Электростимуляция внутренних органов и опорно-двигательного аппарата

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ

На тему:

«Электростимуляция внутренних органов и опорно-двигательного аппарата»

МИНСК, 2008

Для профилактики и лечения гипокинезии применяется многоканальная программируемая электростимуляция, имитирующая работу мышц-антагонистов при выполнении произвольных движений с учетом их анатомо-физиологических особенностей.

Для биоуправления параметрами стимуляции используется отведение биопотенциалов здоровых мышц, которые модулируют сигналы воздействия. Биоэлектрическая активность может быть записана на магнитную ленту и многократно использоваться для управления движениями.

Для коррекции нарушений ходьбы разработаны методы ЭС ОДА, использующие отведение биопотенциалов здоровых мышц-антагонистов и соответствующих мышц здоровой конечности.

Рисунок 1 – Электростимуляция опорно-двигательного аппарата:

1,2 - воздействие на ЦНС, 3 - СМ, 4 - периферические нервы, 5 - мышцы

При тяжелых поражениях двигательных функций используется церебро-спинальная электростимуляция. В этом случае стимулы подводятся к областям спинного или головного мозга с помощью имплантированных электродов.

Управление процессом стимуляции осуществляется по радиоканалу, который может также применяться для подзарядки имплантированных источников питания. Для электростимуляции структур центральной нервной системы разработаны специальные фиксированные программы, включаемые извне с помощью радиочастотного программирующего устройства.

Методы церебро-спинальной ЭС ОДА применяются при лечении спинномозговых травм, центральных расстройств движения, реабилитации двигательных функций.

Электростимуляция дыхания (ЭСД) используется при расстройствах функции внешнего дыхания, вызванных угнетением дыхательного центра, патологией периферических или центральных механизмов, нарушением исполнительных механизмов дыхательного акта вследствие травм или хирургических вмешательств в области грудной клетки.

ЭСД осуществляется путем непосредственной стимуляции диафрагмы или диафрагмальных нервов, благодаря которой под действием плавно нарастающих стимулов сокращается дыхательная мускулатура и осуществляется активный вдох, а выдох происходит пассивно за счет эластичности диафрагмы и легких (рис. 1). Частота подводимых стимулов определяет ритм дыхательных движений.

Метод трансвенозной стимуляции наиболее полно отвечает задачам адекватного управления диафрагмальным дыханием. С помощью этого метода удается получить стабильный эффект в течение длительного времени без отрицательных воздействий на структуру диафрагмального нерва. При непосредственной стимуляции с помощью имплантируемых электродов используется радиочастотная передача стимула от экстракорпорального генератора воздействия к имплантируемому приемнику, соединенному с электродами, накладываемыми на нерв.

Рисунок 2 – Электростимуляция дыхания:

1 - диафрагмальный нерв; 2 - диафрагма; 3 - электроды; 4 - приемная часть; 5 - излучающая антенна; 6 - стимулятор

Биоуправляемая ЭСД позволяет синхронизировать стимулы с ритмом естественного дыхания. Для управления стимулами используете регистрация дыхательных движений диафрагмы, определяемых, например, с помощью термисторного датчика, реагирующего на движение воздуха во внешних дыхательных путях. Эффективность биосинхронизированной ЭСД оказывается существенно выше несинхронизированной.

Электростимуляция депрессорных нервов (ЭСДН) предложена как способ лечения гипертонической болезни. Особенностью барорефлекса, возникающего при ЭСДН, является кратковременность эффект, из-за наступающей адаптации. Длительное и стойкое снижение артериального давления можно получить, воздействуя стимулами попеременно — на правый и левый депрессорный нервы, таким образом, чтобы каждое последующее воздействие перекрывало предыдущее. Метод ЭСДН может найти применение в клинике для купирования гипертонических кризов, осложняющих течение гипертонической болезни и представляющих особую опасность.

При тяжелых болевых синдромах, встречающихся в неврологической практике, возможно применение спинномозговой стимуляции, осуществляемой с помощью электродов, имплантированных в спинномозговой канал. Связь с источником стимулов может осуществляться по радиоканалу или непосредственно через проводники, выходящиена поверхность кожи. Сообщается о высокой эффективности метода, оцениваемой по сравнению с методом перидуральной анестезии.

Электростимуляция нерва каротидного синуса используется для лечения стенокардии и гипертензии при неэффективности или наличии противопоказаний к другим видам терапии. Стимуляция осуществляется с помощью имплантированных электродов с радиочастотной передачей сигнала от внешнего стимулятора-передатчика. При гипертонии постоянная стимуляция нерва каротидного синуса приводит к ослаблению симпатической регуляции сердечной деятельности, что приводит к снижению частоты сердечных сокращений, ударного объема и давления крови. При стенокардии под влиянием стимуляции улучшается питание и происходит мобилизация резерва метаболических ресурсов миокарда. Эффективным является двухстороннее дискретное раздражение нерва, при котором отмечается нормализация обмена в миокарде. Предложена методика стимуляции, при которой параметры воздействия автоматически корректируются в зависимос