в мышцах сгибателях и разгибателях ног, зарегистрированы движения в противофазе в коленном суставе правой и левой ноги, наблюдаются последовательные сгибательные и разгибательные движения в суставах правой ноги, вид вызываемых движений похож на произвольные шагательные движения. Таким образом, накожная электрическая стимуляция спинного мозга человека серией прямоугольных биполярных стимулов в виде меандров, следующих с частотой 5-30 Гц, при облегченном положении самого испытуемого, способна вызвать непроизвольные типичные для ходьбы естественные локомоторные движения нижних конечностей.The proposed electrical cutaneous stimulation of the test subject’s spinal cord induces involuntary movements of the lower extremities characteristic of walking in 80% of subjects. Thresholds call movements less thresholds skin pain sensitivity. During electrical cutaneous stimulation, rhythmic alternating activity in the muscles of the flexors and extensors of the legs is observed, movements in antiphase are recorded in the knee joint of the right and left legs, sequential flexion and extensor movements in the joints of the right leg are observed, the type of movements caused is similar to voluntary walking movements. Thus, the cutaneous electrical stimulation of the spinal cord of a person by a series of rectangular bipolar stimuli in the form of meanders following with a frequency of 5-30 Hz, when the test subject is in a lighter position, can cause involuntary natural locomotor movements of the lower extremities typical of walking.
Накожная электрическая стимуляция спинного мозга, в условиях внешней поддержки ног в подвесных качелях, позволяет инициировать локомоторные движения, непроизвольные, специфичные для ходьбы у человека. Назначение - в физиологии движений для моделирования локомоторного поведения, для изучения механизмов управления локомоторным поведением, а также в медицине для создания неинвазивных методов лечения и реабилитации людей с вертеброспинальной патологией.Subcutaneous electrical stimulation of the spinal cord, in conditions of external support of the legs in a suspended swing, allows you to initiate locomotor movements, involuntary, specific for walking in humans. The purpose is in the physiology of movements for modeling locomotor behavior, for studying the mechanisms of controlling locomotor behavior, and also in medicine for creating non-invasive methods of treatment and rehabilitation of people with vertebrospinal pathology.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
[1]. Method of and device for inducing locomotion by electrical stimulation of the spinal cord. US 5002053. 1991.[one]. Method of and device for inducing locomotion by electrical stimulation of the spinal cord. US 5002053.1991.
[2]. Способ лечения больных с хроническим поражением спинного мозга. Заявка на изобретение: RU 96117107/14, 20.08.1996.[2]. A method for the treatment of patients with chronic damage to the spinal cord. Application for invention: RU 96117107/14, 08.20.1996.
[3]. Способ лечения больных с хроническим поражением спинного мозга. Патент RU 2204423.[3]. A method for the treatment of patients with chronic damage to the spinal cord. Patent RU 2204423.
[4]. Способ моделирования и обучения лечению больных с хроническим поражением спинного мозга. Заявка на изобретение: RU 2008115819; дата публикации заявки: 27.10.2009; по данным на 11.02.2011 экспертиза завершена.[four]. A method for modeling and teaching treatment of patients with chronic spinal cord injury. Application for invention: RU 2008115819; Application publication date: 10/27/2009; according to data as of February 11, 2011, the examination was completed.
[5]. Способ стимуляции спинного мозга. Патент RU 2393885.[5]. A method of stimulating the spinal cord. Patent RU 2393885.
[6]. Courtine G., S.J.Harkema, C.J.Dy, Y.P.Gerasimenko, P.Dyhre-Poulsen. Modulation of multisegmental monosynaptic responses in a variety of leg muscles during walking and running in humans. 2007; 582; 1125-1139 J. Physiol.[6]. Courtine G., S.J. Harkema, C.J.Dy, Y.P. Gerasimenko, P. Dyhre-Poulsen. Modulation of multisegmental monosynaptic responses in a variety of leg muscles during walking and running in humans. 2007; 582; 1125-1139 J. Physiol.
[7]. Dy C.J., Y.P.Gerasimenko, V.R.Edgerton, P.Dyhre-Poulsen, G.Courtine, S.J. Harkema. Phase-Dependent Modulation of Percutaneously Elicited Multisegmental Muscle Responses After Spinal Cord Injury. J. Neurophysiol 103: 2808-2820, 2010.[7]. Dy C.J., Y. P. Gerasimenko, V. R. Edgerton, P. Dyhre-Poulsen, G. Courtine, S. J. Harkema. Phase-Dependent Modulation of Percutaneously Elicited Multisegmental Muscle Responses After Spinal Cord Injury. J. Neurophysiol 103: 2808-2820, 2010.
[8]. Minassian К., B. Jilge, F. Rattay, M.M. Pinter, H. Binder, F. Gerstenbrand, M.R. Dimitrijevic Stepping-like movements in humans with complete spinal cord injury induced by epidural stimulation of the lumbar cord: electromyographic study of compound muscle action potentials. Spinal Cord (2004) 42, 401-416.[8]. Minassian K., B. Jilge, F. Rattay, M.M. Pinter, H. Binder, F. Gerstenbrand, M.R. Dimitrijevic Stepping-like movements in humans with complete spinal cord injury induced by epidural stimulation of the lumbar cord: electromyographic study of compound muscle action potentials. Spinal Cord (2004) 42, 401-416.
[9]. Gerasimenko Y., Gorodnichev R., Machueva E., Pivovarova E., Semyenov D., Savochin A., Roy R.R. and Edgerton V.R. Novel and direct access to the human locomotor spinal circuitry. J. Neuroscience 30(10): 3700-3708 March 2010.[9]. Gerasimenko Y., Gorodnichev R., Machueva E., Pivovarova E., Semyenov D., Savochin A., Roy R.R. and Edgerton V.R. Novel and direct access to the human locomotor spinal circuitry. J. Neuroscience 30 (10): 3700-3708 March 2010.
[10]. Ю.П.Герасименко, И.А.Лавров, И.Н.Богачева, Н.А.Щербакова, В.И.Кучер, П.Е.Мусиенко. Особенности формирования локомоторных паттернов у децеребрированной кошки при эпидуральной стимуляции спинного мозга. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2003. Т.89. №9. С.1046-1057.[10]. Yu.P. Gerasimenko, I. A. Lavrov, I. N. Bogacheva, N. A. Shcherbakova, V. I. Kucher, P. E. Musienko. Features of the formation of locomotor patterns in a decerebrated cat during epidural spinal cord stimulation. Russian physiological journal I.M.Sechenova. 2003.V. 89. No. 9. S.1046-1057.
[11]. Гурфинкель B.C., Левик Ю.С., Казенников О.В., Селионов В.А. Существует ли генератор шагательных движений у человека? // Физиология человека. 1998. Т. 24. №3. С.42.[eleven]. Gurfinkel B.C., Levik Yu.S., Kazennikov O.V., Selionov V.A. Is there a generator of walking movements in humans? // Human physiology. 1998. V. 24. No. 3. S.42.
[12]. Марка, производитель: КУЛОН. СПб., Россия.[12]. Brand, manufacturer: PENDANT. SPb., Russia.
[13]. Марка, производитель: Lead-Lok, Sand point, США.[13]. Brand, manufacturer: Lead-Lok, Sand point, USA.
[14]. Марка, производитель: Ambu, Ballerup, Германия.[fourteen]. Brand, manufacturer: Ambu, Ballerup, Germany.
[15]. Марка, производитель: ME 6000, MegaWin, Финляндия.[fifteen]. Brand, manufacturer: ME 6000, MegaWin, Finland.
[16]. Марка, производитель: Qualisys, Швеция.[16]. Brand, manufacturer: Qualisys, Sweden.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111015/14A RU2471518C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method for electric stimulation of spinal cord |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111015/14A RU2471518C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method for electric stimulation of spinal cord |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2471518C2 true RU2471518C2 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48806273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011111015/14A RU2471518C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method for electric stimulation of spinal cord |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471518C2 (en) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545440C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН) | Method for skin electric stimulation of spinal cord |
| US9101769B2 (en) | 2011-01-03 | 2015-08-11 | The Regents Of The University Of California | High density epidural stimulation for facilitation of locomotion, posture, voluntary movement, and recovery of autonomic, sexual, vasomotor, and cognitive function after neurological injury |
| US9393409B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-07-19 | Neuroenabling Technologies, Inc. | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US9409023B2 (en) | 2011-03-24 | 2016-08-09 | California Institute Of Technology | Spinal stimulator systems for restoration of function |
| US9409011B2 (en) | 2011-01-21 | 2016-08-09 | California Institute Of Technology | Method of constructing an implantable microelectrode array |
| US9415218B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-08-16 | The Regents Of The University Of California | Transcutaneous spinal cord stimulation: noninvasive tool for activation of locomotor circuitry |
| EP2968940A4 (en) * | 2013-03-15 | 2016-12-07 | Univ California | MULTI-SITE TRANSCUTANEOUS ELECTRIC STIMULATION OF SPINAL CORD TO FACILITATE MOVEMENT |
| US10092750B2 (en) | 2011-11-11 | 2018-10-09 | Neuroenabling Technologies, Inc. | Transcutaneous neuromodulation system and methods of using same |
| US10137299B2 (en) | 2013-09-27 | 2018-11-27 | The Regents Of The University Of California | Engaging the cervical spinal cord circuitry to re-enable volitional control of hand function in tetraplegic subjects |
| US10751533B2 (en) | 2014-08-21 | 2020-08-25 | The Regents Of The University Of California | Regulation of autonomic control of bladder voiding after a complete spinal cord injury |
| US10773074B2 (en) | 2014-08-27 | 2020-09-15 | The Regents Of The University Of California | Multi-electrode array for spinal cord epidural stimulation |
| US10786673B2 (en) | 2014-01-13 | 2020-09-29 | California Institute Of Technology | Neuromodulation systems and methods of using same |
| US11027128B2 (en) | 2015-12-29 | 2021-06-08 | Cosyma Ltd | Device for non-invasive electrical stimulation of the spinal cord |
| US11097122B2 (en) | 2015-11-04 | 2021-08-24 | The Regents Of The University Of California | Magnetic stimulation of the spinal cord to restore control of bladder and/or bowel |
| US11298533B2 (en) | 2015-08-26 | 2022-04-12 | The Regents Of The University Of California | Concerted use of noninvasive neuromodulation device with exoskeleton to enable voluntary movement and greater muscle activation when stepping in a chronically paralyzed subject |
| US11672983B2 (en) | 2018-11-13 | 2023-06-13 | Onward Medical N.V. | Sensor in clothing of limbs or footwear |
| US11691015B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-07-04 | Onward Medical N.V. | System for neuromodulation |
| US11752342B2 (en) | 2019-02-12 | 2023-09-12 | Onward Medical N.V. | System for neuromodulation |
| US11839766B2 (en) | 2019-11-27 | 2023-12-12 | Onward Medical N.V. | Neuromodulation system |
| US11992684B2 (en) | 2017-12-05 | 2024-05-28 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | System for planning and/or providing neuromodulation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1169699A2 (en) * | 1984-04-05 | 1985-07-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии | Mechanical defoamer |
| RU2090215C1 (en) * | 1995-03-21 | 1997-09-20 | Дмитрий Ростиславович Васильев | Device for acting with electric current |
| RU2130326C1 (en) * | 1996-08-20 | 1999-05-20 | Шапков Юрий Тимофеевич | Method for treating patients having injured spinal cord |
| RU2204423C2 (en) * | 2000-08-10 | 2003-05-20 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии | Method for treating patients for chronic spinal cord injuries |
| RU2393885C1 (en) * | 2008-12-03 | 2010-07-10 | Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (РАН) | Method of spinal cord stimulating |
-
2011
- 2011-03-23 RU RU2011111015/14A patent/RU2471518C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1169699A2 (en) * | 1984-04-05 | 1985-07-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии | Mechanical defoamer |
| RU2090215C1 (en) * | 1995-03-21 | 1997-09-20 | Дмитрий Ростиславович Васильев | Device for acting with electric current |
| RU2130326C1 (en) * | 1996-08-20 | 1999-05-20 | Шапков Юрий Тимофеевич | Method for treating patients having injured spinal cord |
| RU2204423C2 (en) * | 2000-08-10 | 2003-05-20 | Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии | Method for treating patients for chronic spinal cord injuries |
| RU2393885C1 (en) * | 2008-12-03 | 2010-07-10 | Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (РАН) | Method of spinal cord stimulating |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| KERN H. et al. «Home-based functional electrical stimulation rescues permanently denervated muscles in paraplegic patients with complete lower motor neuron lesion», Neurorehabil Neural Repair., 2010, Oct; 24(8):709-21. Epub 2010, May 11. * |
| ГЕРАСИМЕНКО Ю.П. «Спинальные механизмы регуляции двигательной активности в отсутствие супраспинальных влияний». Автореферат докторской диссертации. - СПб, 2000, 25 с. * |
| ГЕРАСИМЕНКО Ю.П. «Спинальные механизмы регуляции двигательной активности в отсутствие супраспинальных влияний». Автореферат докторской диссертации. - СПб, 2000, 25 с. KERN H. et al. «Home-based functional electrical stimulation rescues permanently denervated muscles in paraplegic patients with complete lower motor neuron lesion», Neurorehabil Neural Repair., 2010, Oct; 24(8):709-21. Epub 2010, May 11. * |
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9101769B2 (en) | 2011-01-03 | 2015-08-11 | The Regents Of The University Of California | High density epidural stimulation for facilitation of locomotion, posture, voluntary movement, and recovery of autonomic, sexual, vasomotor, and cognitive function after neurological injury |
| US11957910B2 (en) | 2011-01-03 | 2024-04-16 | California Institute Of Technology | High density epidural stimulation for facilitation of locomotion, posture, voluntary movement, and recovery of autonomic, sexual, vasomotor, and cognitive function after neurological injury |
| US11116976B2 (en) | 2011-01-03 | 2021-09-14 | The Regents Of The University Of California | High density epidural stimulation for facilitation of locomotion, posture, voluntary movement, and recovery of autonomic, sexual, vasomotor, and cognitive function after neurological injury |
| US9907958B2 (en) | 2011-01-03 | 2018-03-06 | The Regents Of The University Of California | High density epidural stimulation for facilitation of locomotion, posture, voluntary movement, and recovery of autonomic, sexual, vasomotor, and cognitive function after neurological injury |
| US9409011B2 (en) | 2011-01-21 | 2016-08-09 | California Institute Of Technology | Method of constructing an implantable microelectrode array |
| US9931508B2 (en) | 2011-03-24 | 2018-04-03 | California Institute Of Technology | Neurostimulator devices using a machine learning method implementing a gaussian process optimization |
| US9409023B2 (en) | 2011-03-24 | 2016-08-09 | California Institute Of Technology | Spinal stimulator systems for restoration of function |
| US10737095B2 (en) | 2011-03-24 | 2020-08-11 | Californina Institute of Technology | Neurostimulator |
| US11638820B2 (en) | 2011-11-11 | 2023-05-02 | The Regents Of The University Of California | Transcutaneous neuromodulation system and methods of using same |
| US12023492B2 (en) | 2011-11-11 | 2024-07-02 | The Regents Of The University Of California | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US10092750B2 (en) | 2011-11-11 | 2018-10-09 | Neuroenabling Technologies, Inc. | Transcutaneous neuromodulation system and methods of using same |
| US10124166B2 (en) | 2011-11-11 | 2018-11-13 | Neuroenabling Technologies, Inc. | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US9393409B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-07-19 | Neuroenabling Technologies, Inc. | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US9415218B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-08-16 | The Regents Of The University Of California | Transcutaneous spinal cord stimulation: noninvasive tool for activation of locomotor circuitry |
| US12226631B2 (en) | 2011-11-11 | 2025-02-18 | The Regents Of The University Of California | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US12201833B2 (en) | 2011-11-11 | 2025-01-21 | The Regents Of The University Of California | Transcutaneous neuromodulation system and methods of using same |
| US11033736B2 (en) | 2011-11-11 | 2021-06-15 | The Regents Of The University Of California | Non invasive neuromodulation device for enabling recovery of motor, sensory, autonomic, sexual, vasomotor and cognitive function |
| US10806927B2 (en) | 2011-11-11 | 2020-10-20 | The Regents Of The University Of California | Transcutaneous spinal cord stimulation: noninvasive tool for activation of locomotor circuitry |
| US10881853B2 (en) | 2011-11-11 | 2021-01-05 | The Regents Of The University Of California, A California Corporation | Transcutaneous neuromodulation system and methods of using same |
| US9993642B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-06-12 | The Regents Of The University Of California | Multi-site transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord for facilitation of locomotion |
| US11400284B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-08-02 | The Regents Of The University Of California | Method of transcutaneous electrical spinal cord stimulation for facilitation of locomotion |
| EP2968940A4 (en) * | 2013-03-15 | 2016-12-07 | Univ California | MULTI-SITE TRANSCUTANEOUS ELECTRIC STIMULATION OF SPINAL CORD TO FACILITATE MOVEMENT |
| EP3878507A1 (en) * | 2013-03-15 | 2021-09-15 | The Regents Of The University Of California | Multi-site transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord for facilitation of locomotion |
| US12076301B2 (en) | 2013-09-27 | 2024-09-03 | The Regents Of The University Of California | Engaging the cervical spinal cord circuitry to re-enable volitional control of hand function in tetraplegic subjects |
| US11123312B2 (en) | 2013-09-27 | 2021-09-21 | The Regents Of The University Of California | Engaging the cervical spinal cord circuitry to re-enable volitional control of hand function in tetraplegic subjects |
| US10137299B2 (en) | 2013-09-27 | 2018-11-27 | The Regents Of The University Of California | Engaging the cervical spinal cord circuitry to re-enable volitional control of hand function in tetraplegic subjects |
| US10786673B2 (en) | 2014-01-13 | 2020-09-29 | California Institute Of Technology | Neuromodulation systems and methods of using same |
| RU2545440C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН) | Method for skin electric stimulation of spinal cord |
| US10751533B2 (en) | 2014-08-21 | 2020-08-25 | The Regents Of The University Of California | Regulation of autonomic control of bladder voiding after a complete spinal cord injury |
| US10773074B2 (en) | 2014-08-27 | 2020-09-15 | The Regents Of The University Of California | Multi-electrode array for spinal cord epidural stimulation |
| US11298533B2 (en) | 2015-08-26 | 2022-04-12 | The Regents Of The University Of California | Concerted use of noninvasive neuromodulation device with exoskeleton to enable voluntary movement and greater muscle activation when stepping in a chronically paralyzed subject |
| US11097122B2 (en) | 2015-11-04 | 2021-08-24 | The Regents Of The University Of California | Magnetic stimulation of the spinal cord to restore control of bladder and/or bowel |
| US11027128B2 (en) | 2015-12-29 | 2021-06-08 | Cosyma Ltd | Device for non-invasive electrical stimulation of the spinal cord |
| US11691015B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-07-04 | Onward Medical N.V. | System for neuromodulation |
| US11992684B2 (en) | 2017-12-05 | 2024-05-28 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | System for planning and/or providing neuromodulation |
| US11672983B2 (en) | 2018-11-13 | 2023-06-13 | Onward Medical N.V. | Sensor in clothing of limbs or footwear |
| US11752342B2 (en) | 2019-02-12 | 2023-09-12 | Onward Medical N.V. | System for neuromodulation |
| US11839766B2 (en) | 2019-11-27 | 2023-12-12 | Onward Medical N.V. | Neuromodulation system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2471518C2 (en) | Method for electric stimulation of spinal cord | |
| RU2529471C2 (en) | Method for cutaneous electrical stimulation of spinal cord | |
| US20240157121A1 (en) | Therapeutic skeletal muscle stimulation | |
| US11141586B2 (en) | System, method, and apparatus for applying transcutaneous electrical stimulation | |
| Faghri et al. | Electrical stimulation-induced contraction to reduce blood stasis during arthroplasty | |
| Gorodnichev et al. | Transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord: A noninvasive tool for the activation of stepping pattern generators in humans | |
| Calancie et al. | Involuntary stepping after chronic spinal cord injury: evidence for a central rhythm generator for locomotion in man | |
| JP5690740B2 (en) | treatment | |
| US7725193B1 (en) | Intramuscular stimulation therapy using surface-applied localized electrical stimulation | |
| Huang et al. | Modulation effects of epidural spinal cord stimulation on muscle activities during walking | |
| MXPA04010883A (en) | A method and apparatus for enhancing neurophysiologic performance. | |
| RU2130326C1 (en) | Method for treating patients having injured spinal cord | |
| RU2627359C2 (en) | Device for noninvasive electric stimulation of the spinal cord | |
| JP6629594B2 (en) | Devices that increase microcirculation | |
| JPWO2016147643A1 (en) | Spinal cord electrical stimulation device for gait training | |
| Mizrahi et al. | Quantitative weightbearing and gait evaluation of paraplegics using functional electrical stimulation | |
| Al-Abdulwahab et al. | Neuromuscular electrical stimulation of the gluteus medius improves the gait of children with cerebral palsy | |
| Maležič et al. | Restoration of gait by functional electrical stimulation in paraplegic patients: a modified programme of treatment | |
| Minassian et al. | Peripheral and central afferent input to the lumbar cord | |
| Pavlova et al. | Restoration of motor functions in spinal rats by electrical stimulation of the spinal cord and locomotor training | |
| US10888698B2 (en) | Apparatus and method for prevention and mitigation of deep vein thrombosis | |
| RU2505277C1 (en) | Method for activating individual's motor functions | |
| Naumann et al. | Dual-channel electrical stimulators for use by children with diplegic spastic cerebral palsy | |
| Barkanov et al. | Peculiarities of induced muscle responses and kinematic parameters of high-speed locomotor movements under percutaneous electrical stimulation of different spinal cord areas | |
| RU2684178C1 (en) | Method of rehabilitation after total knee endoprosthesis replacementin patients with sarcopenia |