發(fā)布時間：2020-05-10 22:33

【摘要】：腦卒中后遺癥作為致殘率最高的疾病困擾著千萬家庭,其影響時間長、病情嚴重、難以完全康復等特點成為人們急迫想要克服的病癥。當前的主流康復方式是機械康復,但是其帶給病患過多痛苦,康復范圍較小等特點促使人們發(fā)掘其他有效方式。功能性電刺激(Functional Electrical Stimulation,FES)作為一種新興康復方法逐漸進入人們視野,它的安全可靠性和良好的康復效果激勵人們研究更多的操作細節(jié)和內在機理。本次研究通過對正常志愿者的刺激參數(shù)規(guī)律和肌肉疲勞規(guī)律進行研究,制定適用于臨床治療的有效方法;利用BCI系統(tǒng)作為刺激觸發(fā)方式不僅實現(xiàn)了遠距離操作,也有效提升治療效果。目的1.發(fā)現(xiàn)電刺激刺激位點規(guī)律及刺激參數(shù)相關規(guī)律;2.探究電刺激對肌肉疲勞的影響及規(guī)律;3.探究腦電信號作為電刺激系統(tǒng)觸發(fā)方式的可能性。方法1.通過脛骨前突和橈骨前突作為坐標起始參考點制定貼合前臂的坐標系并定位四塊肌肉共八個電極坐標,最后分別計算對應電極位置關于前臂長度或前臂最粗周長的比例關系,探查比例關系是否相對一致;2.定二調一為基本方法分別對刺激脈寬、刺激強度、刺激頻率之間不同刺激參數(shù)進行相關性檢測及探索最適宜電刺激參數(shù)的范圍及組合方法;3.通過電刺激指淺屈肌、采集及電信號分析特征值、采集最大握力值共同研究電刺激致疲勞的特征值、疲勞閾值、最適宜刺激間隔;4.使用時頻域方法及信號能量變化來分析判斷運動想象發(fā)生時刻及探究手抓握及手伸展兩種運動想象的區(qū)分方法。結果1.通過定位電極位置并進行處理后所有電極位置的最大誤差為8%,被試者的前臂長度平均230 mm,因此最大電極位置誤差為1.8 cm。本次實驗使用電極直徑為2 cm,因此可以判斷電極誤差足夠小,有實際意義;2.刺激頻率的適宜范圍為25Hz-55Hz;電流強度的適宜范圍為3.5mA-8.3mA;電流脈寬的范圍為0.15ms-0.5ms;三個參數(shù)任意一個參數(shù)一定時,另外兩個參數(shù)均為負相關;3.經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)整流平均值(ARV)從0.018μs-0.067μs整體趨勢呈隨著疲勞加深而逐漸升高因此適合作為肌肉疲勞特征值;當特征值上升到0.035μs時出現(xiàn)最大握力值不再下降且動作出現(xiàn)變形,因此我們把它設置為疲勞閾值;利用疲勞閾值監(jiān)測正常實驗時的特征值發(fā)現(xiàn)每刺激一組后休息五分鐘疲勞特征值穩(wěn)定在0.001μs-0.013μs小于疲勞閾值,因此把休息時間設置為五分鐘保證實驗不受肌肉疲勞影響;4.當進行運動想象時,腦電信號的時頻域分析顯示10Hz頻帶能量由0.14±0.07提升至0.23±0.12(具有統(tǒng)計學差異,p0.05,n=50)因此可以作為想象運動發(fā)生時刻的判斷依據(jù)。在想象抓握時C3通道β波段能量下降至0.14±0.03,在進行想象伸展時C3通道β波段能量上升至0.17±0.05(具有統(tǒng)計學差異,p0.05,n=6)可以作為區(qū)分兩種不同運動想象的依據(jù)。結論1.刺激參數(shù)范圍及刺激位點規(guī)律臨床治療康復中可以起到指導作用,證實了表面電極實現(xiàn)功能性電刺激的可行性;2.通過揭示本次實驗中特定刺激參數(shù)環(huán)境下的電刺激致疲勞因素及規(guī)律,我們嚴格區(qū)分疲勞分界線,實驗進程完全不會被肌肉疲勞因素影響;3.利用10Hz的頻域變化及β波的能量變化有效區(qū)分不同運動想象任務,提出了一種腦電控制電刺激系統(tǒng)的可能性。
【圖文】：

2 低頻電刺激相關細節(jié)研究2.1 相關肌肉位置及功能簡介現(xiàn)已對指伸肌、指淺屈肌、尺側腕屈肌、橈側腕屈肌、拇短屈肌這五塊重要肌肉進行詳細實驗研究，，肌肉的作用一覽表和相關結果如下：表 1 肌肉功能對照表肌肉名 功能指淺屈肌（二層） 屈近側指骨間關節(jié)，屈掌指關節(jié)和屈腕指伸�。\層） 伸指，伸腕拇短屈肌（淺層） 屈拇指近節(jié)指骨旋前圓�。\層） 旋轉前臂旋前圓肌

圖 2.2 指伸肌電極放置方法較長時間的調整后確定了刺激位點，在這個刺激位點上，選用臨床通頻率 30Hz，脈寬 100μs，刺激強度 7mA）可以有效實現(xiàn)肌肉功能且這樣的位置尋找過程非常麻煩，具體的刺激位點尋找方式也鮮有報道分布大致一樣，個體差異主要體現(xiàn)在手臂長度及粗細程度所帶來的刺沒有一個合適的參考方式來說明刺激位置，基于以上設想，我們首先骨凸起作為起點，垂直于中指為 X 軸，中指所在直線為 Y 軸做直角坐有刺激位點放置于這個坐標軸中（坐標軸是貼合整個手臂的桶狀，不。下圖為設置坐標示意圖）
【學位授予單位】：新鄉(xiāng)醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R743.3

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本文編號：2658000