Функционална електрична стимулација Раду Бреањ, Ирина Туртуреану
ФУНКЦИОНАЛНА ЕЛЕКТРИЧНА стимулација
(Научен лидер: С. Лозовану, вонреден професор, В. Ојог, доцент)
Катедра за човечка физиологија и биофизика (раководител-В. Вовц, универзитетски професор)
Овој труд е фокусиран на функционална електрична стимулација, техника која користи електрична
стимули за повторно воспоставување на нормална активност на лишени органи на нервна контрола. Концепт
самиот е опишан заедно со информации за неговото потекло, историја, сегашна примена и иднина
развој. Трудот, исто така, претставува FES-уред, развиен од авторите, и
експериментални резултати од неговото тестирање.
Овој труд се осврнува на функционалната електрична стимулација, техника што користи стимули
да се врати активноста на органите без контрола на нервите. Концептот е опишан
соодветно, неговото потекло, историски референтни податоци, сегашна и идна примена. Во исто време, тоа е
го претстави дизајнот на СЕФ-уред направен од авторите и резултатите од неговото експериментално тестирање.
Функционална електрична стимулација (СЕФ)- или функционална електростимулација е а
техника која користи електрична струја за да ги возбуди нервите на екстремитетите погодени од
парализа поради повреда на 'рбетниот мозок, главоболка, церебрална исхемија и други состојби
НЕВРОЛОШКА. главата првенствено се користи за враќање на функционалноста на луѓето со
попреченост. Понекогаш се нарекува и Невромускулна електрична стимулација (СЕНМ).
главата првично беше познат како Функционална електротерапија, предложен термин
на Либерсон [1]. Дури во 1967 година, ова име Функционална електрична стимулација, поим
користени од Мо и Пост во патент под наслов „Електрична стимулација на мускулот лишен од
контрола на нервите со цел да се добие мускулна контракција и да се обезбеди функционално движење
и корисно “. Првиот комерцијален уред главата лекување на слаба дорзифлексија на стапалото за време на
одење, со стимулирање на перонеалниот нерв. Либерсон објави значително подобрување во
текот на хемиплегичните пациенти кои го тестирале овој тип на невропротеза. Идејата беше преземена и
од други истражувачки центри (Универзитетски институт за рехабилитација - jубjана, Ранчо Лос
Пријатели, Дауни, САД, итн.) [2,3]. Се одржа асистентно истражување, кое заврши со разни
прототипови на невропротези. За жал, малкумина ја надминаа фазата на истражување и достигнаа
клиники за тековниот третман на пациентите.
Функционалната електрична стимулација има за цел да го координира активирањето на мускулните групи
така што добиеното движење на долните или горните екстремитети до
одговара на нормалното доброволно.
Пациенти кои можат да имаат корист од третмани засновани на функционална електрична стимулација:
Пациенти со мозочен удар (првите 6 месеци се одлучувачки во
Пациенти со мултиплекс склероза (го подобрува квалитетот на движењето)
Пациенти од Паркинсон (квалитетот на одење значително се подобрува)
Парализирани пациенти (вежби за одржување) [4,5].
Електричната стимулација се изведува со електроди поставени на површината на кожата или всадени.
Површински електроди полесно се применуваат, но предизвикуваат проблеми со спроводливоста
електрична и мускулна селективност. Покрај тоа, движењето со кожата може да доведе до а
намалена мускулна контракција при функционално движење [6].
Вградени електроди бара повеќе макотрпна операција за монтирање, може да доведе до инфекции, но
откако ќе се постават во близина на моторниот нерв овозможуваат подобра селективност и активирање на мускулите
загрижени Неодамнешните случувања во областа на микроелектроника овозможија производство на електроди
Електричната стимулација се изведува со пулсови на правоаголна струја. Во
во случај на мускули со неоштетен моторен неврон, стимулиран со површински електроди, сигналот
електричен е воз од правоаголни импулси со фреквенција помеѓу 20 Hz - 40 Hz
и времетраење на пулсот помеѓу 5 μs и 350 μs, интензитетот е помеѓу 20 mA и 100 mA [5].
Во случај на електрична стимулација со вградени електроди, може да се добие максимална мускулна контракција
за вредности од приближно 20 mA и времетраење од 200 μs на правоаголен пулс [7].
На денервираните мускули им е потребен електричен стимул со времетраење на правоаголен пулс по ред
150 ms, за да се добие контракција.
Истражувањата во областа на невропротезите резултираа во следниве апликации:
Невропротези за контрола на мокрење и дефекација
Протези вградени во рацете за да се контролира функцијата на фаќање
Помошни невропротези во преносни функции инвалидска количка-тоалет, кревет за седишта од
Пешачки невропротези и сл. [8-13].
Вградениот систем наречен „Слободна рака“ значително ги подобрува вештините
функционална употреба на раката кај тетраплегични пациенти со повреди на 'рбетниот мозок
Постојат приближно 150 пациенти ширум светот кои имаат корист од нејзината имплантација
систем. Сепак, малку невропротези се интегрирани во вообичаениот клинички третман.
Научната еволуција и брзиот развој на компјутерската технологија во последните 10 години доведе до
појава на едноставни и достапни платформи, способни за вршење сложени функции
невозможно или тешко во претходните децении.
Развој на уред за илустрација на концептот на функционална електрична стимулација
Демонстрација на ефикасноста и достапноста на дадениот метод при модулирање на физиолошките функции
апарати главата имаат две основни компоненти: а стимулирачки и А. управувач
Стимулаторот е извор на електрични импулси, на кои се поврзани електроди, кои се тогаш
вметнете во соодветниот орган.
Контролорот е аналоген на компјутер (компјутер). Неговата улога е да ја насочува работата
пејсмејкер. Може да се програмира да активира разни алгоритми на електричен стимул
предефинирано или може да се постави да чита информации од влезен уред (далечински управувач)
и дејствувајте во согласност со корисничките команди.
пејсмејкер користениот е дизајниран со намера истовремено да контролира четири групи
мускул Така, има четири пара електроди, кои се поврзани со насочено коло
на транзистор. Сите кола се собрани на иста табла, имаат прекинувач и извор
заедничко напојување (9V). Потенциометар за контрола на напон е прикачен на стимулаторот
и за време на изборната работа е поврзан мултиметар за да се визуелизира напонот во
Игли од не'рѓосувачки челик поврзани со стимулаторот со изолирани бакарни жици.
Микроконтролер се користи се нарекува Ардуино, е создаден во 2005 година од Институтот за дизајн
Интерактивно во Ивреа, Италија со цел да им се даде можност на студентите да направат повеќе работа
Околината Arduino е хибридна платформа заснована на јазикот Јава и се состои од a
уредник на кодови, компајлер и модул за пренос на податоци до контролорот. Создаден е во
околу проектот жици започнат во 2003 година од Хернандо Бараган и е наменет за уметници,
дизајнери, студенти и сите оние кои се страствени за создавање интерактивни уреди.
Во експериментите, контролорот беше програмиран да комуницира со стимулаторот со активирање или
оневозможување на секој пар на електроди во одредена низа утврдена со програмата. За
програмскиот контролер е поврзан со компјутер преку USB интерфејсот.
Параметри на стимул
Параметрите за стимул се добиени од резултатите од истражувањето за мускулната контракција
жаба, изведена во лабораторијата за мехатроника на Универзитетот Нортвестерн, САД.