Особенности электростимуляции

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит 25 листов, 3 таблица, 5 рисунков, 10 использованных источников литературы.

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР, МЫШЦА, ИЗМЕРЕНИЯ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СИГНАЛ, ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

Целью курсового проекта является разработка аппарата электростимуляции мышц.

Данная разработка может быть применена в медицинских учреждений различной направленности и в домашних условиях.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

1 Особенности электростимуляции 8

2 Анализ объектов электростимуляции11

3 Обзор и анализ устройств электростимуляции мышц15

4 Разработка структурной схемы электростимуляции мышц17

5 Конструктивный анализ элементной базы устройства19

6 Расчет параметров генератора21

7 Определение габаритов и массы устройства23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ24

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ25

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработать аппарат электростимуляции мышц, по заданным параметрам:

- генерируется сигнал в виде пачек прямоугольных импульсов;

- длительность импульсов t=10 мс;

- частота повторения импульсов f=50 Гц;

- период повторения пачек импульсов T= 2…10 c;

- наибольшая величина средневыпрямленного значения тока в цепи пациента (при активном сопротивлении нагрузки 1000 Ом ± 2 %,) Imax≤30 мА;

- напряжение питания – сеть 220 В, 50 Гц.

Разработать схему электрическую структурную и произвести расчет отдельных узлов устройства.

ВВЕДЕНИЕ

В практике современного здравоохранения широко используются медицинские системы электростимуляции органов и тканей. Технические устройства генерируют различные электрические токи, которые, взаимодействуя с функциональными системами организма, оказывают на них лечебное воздействие или дают информацию, используемую в диагностике.

Электростимуляторы применяется с целью предупреждения мышечной атрофии, для увеличения силы мышечных сокращений при дистрофии, для временного поддержания функционального состояния денервированных мышц. Простейшая методика электростимуляции заключается в подведении электрических стимулов к паре электродов, расположенных накожно в проекции мотонейронов, мышечных волокон или в двигательных точках.

Особенности электростимуляции

Электростимуляция – лечебный метод, основанный на применении импульсных токов для восстановления функции нервно-мышечного аппарата [Б]. Для электростимуляции применяют отдельные импульсы различной продолжительности (0,5…300 мс) и формы, серии таких импульсов с различной огибающей и продолжительностью, чередующихся с паузами (интенсивность до 50 мА). Применяют также переменные токи звуковой частоты (2…10 КГц), модулированные в отдельные серии и их посылки, чередующиеся с паузами (интенсивность до 100 мА) [2].

При прохождении импульсного тока через ткани, в моменты переключений, у полупроницаемых мембран тканей, в том числе у клеточных оболочек, происходит скопление одноименно заряженных ионов. Это ведет к изменению клеточных коллоидов и приводит клетку в состояние возбуждения, в частности двигательного, если воздействие оказывается на двигательный нерв или мышцу [2]. Для возбуждения двигательных нервов и скелетных мышц применяют импульсы с быстрым нарастанием тока – прямоугольные, треугольные и др. (при медленном нарастании тока двигательного возбуждения не происходит, или для его достижения необходима значительная сила тока). Для получения более естественных сокращений применяют серии импульсов длительностью 0,5…1 мс с частотой 30…150 Гц. Такие серии прерывают паузами, в результате сокращения мышц чередуются с их расслаблением.

Последнее время для электростимуляции двигательных нервов и мышц применяют токи звуковой частоты, модулированные в серии, и действующие подобно импульсам тока. Посылки, чередуемые с паузами, обеспечивают сокращение и отдых мышц. Существенным достоинством модулированных колебаний является отсутствие раздражающего действия тока под электродами, повреждение эпидермиса при длительной стимуляции. Возбуждающее действие таких серий колебаний осуществляется за счет смещения одноименно заряженных ионов внутри клеток в момент достижения колебаниями максимальных амплитуд. С увеличением длительности серий повышается их возбуждающее действие (в возбуждение вовлекаются медленно реагирующие структуры).

Импульсные токи, вызывая двигательное возбуждение и сокращение мышц, одновременно усиливают кровоснабжение и весь комплекс обменно-трофических процессов, направленных на энергетическое обеспечение работающих мышц. Одновременно повышается активность регулирующих систем, в том числе клеток коры головного мозга [2].

Электростимуляция применяется при параличах, парезах, атрофии мышц, повреждениях двигательных нервов, для повышения спортивной работоспособности.

При электростимуляции мышц воздействие током может проводиться непосредственно на мышцу или через ее двигательный нерв. При частичном поражении двигательного нерва стимуляцию желательно проводить через него (это улучшит его функциональное состояние). В этом случае один из электродов (площадью около 1 см²) помещают в область проекции нерва в месте наиболее поверхностного его расположения. Второй электрод (площадью около 100…150 см²) располагают на позвоночнике в области проекции корешков соответствующего нерва.

При полном нарушении проводимости по нерву или глубоком и недоступном его расположении стимулируют непосредственно мышцу. При этом один электрод (площадью 1…4 см²) помещают в двигательной точке (в месте разветвления двигательного нерва), а второй (площадью 100…150 см²) – на противоположной стороне участка тела.