Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, БИОТЕХНОЛОГИЯ

Биотехнические системы электростимуляции.

natalya1980er 220 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 22 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 30.03.2019
Цель работы – рассмотреть биотехнические системы электростимуляции. Задачи: - привести основные определения, связанные с понятием «биотехническая система»; - изучить особенности биотехнических систем электростимуляции; - рассмотреть биотехническую систему электростимуляции для устранения эпизодов обструктивного апноэ сна.
Введение

Прогресс в области медицины немыслим без создания новых техниче-ских средств для диагностики и лечения заболеваний и болезненных состоя¬ний. Всестороннее исследование возникающих здесь процессов возможно на основе использования системного подхода, с помощью которого технические и биологические элементы, связанные для достижения поставленной цели, объединяются в биотехническую систему (БТС) целенаправленного дейст¬вия. Биотехнический системный подход является современной методологи¬ческой основой создания новой медицинской техники. Он предполагает оп¬ределенную последовательность разработки технических средств, включаю¬щих этапы биофизического или имитационного моделирования, эксперимен¬тального исследования, клинической апробации, что исключает формальное перенесение в медицину достижений техники. Поэтапное моделирование БТС позволяет правильно определить требо¬вания к проектированию технических звеньев, обеспечивающие адекватность лечебного воздействия и его направленность на получение конечного задан¬ного результата - состояния нормального функционирования организма. Важной областью приложения биотехнического системного подхода являет¬ся создание новых методов и технических средств электростимуляции орга¬нов и тканей. Медицинские БТС электронейростимуляиии образуются из со¬вокупности технических и биологических звеньев, взаимосвязано решающих задачу коррекции состояния организма шлем электрической стимуляции со¬ответствующих структур.
Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3 1. Биотехническая система: основные определения……………………………4 2. Особенности биотехнических систем электростимуляции………………….7 3. Биотехническая система электростимуляции для устранения эпизодов обструктивного апноэ сна………………………………………………………17 Заключение……………………………………………………………………….21 Список использованной литературы…………………………………………...22
Список литературы

1. Бузунов Р.В., Легейда И.В. Храп и синдром обструктивного апноэ сна. Учебное пособие для врачей. М.: Управление делами Президента Российской Федерации ФГУ Клинический санаторий «Барвиха», 2011. 77 с. 2. Улащик B.C., Лукомский И.В. Общая физиотерапия: Учебник. 3-е изд., стереотип. Книжный Дом, 2008. 512 с. 3. Мармарелис, П. Анализ физиологических систем. [Текст] / П. Мармарелис, В. Мармарелис. – М.: Мир, 1983. – 400 с. 4. Эйкхофф, П. Современные методы идентификации систем [Текст]: / П. Эйкхофф, А. Ванечек, Е. Савараги. – М.: Мир, 1983. – 400 с. 5. Калакутский, Л.И. Биотехнические системы электронейростимуляции [Текст] / В.И. Лощилов, Л.И. Калакутский / – М.: Издательство МГТУ, 1991. – 168 с. 6. Калакутский, Л.И. Аппаратура и методы клинического мониторинга: Учебное пособие [Текст] / Л.И. Калакутский, Э.С. Манелис. – М.: Высшая школа, 2004 – 156 с. 7. Гусев, В.Г. Получение информации о параметрах и характеристиках организма и физические методы воздействия на него [Текст] / В. Г. Гусев – М: Машиностроение, 2004. – 597 с. 8. Федотов, А.А. Измерительные преобразователи биомедицинских сигналов систем клинического мониторинга [Текст] / А.А. Федотов, С.А. Акулов. – М.: Радио и связь, 2013. – 250 с. 9. Попечителев, Е.П. Аналитические исследования в медицине, биологии и экологии [Текст] / Е.П. Попечителев, О.Н. Старцева. – М.: Высшая школа, 2003. – 279 с. 10. Теория и проектирование диагностической электронномедицинской аппаратуры [Текст] / Под ред. В.М. Ахутина. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1980. – 147 с. 11. Шмидт, Р. Физиология человека. В 3-х томах [Текст] / Р. Шмидт – М.: Мир, 1996. 12. Рубин, А.Б. Биофизика, книга 2. Учебное пособие для ВУЗов [Текст] / Под ред. А.Б. Рубина. – М: Высшая школа, 1987. – 365 с.
Отрывок из работы

1. Биотехническая система: основные определения Понятие «системы» [гр. Systeme – целое] является общим из самых общих понятий, применяемых при описании взаимосвязанных объектов и явлений различной природы. В самом общем случае под системой понимается множество закономерно связанных между собой элементов, представляющее собой определенное целостное образование и выполняющее заданную целевую функцию. Биотехническая система (БТС) представляет собой выделенные в единую систему, биологические и технические элементы (звенья), связанные между собой для выполнения заданной целевой функции. БТС управления целостным организмом объединяют живые организмы и средства, служащие для формирования искусственной среды обитания (космические, глубоководные исследования), формирования направленного поведения у живых организмов (поведенческие реакции у животных, виртуальная реальность у человека). Рассмотрим в качестве примера более подробно структуру скрининговой медицинской диагностической БТС, имеющей целевую функцию ранней диагностики предрасположенности обследуемых к возникновению сердечно-сосудистых заболеваний. Реализация целевой функцией БТС осуществляется путем диагностики функциональных изменений в сердечно-сосудистой системе обследуемых и разграничения обследуемых по группам: «норма» (отсутствие диагностируемого состояния), «отклонение» (вероятное наличие состояния), «изменение» (наличие состояния). Патология сердечно-сосудистой системы является основной причиной заболеваемости и смертности во всех экономически развитых странах. Эти заболевания, обуславливая высокий уровень временной и стойкой нетрудоспособности, приводят к большим трудовым и экономическим потерям. Одним из путей предупреждения и успешного лечения заболевания является их раннее выявление. Диагностические методы, существующие для этой цели, основаны на обработке данных, полученных в результате обследования пациента методами функциональной и клинической диагностики, включающими исследование реакции организма (в первую очередь сердечно-сосудистой системы) на провоцирующее тестовое воздействие (физиологическую пробу). В соответствии с целевой функцией, являющейся системообразующим фактором, БТС должна объединять следующие элементы: - физиологические системы организма обследуемого, ответственные за формирование диагностируемого состояния; - технические средства определения физиологических показателей, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы; - диагностические средства, реализующие решающие правила, определяемые целевой функцией системы; - средства воздействия на обследуемого, необходимые для формирования функциональной пробы. Взаимосвязь элементов БТС определяется целевой функцией системы. Для разграничения обследуемых на группы необходимо реализовать решающее правило диагностики на основе получения данных о пациенте (анамнез), определения физиологических показателей состояния сердечно-сосудистой системы путем регистрации, измерения и обработки данных на фоне проведения функциональных проб. Качество выполнения целевой функции системы может быть оценено с помощью исследования функциональных характеристик. Показатели функционирования, определяемые на основе анализа этих характеристик, дают количественную меру для оценки свойств БТС и используются при сравнении различных вариантов построения системы и способа ее описания с точки зрения критериев наилучшего достижения цели. Важными функциональными характеристиками БТС являются: эффективность, надежность, качество управления. Эффективность является наиболее распространенной характеристикой, показывающей качество выполнения целевой функции БТС в заданных условиях. Показатель эффективности БТС характеризует степень приспособленности элементов системы к выполнению поставленных задач. Формирование показателя основано на оценке соотношения параметров результата и величины затраченных на их достижение средств. Надежность в БТС невозможно оценить, так как это делается в технике. Это связано с тем, что биологические объекты представляют собой сложные системы, характеризующиеся иерархической разветвленной структурой, избыточностью, поддерживаемой непрерывным воспроизведением элементов. Что касается технических звеньев БТС, то здесь используются традиционные подходы. В нормальных условиях функционирования можно говорить лишь о снижении эффективности системы при отказе ее элементов. В качестве показателя, характеризующего надежность БТС, может быть выбрана величина относительного снижения эффективности. Качество управления в БТС характеризует процесс перехода системы из одного состояния в другое под действием внешних или внутренних факторов. Внешние или внутренние факторы представляются с помощью вектора управляющего воздействия, который влияет на выходные реакции системы. Показатель качества управления можно определить путем сравнения эффективности системы для нескольких вариантов управления. Качество управления может быть оценено при сравнении терапевтических БТС, использующих различные методы формирования лечебного воздействия. Например, в анестезиологической практике для целей послеоперационного обезболивания используется введение лекарственных препаратов-анальгетиков. Альтернативным вариантом подавления болевых ощущений является применение чрескожной электростимуляции. В первом случае, система, включает шприцевой насос-дозатор, программируемый для непрерывного введения необходимой дозы лекарственного препарата в кровяное русло (базовый вариант для сравнения качества управления). Во втором случае, в качестве технического звена используется противоболевой электростимулятор, формирующий воздействующий ток через электроды расположенные на коже пациента. Эффективность системы обезболивания можно оценить по отношению выраженности болевых ощущений у пациентов, определенной по балльной шкале в соответствующие моменты лечения, к балльной оценке побочных эффектов примененного способа обезболивания. Если бальная оценка снижения болевых ощущений в обеих случаях практически совпадает, то побочные эффекты менее выражены при использовании электроанальгезии. Таким образом, эффективность обезболивания при использовании чрескожной электронейростимуляции оказывается выше, чем при применении анальгетиков, что свидетельствует о более высоком качестве управления состоянием пациента в рассматриваемой системе. ? 2. Особенности биотехнических систем электростимуляции Электрохимическая природа процессов, происходящих в живых организмах, обуславливает определенную реакцию различных биологических тканей на приложенный ионный ток. Так, например, мышечные клетки сокращаются под действием электрических стимулов, а нервные, проявляя свойства возбудимости, генерируют импульсацию, распространяющуюся по нервным проводникам, передавая информацию в другие нервные клетки и органы. В настоящее время методы электрической стимуляции применяются практически во всех областях медицины, как с лечебной, так и диагностической целью. Электрическая стимуляция успешно сочетается с традиционной лекарственной терапией, а в ряде случаев позволяет добиться лечебного эффекта там, где другие методы лечения не дают положительного результата. Можно выделить несколько видов электростимуляции. Общая электроанестезия. Это воздействие током на ЦНС с целью формирования наркотического состояния, достаточного для проведения хирургических вмешательств. Достоинствами этого метода являются отсутствие токсического действия на организм, мгновенное достижение анальгезии, быстрый выход из состояния электронаркоза, возможность строгой его дозировки. Данный метод иногда используется как основной компонент общей электрофарманестезии. Как отдельный метод электроанестезия не применяется, в связи с возможным появлением судорожной реакции пациента, а также из-за того, что у ряда людей не наблюдается потеря сознания. При проведении общей электроанестезии используется височно-затылочное расположение электродов, при котором ток охватывает большинство структур мозга. Эффект во многом зависит от выбора определённой формы тока. Наряду с прямоугольными импульсами длительностью порядка сотен микросекунд при частоте порядка сотен герц, используются интерференционные токи звуковой частоты с расстройкой порядка сотен герц, подаваемые через две пары электродов. Центральная электроанальгезия основана на электроимпульсном воздействии на определённые структуры ЦНС. Здесь используется положение электродов на лоб (раздвоенный катод) и шею под сосцевидными отростками (раздвоенный анод). В результате метода электротранквилизации обеспечивается ослабление коркового компонента эмоциональных реакций и их вегетативных проявлений. Метод применяется в акушерско-гинекологической практике для лечения и профилактики токсикоза, подготовки беременных к родам, при обезболивании и регуляции родов. Метод позволяет ограничить введение наркотических средств, снимать патологические реакции организма при болях. Электростимуляция опорно-двигательного аппарата (ЭС ОДА) применяется с целью предупреждения мышечной атрофии при резком ослаблении двигательных функций, для увеличения силы мышечного сокращения при дистрофиях, временного поддержания функционального состояния денервированных мышц. Простейшая методика проведения ЭС ОДА заключается в подведении электрических стимулов от генератора возбуждения к паре накожно расположенных электродов в проекции мотонейронов, мышечных волокон или в двигательных точках. Различают подпороговый, пороговый и надпороговый режимы стимуляции. При подпороговом режиме не происходит видимого сокращения мышцы, однако, мышечный тонус поддерживается на более высоком уровне, чем в покое. Пороговая электростимуляция вызывает незначительные сокращения мышечных групп, при этом увеличивается их функциональное состояние. При надпороговом режиме происходит сокращение мышц различной выраженности, связанное с интенсивностью воздействующего стимула. Для профилактики и лечения гипокинезии применяется многоканальная программируемая электростимуляция, имитирующая работу мышц-антогонистов при выполнении произвольных движений с учётом анатомо-физиологических особенностей мышц. Для биоуправления параметрами стимуляции используется отведение биопотенциалов здоровых мышц, которые моделируют сигналы воздействия. Биоэлектрическая активность может быть записана на жесткий носитель информации и многократно использоваться для управления движениями. Для коррекции ходьбы разработаны методы электростимуляции опорно-двигательного аппарата, использующие отведение биопотенциалов здоровых мышцантогонистов и соответствующих мышц здоровой конечности. При тяжёлых поражениях двигательных функций используется цереброспинальная электростимуляция. В этом случае стимулы подводятся к областям спинного или головного мозга с помощью имплантируемых систем. Методы цереброспинальной ЭС ОДА применяются при лечении спинномозговой травмы, центральных расстройствах движения, реабилитации двигательных функций. Электростимуляция органов слуха и зрения применяется с целью терапии и протезирования при утрате естественной функции органов. Для улучшения слуха используется электростимуляция слухового нерва через первичное раздражение рецепторных зон, а также соответствующих биологически активных точек. При лечении больных с нейросенсорной глухотой предложен метод электростимуляции слухового нерва короткими пачками монополярных импульсов, следующих с частотой акустического сигнала; число импульсов в пачке возрастает с увеличением интенсивности звука. Имплантированная часть устройства содержит мультиэлектрод, соединённый со слуховым нервом, и микропроцессор, управляющий режимом стимуляции; передача энергии от внешнего передатчика осуществляется по радиочастотному каналу, а передача информации – с помощью ультразвука, чем достигается развязка каналов. Прямая электростимуляция зрительных нервов осуществляется с помощью имплантированных биполярных электродов. Электростимуляция способствует повышению уровня активности зрительного нерва и зрительной системы в целом и используется как метод восстановления зрения при повреждении зрительных нервов. Диагностическая электростимуляция заключается в электроимпульсном воздействии на нервные или мышечные структуры с целью их возбуждения и регистрации вызванных возбуждением эффектов. Диагностическая стимуляция сердца используется для выявления скрытых форм нарушений проводимости в различных отделах проводящей системы, определения резерва коронарного русла, слабости синусового узла. Стимуляция в этом случае осуществляется с помощью эндокардиального электрода, регистрация эффекта воздействия производится путём внутрисердечной электрографии. Широкое распространение получила электростимуляционная миография, с помощью которой проводят диагностику ряда заболеваний, связанных с нарушением проводимости по нерву, нервномышечной передачи. В данном случае стимулирующее воздействие в виде однократных или периодических импульсов прикладывается чрескожно, в проекции возбуждаемых структур. Эффект воздействия оценивается по регистрации электромиограммы. Важное значение для клиники нервных болезней имеет исследование рефлекторного ответа мышцы, вызываемого электрической стимуляцией нерва, так называемого Н-рефлекса. Это обусловлено в первую очередь тем, что величина Н-рефлекса отражает функциональное состояние спинальных структур, которое, в свою очередь, находится под супраспинальным контролем. В анестезиологии используется стимуляция двигательных нервов для определения степени нервно-мышечной блокады при введении оперируемому больному мышечных релаксантов. Стимулы подаются, например, на локтевой нерв в виде четырёхимпульсной последовательности при длительности стимулов 2 мс; мышечное сокращение большого пальца фиксируется с помощью датчика силы; обработка получаемых сигналов осуществляется микро-ЭВМ, выдающей величину в процентах достигаемой нервно-мышечной блокады. Важным направлением диагностической электростимуляции является воздействие дозированными по интенсивности стимулами на кожу с целью определения порогов тактильной и болевой чувствительности. Измерение порогов чувствительности на определённых участках кожи позволяет, в частности, судить о развитии патологических процессов в центральной нервной системе. Определение порогов кожной чувствительности осуществляется с помощью электродов, питаемых от стимулятора, работающего в режиме генератора тока. Для оценки болевой чувствительности в стоматологии стимулы прикладываются на кожу щёчной области лица или через специальные электроды непосредственно на зуб. При этом фиксируется не только пороговое значение интенсивности стимула, но и вегетативные проявления болевой реакции по сигналам с датчиков плетизмограммы и пневмограммы; полученная информация анализируется на ЭВМ. Электростимуляция выделительных органов включает в себя электростимуляцию мочевого пузыря и сфинктеров. Электростимуляция мочевого пузыря применяется при расстройствах мочеиспускания. В зависимости от места приложения стимулов используется стимуляция соответствующих нервов, мышц мочевого пузыря и непосредственно спинальных центров мочеиспускания. В случаях, когда транскректальное подведение стимулов становится неэффективным, производят имплантацию электродов для непосредственной стимуляции мочевого пузыря. В этом случае передача стимулов может осуществляться по радиоканалу. При лечении дисфункции сфинктеров стимулирующий ток способствует напряжению мышц сфинктера и восстановлению их естественного тонуса. Для лечения энуреза используется методика длительной стимуляции с помощью электродов, располагаемых как эндоуретально, так и накожно. При лечении анальной инконтененции электроимпульсное воздействие прикладывается через ректальный электрод специальной формы к мышцам нагрудного сфинктера в целях увеличения тонического напряжения мышц. Электростимуляция депрессорных нервов (ЭСДН) предложена как способ лечения гипертонической болезни. Особенностью барорефлекса, возникающего при ЭСДН, является кратковременность эффекта 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.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Реферат, Биотехнология, 12 страниц
120 руб.
Реферат, Биотехнология, 33 страницы
396 руб.
Реферат, Биотехнология, 33 страницы
330 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg