Штучна корекція рухів






    Головна сторінка


:)



Скачати 14.04 Kb.
Дата конвертації30.11.2017
Розмір14.04 Kb.
Типреферат
:)

Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки

кафедра ЕТТ

Реферат на тему:

«Штучна корекція рухів»

МІНСЬК, 2008


Метод і пристрій програмованої електростимуляції м'язів при патологічної ходьбі.

Реабілітація хворих з млявими паралічами нижніх кінцівок до сих пір є актуальною проблемою. Протягом тривалого часу проблема відновлення рухових функцій зводилася до застосування різних методів лікувальної фізкультури (ЛФК), фізіотерапії та протезування.

Розрізняють периферичні (мляві) парези і паралічі (обмеження активних рухів) виникають при травмах або захворюваннях нервів, нервових сплетінь, нервових корінців. Периферичні парези і паралічі характеризуються в'ялістю (млявістю) уражених м'язів. Інша група - це центральні (спастичні) парези і паралічі (обмеження активних рухів) виникають при травмах і захворюваннях головного та спинного мозку. Центральні парези і паралічі характеризуються щільністю (спастикою) уражених м'язів.

В результаті поглиблених клінічних і біотехнічних досліджень розроблені метод і пристрої штучної корекції рухів (ІКД), призначені для медичної реабілітації великого контингенту хворих з порушеннями опорно-рухової системи.

Метод ІКД. Суть методу ІКД полягає в застосуванні багатоканальної електростимуляції (ЕС) м'язів в точній відповідності з природною програмою збудження і скорочення м'язів в руховому акті. Завдяки цьому в процесі багатоденної тренування підвищується життєдіяльність м'язів, коригуються порушені руху і виробляється наближений до норми руховий стереотип.

Крім терапевтичної функції (посилення роботи м'язів і вироблення стереотипу) метод ІКД має діагностичну і прогностичну функції.

Діагностична функція полягає в розпізнаванні дефіциту м'язової функції (ДМФ) при ходьбі, його ступеня і фази прояви в циклі.

Прогностична функція тісно пов'язана з попередньою: ефективна корекція рухів під час пробного сеансу ЕС м'язів при ходьбі дає підставу для сприятливого прогнозу.

Встановлено також, що метод ІКД має значні переваги перед ЛФК та ​​ЕС в спокої, завдяки високій вибірковості, точності впливу і ефектів швидкого відновлення координації рухів.

Завдяки цій концепції значно розширюється сфера застосування методу ІКД: практично вона поширюється на п'ять галузей медицини: неврологію, нейрохірургію, травматологію, ортопедію і протезування, проте не виключена можливість її застосування в інших медичних дисциплінах (ангіології і кардіології).

Реалізація методу ІКД складається з п'яти основних операцій.

1. Вибір коректованих рухів і стимульованих м'язів, що визначає їх найбільш раціональну комбінацію. Висунуто три основні принципу вибору: енергетичний (застосування найменшого числа, але найбільш ефективних корекцій), синдромологический (незалежність корекційних впливів від етіології і патогенезу захворювань) і динамічний, відповідно до якого в першу чергу до ЕС повинні бути залучені м'язи-розгиначі нижніх кінцівок і тулуба, що забезпечують стійкість тіла і локомоторну функцію при ходьбі, а лише потім м'язи-згиначі, що мають корекційну функцію. Запропоновано оригінальну класифікацію корекційних впливів: основні, додаткові і допоміжні.

2. Встановлення виду і параметрів ЕС м'язів. На основі біотехнічних досліджень визначені наступні параметри стимулюючих імпульсів (СІ): послідовність СІ прямокутної форми (однофазних і біфазної) з частотою проходження до 50 - 60 Гц, тривалістю від 20 до 255 мкс, амплітудою до 60 - 70 В (або силою струму до 255 мА). Наведені параметри забезпечують в межах комфортної (безболевой) зони достатній корекційний ефект.

3. Визначення алгоритму тимчасової програми ЕС м'язів протягом циклу. Побудова тимчасової програми ЕС відповідно до фазами збудження і скорочення м'язів в локомоторно циклі при різних темпах ходьби. У всіх варіантах побудови тимчасової програми для узгодження ЕС з фазами кроку використані датчики, які реєструють кутові переміщення в суглобах нижніх кінцівок.

4. Вибір типу, розмірів нашкірних електродів. Розроблено еластичні багатошарові електроди, що містять вуглецеву струмопровідну тканину; встановлена ​​прямокутна форма електродів. Розташування електродів на тілі відповідає анатомічної локалізації м'язів.

5. Пошук раціонального режиму ЕС при ходьбі. З'ясовано середня інтенсивність електричного роздратування м'язів, що викликає приріст на 20 - 25% їх довільного скорочення при ходьбі, вибрано час корекційної тренування (40 - 60 хв.), Граничну відстань, яку проходить хворим з корекцією руху (2 км), максимальне число щоденних сеансів ( 15 - 20 протягом місяця).

Засоби апаратної реалізації методу ІКД.

На основі методу ІКД розроблені два типи багатоканальних коректорів, що представляють собою електронні стимулятори, що забезпечують подачу стимулюючих сигналів у відповідні фази кроку.

В даний час розроблений восьмиканальний коректор рухів, керований персональним комп'ютером. Головна його відмінність від раніше застосовувалася, корекції рухів полягає в тому, що цей коректор повністю адаптований до темпу виконуваних рухів.

Алгоритм роботи коректора полягає в тому, що вимірюється тривалість циклу між екстремальними значеннями суглобових кутів і програмуються фази електростимуляції м'язів в% до тривалості циклу відповідно до Електроміографічне профілем м'язів. Параметри ЕС: послідовність електричних прямокутних імпульсів по восьми каналах частотою 40 - 100 Гц, амплітудою від 30 до 255 мА (дискретність установки 1 мА), тривалістю від 20 до 255 мкс (дискретність установки 1 мкс). Точність виконання тимчасової програми ЕС - 1% циклу попереднього кроку.

Портативні системи призначені для використання коштів ІКД з метою закріплення рухових навичок, сформованих під час лікування в стаціонарі.

У 1987 р. розпочато серійний випуск портативного коректора рухів, названого апаратом ортопедичним АН8-27. Прилад призначений для корекції ходьби хворих з парезами ніг і інвалідів на протезах нижніх кінцівок.

Ортопедичний апарат АН8-27 призначений для корекції елементів ходьби хворих з паралитическими захворюваннями нижніх кінцівок, а також для тренування ослаблених м'язів за допомогою їх стимуляції при ходьбі і в спокої з метою поліпшення стояння і ходьби хворого.

Стимулятор харчується від акумулятора напругою 9 В. Маса стимулятора 310 м Габаритні розміри 124 х 93 х 43 мм.

Апарат складається з двоканального портативного електростимулятора, датчиків синхронізації стимуляції з фазами кроку, електродів і кріплень вузлів апарату на тілі хворого (див. Рис. 1).

Мал. 1. Ортопедичний апарат АН8-27.

Основні частини апарату: 1-двоканальний електростимулятор, 2-зарядний пристрій, 3-датчик синхронізації, 4 - електроди, 5 - манжета стегна, 6 - манжета гомілки, 7-бандаж.

Усередині пластмасового корпусу електростимулятора розташовані друкована плата, джерело живлення - акумуляторна батарея, підлаштування резистори і перемикач режимів роботи. На передній панелі електростимулятора знаходяться елементи управління.

Перемикач призначений для вибору режиму роботи електростимулятора: «Т» - тренування, «К» - корекція. Електроди і датчики синхронізації підключають до електростимулятором за допомогою многоштирькового роз'єму. Для візуального контролю стимулюючого сигналу на виході стимулятора на його передній панелі знаходиться світловий індикатор.

В конструкції друкованої плати передбачена можливість перемикання входу вузлів, які задають програму електростимуляції, до датчиків синхронізації в фазу згинання або розгинання в суглобі кінцівки. Для кожного хворого на розсуд лікаря здійснюється вибір фази синхронізації. За допомогою перемикача амплітуди напруга стимулюючих імпульсів можна встановлювати в межах 30 або 60 В.

Усередині корпусу на друкованій платі знаходяться підлаштування резистори. З їх допомогою індивідуально підбирають затримку стимулюючих сигналів щодо моменту синхронізації в межах від 0,09 до 0,90 с, а також встановлюють частоту слідування стимулюючих імпульсів в діапазоні від 30 до 60 Гц і тривалість стимуляції.

Датчик синхронізації є пристроєм контактного типу і містить верхню і нижню бранши, з'єднані віссю обертання. На осі встановлений кулачок, за допомогою якого при заданій величині кута між браншамі здійснюється включення контактного елемента. Обертанням кулачка з подальшою його фіксацією можна встановити необхідний кут спрацьовування датчика синхронізації.

Ткані електроди, що мають багатошарову структуру і містять струмопровідну тканину, зміцнюють на тілі хворого над стимулируемой м'язом. Електроди мають різні типорозміри: від 30X30 мм до 60x260 мм (в залежності від того, які м'язи повинні бути піддані стимуляції).

Бранші датчиків і електроди кріплять на хворому за допомогою еластичних манжеток гомілки і стегна і спеціального еластичного пояса, якщо електроди розташовуються на тазовому поясі. При цьому датчик синхронізації вставляють в шкіряний кишеню, пришитий зовні до манжетки гомілки і стегна.

Методика проведення сеансів корекції ходьби за допомогою апарату АН8-27 принципово не відрізняється від методики, застосовуваної на стаціонарній установці. Після того як на хворого надіті електроди, змочені водою і зафіксовані манжетками, і укріплений датчик синхронізації, здійснюють вибір амплітудної і тимчасової програм ЕС паретичних м'язів. Інтенсивність ЕС м'язів визначається трьома параметрами: амплітудою напруги електричного сигналу, частотою проходження і тривалістю стимулюючих імпульсів. Спочатку встановлюють величину амплітуди напруги, дискретно змінюючи її від 30 до 60 В при мінімальній тривалості імпульсу, потім плавно збільшують тривалість імпульсу до досягнення необхідного ступеня скорочення м'язів. Зазвичай підбирають таку інтенсивність ЕС м'язів, яка при короткочасному застосуванні (не довше ніж 0,6 с) забезпечує чітку корекцію рухів при ходьбі. Частота проходження імпульсів при цьому повинна бути дорівнює 50-60 Гц.

Тимчасову програму вибирають з урахуванням виду стимулируемой м'язи і темпу ходьби. Визначення тимчасової програми полягає в установці необхідної кута синхронізації, виборі фази синхронізації, тривалості затримки і самої стимуляції. Всі ці параметри повинні бути встановлені техніком спільно з лікарем стаціонару протезно-ортопедичного підприємства в процесі протезування апаратом АН8-27. Для цього на підприємстві необхідно мати установку, що дозволяє вивести кут датчика і позначки початку і кінця серії стимулюючих імпульсів на електронно-променевий осцилограф. Отримані техніком виміри параметрів ЕС потім переносять па портативний електростимулятор.

Результати реабілітації хворих з ураженнями і захворюваннями опорно-рухової системи.

ІКД застосований з високим клінічним результатом хворим: при наслідках поліомієліту, при наслідках пошкоджень спинного мозку на різних рівнях, при дитячому церебральному паралічі, при гемипарезе внаслідок гострого порушення мозкового кровообігу, при I - II стадіях сколіотичної хвороби, при остеохондрозі попереково-крижового відділу хребта, при переломах тіл грудних і поперекових хребців, при переломах кісток гомілки з утворенням несправжніх суглобів, у інвалідів з куксами гомілки або стегна, користуються протезами нижніх до кінцівках.

Встановлено, що за 20-денний курс лікування вдається отримати такий відновлювальний ефект, який при інших способах реабілітації досягається лише після наполегливої ​​кількамісячної тренування, особливо при наслідках спинномозкових ушкоджень.В цілому терміни реабілітації можуть бути скорочені в 2 - 3 рази.

Показано, що у хворих, які отримали лікування з застосуванням методу ІКД, спостерігається два типи змін: по-перше, підвищуються функціональні властивості м'язів, по-друге, нормалізується біомеханічна і іннерваціонних структура ходьби. Перше виражається в збільшенні сили м'язів, підвищення їх максимальної електричної активності, поліпшення кровообігу кінцівки. Про другий свідчить:

1. зростання основних характеристик ходьби (темпу, довжини кроку, швидкості);

2. нормалізація тимчасової структури кроку;

3. наближається до норми малюнок рухів в основних суглобах ноги, зменшення кульгавості, розгойдувань тулуба;

4. зростання опорної і поштовхової функцій нижніх кінцівок;

5. збільшення активності і впорядкування роботи м'язів при ходьбі;

6. зниження енерговитрат.

У клінічному плані спостерігається підвищення стійкості і велика витривалість при ходьбі, зменшення використання опори на милиці, палиці, купірування больового синдрому при корінцевих захворюваннях, нормалізація форми хребта при сколіозі, більш швидке і повноцінне зрощення кісток гомілки, поліпшення функції тазових органів при спинномозкових ураженнях і інші позитивні симптоми.

Метод ІКД має широку перспективу застосування в різних областях вітчизняної медицини для більш ефективної реабілітації хворих та інвалідів з ураженнями і захворюваннями опорно-рухової системи.


ЛІТЕРАТУРА

1. Бєлова А.Н. Нейрореабілітація.-М. Антидор, 2000 г. - 568с.

2. Прикладна лазерна медицина. Під ред. Х.П. Берлі, Г. І. Мюллера.- М .: Інтерекспорт, 2007р.

3. Олександрівський А.А. Комп'ютеризована кардіологія. Саранськ; "Червоний Жовтень" 2005: Додати 197.

4. Розробка і постановка медичних виробів на виробництво. Державний стандарт Республіки Білорусь СТБ 1019-2000.

5. Штарк М.Б., Скок А.Б. Застосування електроенцефалографічного биоуправления в клінічній практиці. М. - 2004 р

6. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Загальна фізіотерапія. М., СПб .: СЛП, 2008.

7. Ультрафіолетове випромінювання в профілактиці інфекційних захворювань. / А.Л. Вассерман, М.Г. Шандала, В. Г.Юзбашев. М. 2003р.

:)

  • Метод і пристрій програмованої електростимуляції мязів при патологічної ходьбі.
  • Засоби апаратної реалізації методу ІКД.
  • Результати реабілітації хворих з ураженнями і захворюваннями опорно-рухової системи.

  • Скачати 14.04 Kb.