1EM 8

4.4. Electromiografie

• tehnica de culegere şi redare a activităţii electrice musculare

• contracţia musculară se produce prin depolarizarea celulelormusculare datorită impulsurilor ce provin de la motoneuroni

[ms]2 4

[mV]

100

-100

[ms]2 4

[mV]

10

-10

[ms]2 4

[mV]

10

-10

electromiogramă celulară(microelectrozi)

electromiograma unei unităţi motorii(electrozi ac)

electromiograma musculară totală(electrozi de suprafaţă)

Fig. 4.9 Tipuri de electromiograme (EMG)

Amplificator

Redresorde

precizieIntegrator

Amplificator de putere

Y1

Y2Baza de timp

BT

Fig. 4.10 Schema bloc a unui sistem electromiografic

•••• prelucrarea electromiogramei constă, în general, în analizaspectrală şi în calcularea funcţiei de autocorelaţie

Fig. 4.11 Un muşchi normal înainte de oboseală

2EM 8

Fig. 4.12 Un muşchi normal în timpul exerciţiului de oboseală

Fig. 4.13 Diferenţa dintre cele două spectre de putere

4.5. Neuroprotezare

4.5.1. Protezarea aparatului locomotor

Neuroproteza

Sistem nervos centralsupraspinal

ReceptoriAparatlocomotor

Aparateortopedice

Legăturidistruse

Fig. 4.14 Structura sistemului neuro-muscular afectat

3EM 8

Interfaţăsistem - bolnav

Procesorcomandă

Controlere denivel inferior

Conducere de nivel superior

StimulatorElectrozi

Traductoare

Informaţii asupra poziţiei şimişcării de la aparatul loco-

motor şi aparatele ortopedice

Impulsuri spre aparatullocomotor

Impulsuri comandă pentru aparatele

ortopedice

Comenzi de la bolnavBolnavul primeşte informaţiidespre traductori şi sistem

Fig. 4.15 Schema bloc a neuroprotezei

• se folosesc electrozi de suprafaţă sau intramusculari, durataimpulsului de stimulare este de 250 µs, iar perioada 10..100 ms

• canale de reacţie: căi senzoriale către SNC rămase intacte (văz,auz, aparat vestibular), traductoarele neuroprotezei, căisenzoriale artificiale

• probleme de conducere:- dependenţa faţă de parametrii stimulului, neliniaritatea şi

adaptarea contracţiei musculare- diversitatea posibilităţilor de comandă (aceeaşi traiectorie se

poate obţine prin stimularea unor grupe musculare diferite)- interdependenţa unor subsisteme biomecanice- posibilitatea luării unor decizii neconvenabile bolnavului- realizarea unei interfeţe simple şi eficiente proteză-bolnav

(eventual transmiterea informaţiei la nivelul subconştientului)

4EM 8

4.5.2. Regulator pentru circulaţia lichidului cefalorahidian

• lichidul cefalorahidian (LCH) umple ventriculii cerebrali şicanalul măduvei spinării, având o mare importanţă înschimburile metabolice la nivelul ţesutului nervos central

• reglarea presiunii pe diverse segmente este importantă pentruterapie (în hidrocefalie), sau cercetare (variaţia presiunii LCH întimp, fluxul de lichid, variaţiile de presiune etc.)

Fig. 4.16 Structura sistemului de reglare a circulaţiei LCH

5EM 8

4.5.3. Protezarea aparatului auditiv

Fig. 4.17 Structura urechii şi amplasarea neuronilor interni

• urechea internă conţine circa 30000 neuroni care conecteazămembrana bazală la sistemul nervos central

• un implant cohlear presupune un procesor de voce cu un numărde ieşiri care separă semnalul acustic în benzi de frecvenţă şielectrozi care stimulează anumite zone unde lipsesc neuroni

• procesorul de voce poate fi realizat analogic sau în impulsuri,pentru a reduce substanţial diafonia între canale

Fig. 4.18 Două metode de procesare a semnalului acustic

6EM 8

4.5.4. Protezarea aparatului vizual

Fig. 4.19 Prelucrarea semnalului în retina intactă

Fig. 4.20 Două tipuri de implant retinian

7EM 8

Fig. 4.21 Stimularea electrică a retinei şi interfaţa chip/retină

• prototipul pentru implant subretinian conţine 7000 fotodiode (20 20× m)µ , fiecare cu electrod de stimulare (8 8× m)µ

• tehnici de implantare

• diagnostic in vivo postimplant (prin electroretinografie)

• bioadaptare şi biostabilitate