Читать реферат по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Моделирование процесса электростимуляции методом передаточной функции" Страница 4

(Назад) (Cкачать работу)

Этот критерий справедлив при выборе сигналов для мышц, основной функцией которых является сократительная. Функционирование внутренних органов связано не только с сокращением соответствующих гладких или поперечно-полосатых мускулатуры. Оно носит более сложный характер, поскольку связано с деятельностью различных физиологических систем и может включать множество физиологических обратных связей. Так, например, состояние желудочно-кишечного тракта определяется моторной, моторно-эвакуаторной и секреторной функциями пищеварительной системы. В связи с этим для выбора оптимальных сигналов стимуляции внутренних органов предлагается следующий энергетический критерий:

(3)

где Pсм - мощность, определяемая сократительной способностью соответствующих мышц органа, Pф - мощность, характеризующая функционирование данного органа (выполнение соответствующей функции).

Значение Pсм может быть измерено посредством определения проинтегрированной электроактивности мышцы A за единицу времени, либо через измерение силы F(t) и скорости V(t). Как правило, на интервале Tо мощность Pсм является непрерывной функцией времени. Мощность Pф носит периодический характер, что связано с периодичностью функционирования самого органа. Поэтому для оценки мощности Pф предложено использовать отношение времени функционирования органа Tф (проявляется выделением мощности Pф и Pсм) к времени Tэ, в течение которого присутствуют только сокращения мышц в околоэлектродной области (выделение мощности Pсм). Тогда энергетический критерий выбора сигналов электростимуляции приобретает вид:

(4)

где K1, K2 – эмпирические коэффициенты пропорциональности, определяемые индивидуально для каждого органа.

Порог болевого ощущения, вызываемого электрическими раздражителями, изменяется в зависимости от формы импульсов, причем ее уровень зависит от плотности и места приложения тока. Чтобы исследовать многообразие местных и общих реакций организма на электростимуляцию, недостаточно использовать только прямоугольные импульсы. С целью оптимизации формы импульсов были испытаны стимулы разной форм (прямоугольные, синусоидальные, треугольные, трапециевидные, экспоненциальные и колоколообразные) и длительности (от микросекунд до десятков миллисекунд), однофазные и двухфазные с разной длительностью фронта и среза, частотой следования, с амплитудной, частотной и амплитудно-частотной модуляцией, с выходом по напряжению и по току. Было установлено, что в диапазоне частот следования от 1 до 150 Гц наименее болезненны импульсы, которые моделируют форму тока действия нервного волокна, генерируемого в области перехвата Ранвье, продолжительностью 0,7-0,8 мс (длительность фронта 25-100 мкс, среза 600-700 мкс). С увеличением длительности импульса свыше 1 мс при воздействии через кожу на нервно-мышечные структуры эти стимулы вызывают у человека дискомфорт при частотах следования 1-20 Гц. Уменьшение длительности стимулирующих импульсов до 0,1-0,2 мс не приводит к возникновению неприятных ощущений, но требует увеличения амплитуды.

Применение низкочастотных импульсов для электростимуляции нервно-мышечных структур даст определенный лечебный эффект. Они обладают сравнительно небольшой мощностью, и путем изменения

Похожие работы