Модели и комплекс программ для решения задач реабилитационной терапии травм нервов конечностей

• Автор: Хохлова, Татьяна Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Введение.

Глава I. Методы изучения и оценки состояния нервномышечной системы

конечности человека при реабилитационном лечении

1.1. Описание объекта исследования.

1.2. Процессы, происходящие в нервномышечной системе при травмах конечностей.

1.3. Особенности реабилитационного физиолечения при травмах конечностей .

1.4. Обзор математических моделей анализа нервномышечной системы конечности.

1.4.1. Модель двигательной единицы мышцы с применением теории информации

1.4.2. Упругая модель нервномышечной исполнительной системы

1.4.3. Электрическая модель распространения импульсов по нервному волокну.

1.5. Использование моделирования свойств систем для формирования комплексных показателей
Выводы.
Глава II. Моделирование нервномышечной системы конечности пациента
при реабилитационном лечении.
2.1. Постановка задачи моделирования
2.2. Математическое описание формы сигнала Мответа.
2.3. Представление нервномышечной системы конечности в виде электрической схемы замещения
2.4. Физиологическая интерпретация параметров электрической схемы замещения.
2.5. Моделирование нервномышечной системы конечности пациентов с травмами нервов верхних конечностей.
2.6. Связь параметров электрической схемы замещения и формы модельного сигнала Мответа.
2.7. Связь параметров электрической схемы замещения с основными показателями состояния нервномышечной системы
Выводы.
Глава III. Моделирование проведения индивидуального курса реабилитационного лечения у пациентов с травмами верхних конечностей.
3.1. Разработка индексов тяжести для диагностики состояния и оценки эффективности применяемого реабилитационного лечения
3.2. Моделирование диагностики состояния нервномышечной системы па циента
3.2.1. Оценка степени тяжести по вейвлеткоэффициентам сигнала М ответа.
3.2.2. Оценка степени тяжести по параметрам электрической схемы замещения нервномышечной системы
3.2.3. Оценка степени тяжести с использованием индексов.
3.3. Моделирование эффективности проводимого лечебного воздействия в 8 ходе реабилитационной процедуры.
3.4. Моделирование динамики лечения от процедуры к процедуре в курсе 4 реабилитационной терапии
Выводы.
Глава IV. Программный комплекс для проведения реабилитационной терапии при травмах нервов конечностей.
4.1. Обзор программного обеспечения физиотерапии при травмах конечно 9 стей.
4.2. Описание программного комплекса.
4.3.Описание алгоритмов, разработанных в программном комплек
4.3.1. Алгоритм моделирования нервномышечной системы конечно
сти пациента при проведении реабилитационного лечения
4.3.2. Алгоритм диагностики состояния нервномышечной системы
конечности пациента
4.3.3. Алгоритм интерактивного контроля состояния нервномышечной системы в ходе лечебной процедуры
4.3.4. Алгоритм внутрикурсовой коррекции лечения
4.4.Оценка качества программного комплекса.
Выводы.
Заключение.
Список литературы


С помощью аксонов и дендритов нейроны контактируют между собой и с другими клетками, например, мышечными. Эти контакты имеют особое строение и называются синапсами . Одно нервное волокно контактирует с пятью шестью мышечными волокнами. Аксоны нервных клеток окутаны особыми клетками, образующими миелиновую оболочку, а узкие ее перерывы называют перехватами Ранвье. Снаружи нейрон покрыт непрерывной оболочкой плазматической мембраной. Функция нервных клеток состоит в передаче информации сообщений, приказов или запретов с помощью нервных импульсов, таким образом, осуществляя связь между различными частями организма. Природа возникновения и распространения нервного импульса связана с электрическими явлениями на мембране нейрона и обусловлена происходящими химическими процессами. У нейрона поверхностная мембрана в покое электрически поляризована, т. Внутри мембраны нейрона сконцентрированы в основном ионы калия, и, если через мембрану могут проникнуть только ионы калия, то разность потенциалов на ней должна быть эквивалентна потенциалу равновесия для калия при условии, что внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно. Ионы натрия в основном концентрируются снаружи, и, если сквозь мембрану могут проникнуть только ионы натрия, то мембранное напряжение должно быть равным потенциалу равновесия для натрия, при условии что мембрана внутри попрежнему заряжена отрицательно. В состоянии покоя проницаемость мембраны для ионов калия умерена. Величину внутриклеточного электрического потенциала называют мембранным потенциалом покоя, величина которого варьируется от до мВ . Раздражение мембраны электрическими, химическими, механическими стимулами понижает потенциал в одной точке мембраны и в этой точке мембрана мгновенно становится высоко проницаемой для ионов натрия, которые проникают в нейрон, и мембранный потенциал на этом участке активности на данной мгновение становится положительным рис. Рис. Распределение ионов калия и натрия на поверхности мембраны Появившийся мембранный потенциал называют потенциалом действия ПД, а место, в котором он появился, называют возбужденным участком мембраны. Возбужденный участок оболочки клетки имеет иной заряд, чем нормальный. Он заряжается всегда более отрицательно. После возникновения ПД в определенном участке мембраны нейрона создается разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным соседним участками мембраны. ПД. Таким образом, распространение нервного импульса по нейрону это не смещение одного ПД, а многократное возникновение новых ПД на соседних отрезках мембраны нейрона по ходу нервного импульса. Распространение возбуждения но нейрону зависит, с одной стороны, от электрических параметров сопротивления, емкость нейрона и окружающей его среды, а с другой свойств мембраны как генератора нервных импульсов. Мембранный генератор включается лишь тогда, когда возбуждающий ток превышает некоторую определенную величину, называемую порогом. Если через волокно пропускать очень слабый ток в несколько раз слабее порогового, то оно будет вести себя как пассивный проводник мембранные механизмы при этом не включаются. Такие свойства называют пассивными электрическими свойствами. Нервные импульсы, распространяемые по нервной клетке, как по электрическому кабелю, представляют собой электрические импульсы амплитудой около ЮОмВ и длительностью 0,1 сек , . Строение мышечного волокна и механизм мышечного сокращения. Мышца конечности состоит из сократительных мышечных волокон и мышечного веретена ядерной сумки. Сократительные мышечные волокна организованны в двигательные единицы ДЕ. По функциональным свойствам ДЕ бывают медленными и быстрыми. Медленные двигательные единицы являются неутомляемыми, так как участвуют в тонических медленных движениях, обеспечивая антигравитационную функцию поддержание позы. Быстрые ДЕ утомляются быстрее и участвуют в быстрых фазических движениях. Если ДЕ представить в виде ступенек лестницы с возрастанием по размеру кверху, то при незначительном напряжении мышцы будут включаться ДЕ, находящиеся внизу, т.