Электростимуляция внутренних органов и опорно-двигательного аппарата (стр. 1 из 2)

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 зависимости от состояния сердечной деятельности, анализируемой по результатам измерения ЭКГ. Для этого в состав имплантированной части системы включается микропроцессор с запоминающим устройством и схема управления. Данная методика стимуляции позволяет учесть индивидуальные особенности пациента, а также корректировать воздействие при физических нагрузках и в покое.

Электростимуляция желудочно-кишечного тракта применяется как метод борьбы с нарушениями моторной, моторно-эвакуаторной и секреторной функций пищеварительной системы. При трансгастральной электростимуляции желудка и двенадцатиперстной кишки в них через пищевод вводят активный электрод - зонд. В случае униполярной стимуляции, охватывающей большую зону кишечника, чем при биполярной, индифферентный электрод в виде пластинки помещают на брюшной стенке в эпигастральной области. При необходимости лечения нижних отделов кишечника активный электрод располагается ректально, а индифферентный - на передней брюшной стенке или на пояснице.

Используется также введение униполярного электрода через кишечные свищи. Для ликвидации послеоперационного пареза кишечника применяют наиболее простой способ стимуляции с помощью электродов, накладываемых на кожу в области гепатодуоденальной зоны.

Параметры стимулирующего воздействия определяются особенностями возбуждения гладкой мускулатуры, сокращения которой, достигая большой силы, распространяются достаточно медленно. Частота следования стимулов выбирается в диапазоне нескольких десятков герц при длительности стимула порядка единиц миллисекунд. Сообщается о высокой эффективности метода при лечении больных нейрогеннодискинетическими колитами, при поражениях спинного мозга, при лечении функциональной кишечной непроходимости.

Электростимуляция биологически активных точек (БАТ) (электро-акупунктура, электропунктура) заключается в раздражении БАТ слабым постоянным или импульсным низкочастотным током. Здесь используются игольчатые или конусные заостренные электроды, располагаемые в области БАТ.

Токи воздействия при игольчатых электродах не превышают десятков-сотен микроампер при миллисекундных длительностях стимула с частотой следования порядка десятков герц. Электростимуляция БАТ является одним из основных методов рефлексотерапии, используемой практически во всех основных направлениях медицины. Большой положительный опыт использования электропунктуры накоплен в практике анестезиологии-реаниматологии для борьбы с болевыми синдромами, в ортопедии и травматологии.

Дефибрилляция сердца осуществляется путем воздействия на сердце одиночным импульсом большой амплитуды. Причиной фибрилляции является частичная или полная потеря синхронизации в генерации и проведении возбуждения в сердце.

При дефибрилляции происходит одновременная деполяризация мембран всех клеток в результате их одномоментного раздражения сильным импульсом тока. Нормальная активность сердца восстанавливается в результате возникновения автономного возбуждения в синусовом узле.

При проведении дефибрилляции наиболее важным является выбор минимального по интенсивности импульса тока, способного вызвать эффективное воздействие при однократном включении, так как сама процедура дефибрилляции не исключает возможности повреждения сердца электрическим током.

При проведении кардиохирургических операций возможна прямая дефибрилляция, при которой электроды накладываются непосредственно на поверхность сердца.

Трансторакальная дефибрилляция осуществляется при наложении электродов на поверхность грудной клетки больного. Оптимальной формой импульса для осуществления дефибрилляции считается синусоидальная полуволна, возникающая при прохождении разрядного тока конденсатора через индуктивность при малой добротности системы. Амплитуда тока импульса достигает десятков ампер при длительности порядка 10 мс.

Электростимуляция выделительных органов включает электростимуляцию мочевого пузыря и сфинктеров и применяется при расстройствах мочеиспускания.