功能电刺激仪在偏瘫步态康复中的应用

我国是脑卒中的高发国,很多病人都留有后遗症,其中偏瘫步态最为典型。在文献中对偏瘫步态的康复方法很多,其中功能性电刺激由于其技术不断进步,功能不断完善,尤其是在康复治疗中效果良好,越来越受到相关领域的从业人员的重视,同时对其展开了大量的研究。本文通过对近几年电刺激在偏瘫步态康复中的应用的总结和分析,力求展现它的发展思路和最新的研究成果。为开发和使用它的从业人员提供理论依据和运用功能电刺激最有效的康复手段。     

角速度信号在功能性电刺激系统步态分段算法中的应用

研究可应用于功能性电刺激输出控制的步态识别算法,利用MEMS传感器采集步态的角速度数据,通过设置阈值实时识别患者行走时的摆动相,在脚跟离地时刻开启功能性电刺激,在脚跟着地时刻停止电刺激.平地自由行走模式和跑步机平台下的实验结果表明:该算法对脚跟离地和脚跟着地两个时刻的识别率分别大于97%和98%.本算法不需要积分运算,避免了累积误差,步态分段准确性高且算法简单,易于在单片机中实现,为研究穿戴式功能性电刺激系统提供了基础与保证.     

榕树须醇提取物对脑血栓形成和凝血功能的影响

【目的】探讨榕树须不同提取物的抗脑血栓作用,并评价其对凝血功能的影响。【方法】采用小鼠脑偏瘫、电刺激致大鼠血栓模型观察提取物对小鼠脑血栓的保护率、大鼠血栓形成时间的影响;采用肾上腺素加冰浴致小鼠血瘀模型观察其对凝血酶时间及纤维蛋白原时间的影响。【结果】榕树须95%、80%醇提物的不同提取部位能提高小鼠脑偏瘫恢复率(20%~60%);乙酸乙酯及正丁醇部位对电刺激引起的脑血栓有较好保护作用(P0.01,P0.001);乙酸乙酯部位及正丁醇部位均能延长寒凝血瘀小鼠的凝血酶时间(P0.05,P0.001);正丁醇部位能延长寒凝血瘀小鼠的纤维蛋白原时间(P0.05)。【结论】榕树须80%醇提物的正丁醇部位具有较好的抗脑血栓及改善血瘀小鼠凝血功能的作用。     

帮助瘫痪病人行走的电子助行器问世

一种帮助瘫痪病人行走的最新装置——电子助行器,最近由解放军第三军医大学野战外科研究所试制成功。电子助行器是一种随身携带式功能性医用电子装置,具有帮助行走和促进神经肌肉功能恢复的作用。对偏瘫、不完全性截瘫、脑性小儿瘫和脊髓灰质炎后遗等由于踝关节     

神经假肢手的感知反馈重建技术及应用

 重建假肢手的感知反馈功能是当前神经康复工程的重大挑战之一。从触觉感知的神经基础、重建技术分类及其应用等方面，综述了神经假肢手人机交互技术的进展。功能性电刺激是常用的神经调控技术，可用于刺激大脑皮层、外周神经及皮肤感受器等，达到重建感知功能的目的，并已取得一些重大技术突破和临床应用。基于诱发指感的表面电刺激技术可形成一种非侵入神经接口，结合神经移植再造感知功能，有很好的应用前景。关键词神经假肢手；感知反馈技术；电刺激     

基于膝关节角度测量装置的脑卒中偏瘫患者步态分析

为探究脑卒中偏瘫患者异常步态和膝关节角度的关系，文章对8名患者和6名正常人的步态参数进行研究。利用自行研制的膝关节角度测量装置采集偏瘫患者和正常人步行时下肢膝关节角度，分析对比2组参数的差异；在此基础上提出膝关节角度测量装置与低频脉冲电刺激仪相结合的方法改善脑卒中偏瘫患者的异常步态。参数分析结果表明，患者步态异常的主要原因是患侧肢体进行屈膝动作时膝关节会出现痉挛状态，表现为患者膝关节角度动态变化曲线不平滑，膝关节角度活动范围和步速小于正常人，部分患者具有膝过伸的现象；患者康复训练结果表明，膝关节角度测量装置不仅可以用于步态分析，还可与其他装置结合用于异常步态的康复和痉挛等级评估。     

神经肌肉功能性电刺激的国外研究概况

国外对卒中患者的足下垂症状能以电刺激进行矫形并能使行走的步态改善,达到真正康复的报导很多。这些报导涉及到功能性电刺激(FES)器的制作,疗效机制的探讨和临床应用等问题。本文依照以下五个方面加以综述,以供参与和关注FES研究活动者参考。 (1) 使足下垂患者恢复功能的电刺激器的研究沿革; (2) FES使足下垂功能恢复的可能机制; (3) 选择足下垂矫正器FES参数的理论根据; (4) 适应症、禁忌和临床成绩; (5) FES研究的展望。     

一种利用肌肉激活特性调制和评估功能性电刺激的方法

提出一种基于肌肉激活生理特性的足下垂功能性电刺激调制与评估方法. 结合肌肉募集的死区和饱和特性,利用自然步态下胫骨前肌的肌电信号和电刺激下胫骨前肌的耐受值和阈值调制电刺激输出曲线. 研究基于1-范数的方法量化肌肉在电激活下的肌电信号募集水平评估所提出的电刺激调制方法的性能. 通过实验比较了肌电信号调制电刺激时的胫骨前肌电诱发募集特性和自然激活时的募集特性,二者的相关系数达到0.8815. 结果表明,利用自然激活方式调制电刺激的输出方式是有效的,而基于肌肉激活程度的评价指标具有可行性.     

电刺激调控干细胞心肌向分化和心肌修复

缺血性心脏疾病是当前全球范围内导致人类死亡的首要原因,基于干细胞的心肌修复疗法前景广阔,然而经干细胞定向诱导分化形成的心肌细胞尚未完全成熟,不能执行正常心肌细胞的功能。在介绍导电材料基电刺激平台和电刺激模型的基础上,重点综述近年来国内外利用电刺激调控干细胞心肌向分化和心肌修复的最新研究进展。研究表明,对接种在导电生物材料上的细胞施加电刺激可显著促进干细胞的心肌向分化以及心肌细胞的成熟和功能化,并且将形貌或3D微环境和电刺激相结合可显著促进干细胞源心肌细胞的成熟,然而目前针对这种联合刺激的研究尚未成熟,未来可更深入地探究细胞外基质微环境和电刺激对细胞的联合作用。     

微机控制功能性电刺激实验系统

以IBM PC/XT 计算机为基础的神经肌肉功能性电刺激实验系统,根据功物实验原理,输入适当参数,产生两路刺激信号的控制电压,记录相应肌肉的收缩力及其电活动一肌电图(EMG),自动控制实验过程.研究具有多种发放率和募集控制方式的肌力调节、电刺激下肌肉的EMG/力模型、神经肌肉系统的频率响应等.     

不同固定方式下大学生下肢力量的研究

通过对大学生下肢力量的强弱与肌肉电信号进行研究,将两种不同固定方式下下肢力量的峰值与肌肉电信号进行比较。分析影响大学生下肢力量相对薄弱的主要因素,并根据测得实验数据进行归纳分析,寻找大学生下肢最大力量训练方法的最优方案,并将研究成果运用到教学实践中,为提高大学生下肢力量提供指导。     

步态自主平衡行为的下肢神经肌肉力学分析

针对步态过程滑移后的自主平衡恢复行为,建立了基于神经肌肉力学理论的下肢行走多杆动力学模型．利用该模型对步态滑移现象发生后的自主平衡恢复过程进行了定性分析,给出了步态自主平衡恢复行为中的主控参数,并对自主平衡恢复过程中下肢肌群的功效进行了讨论,计算了自主平衡恢复行为中的下肢肌群主控参数．两组不同受试者的滑后自主平衡恢复实验结果表明,该步态模型可用于分析滑跌后的自主平衡行为特征．     

经颅直流电刺激有限元仿真的研究进展

经颅直流电刺激有限元仿真是一种基于头部有限元实体三维模型分析经颅直流电刺激电流分布的数学分析方法。作为一种理论研究方法,其目的是为实际经颅直流电刺激的应用提供相应的理论基础,对实际的操作和实验具有一定的指导意义。综述了经颅直流电刺激有限元仿真的研究现状,分析了经颅直流电刺激的头部三维实体模型的建立及优化、电极片设计及定位等关键技术,展望了经颅直流电刺激的研究趋势和方向。     

Behavioural improvements with thalamic stimulation after severe traumatic brain injury

Widespread loss of cerebral connectivity is assumed to underlie the failure of brain mechanisms that support communication and goal-directed behaviour following severe traumatic brain injury. Disorders of consciousness that persist for longer than 12 months after severe traumatic brain injury are generally considered to be immutable; no treatment has been shown to accelerate recovery or improve functional outcome in such cases. Recent studies have shown unexpected preservation of large-scale cerebral networks in patients in the minimally conscious state (MCS), a condition that is characterized by intermittent evidence of awareness of self or the environment. These findings indicate that there might be residual functional capacity in some patients that could be supported by therapeutic interventions. We hypothesize that further recovery in some patients in the MCS is limited by chronic underactivation of potentially recruitable large-scale networks. Here, in a 6-month double-blind alternating crossover study, we show that bilateral deep brain electrical stimulation (DBS) of the central thalamus modulates behavioural responsiveness in a patient who remained in MCS for 6 yr following traumatic brain injury before the intervention. The frequency of specific cognitively mediated behaviours (primary outcome measures) and functional limb control and oral feeding (secondary outcome measures) increased during periods in which DBS was on as compared with periods in which it was off. Logistic regression modelling shows a statistical linkage between the observed functional improvements and recent stimulation history. We interpret the DBS effects as compensating for a loss of arousal regulation that is normally controlled by the frontal lobe in the intact brain. These findings provide evidence that DBS can promote significant late functional recovery from severe traumatic brain injury. Our observations, years after the injury occurred, challenge the existing practice of early treatment discontinuation for patients with only inconsistent interactive behaviours and motivate further research to develop therapeutic interventions.     

小脑经颅直流电刺激技术提升运动表现的应用

小脑是脑皮层下的一个重要运动调节中枢,它与大脑不同皮层区域在解剖和功能上紧密连接,配合大脑皮层完成机体的运动功能和运动学习。经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)是一种非侵入性的脑刺激技术,通过电极将微弱的电流作用于小脑能有效地提升皮层脊髓兴奋性和调控小脑与大脑皮层间的功能连接。本文系统梳理近20年国内外关于tDCS刺激小脑对提升人类运动表现影响的相关文献,研究结果表明tDCS刺激小脑可以改善人体的运动表现,如姿势控制、运动适应与运动学习、肌肉力量表现等。然而,tDCS刺激小脑的生理机制和刺激强度、刺激时间、刺激时间间隔等参数的选择有待进一步研究。未来的体育科学研究中,如何将tDCS刺激小脑的技术应用于运动训练,帮助运动员突破现有的运动能力仍有待深入探究。     

低渗透油藏二氧化碳吞吐井组优选方法研究

大庆油田榆树林区块为特低渗透区块,榆树林采油厂近年来推广CO2单井吞吐工艺来提高原油采收率。针对榆树林油田CO2吞吐施工井的选择方法展开研究,将模糊数学评判方法应用于CO2吞吐井位选择。榆树林油田CO2吞吐井位的选择应考虑下面6种参数:剩余油饱和度、油井含水率、油层厚度、渗透率、孔隙度、井底流压。     

下肢康复机器人运动学分析与运动控制实现研究

针对现今越来越多脑卒中患者,设计出一款可以达到康复目的的下肢外骨骼康复机器人,并根据本课题所设计的机械结构进行了运动学分析;对患者的康复策略进行了分析,并对所要求康复策略的轨迹控制进行研究,详细分析了基于被动模式下主控机控制运动轨迹生成的实现。     

Structural alteration of hair cells in the contralateral ear resulting from extracochlear electrical stimulation

Chronic electrical stimulation of the auditory nerve in patients with profound sensori-neural deafness is becoming increasingly routine. Therefore, it is important to understand more about the long-term consequences of this procedure. Hitherto, structural studies in animals after electrocochlear stimulation have concentrated on the stimulated cochlea. Here we have examined the effects of unilateral extracochlear electrical stimulation on the spiral organ of both the ipsilateral and contralateral ears of the mature guinea pig, and have found alterations in the structure of the outer hair cells and their efferent nerve terminals in the contralateral as well as the ipsilateral cochlea. This is the first evidence for a structural influence of efferent activity on the cochlea. Although the importance of the efferent system, consisting of the crossed and uncrossed olivo-cochlear bundles, is well established in providing central control of the sensory pathways, its exact role in hearing is incompletely understood. However, it is known that the outer hair cells and their efferent innervation are important in their contribution to inner hair cell responses and in modulating the micromechanics of the whole cochlea. These efferent functions now appear to be related to an important part of cochlear morphology, and are also relevant to our understanding of cochlear neurobiology, normal development and the management of hearing disability in both adult and child.     

电刺激对内皮细胞及血管组织的作用

电学环境是生物体所处的重要微环境之一,外加电刺激对内皮细胞和血管有重要作用.电刺激对细胞活性的影响已越来越引起人们的兴趣和重视,同时在生物科学中已得到了广泛的应用.文中就电刺激对内皮细胞粘附、增殖、迁移和分泌物产生的影响以及对血管收缩和舒张的影响及其机理作些介绍和分析.     

Chondroitinase ABC promotes functional recovery after spinal cord injury

The inability of axons to regenerate after a spinal cord injury in the adult mammalian central nervous system (CNS) can lead to permanent paralysis. At sites of CNS injury, a glial scar develops, containing extracellular matrix molecules including chondroitin sulphate proteoglycans (CSPGs). CSPGs are inhibitory to axon growth in vitro, and regenerating axons stop at CSPG-rich regions in vivo. Removing CSPG glycosaminoglycan (GAG) chains attenuates CSPG inhibitory activity. To test the functional effects of degrading chondroitin sulphate (CS)-GAG after spinal cord injury, we delivered chondroitinase ABC (ChABC) to the lesioned dorsal columns of adult rats. We show that intrathecal treatment with ChABC degraded CS-GAG at the injury site, upregulated a regeneration-associated protein in injured neurons, and promoted regeneration of both ascending sensory projections and descending corticospinal tract axons. ChABC treatment also restored post-synaptic activity below the lesion after electrical stimulation of corticospinal neurons, and promoted functional recovery of locomotor and proprioceptive behaviours. Our results demonstrate that CSPGs are important inhibitory molecules in vivo and suggest that their manipulation will be useful for treatment of human spinal injuries.