ما هي تقنية التحفيز الكهربائي للعضلات؟
هي نبضات كهربائية يتم توصيلها من عوامل خارجية عن طريق الجلد، فإن النبضة تستهدف النقاط المحركة العضلية المسؤولة عن تحريك العضلة، فيتم تحريك العضلة عن طريق انبساطها وانقباضها.
بالطبع المخ هو المحرك الأساسي لأي عضو في جسم الإنسان وخاصة العضلات عن طريق إرسال إشارات كهربائية للعضلات ليتم استلامها من النقاط الحركية في العضلة وبالتالي تنقبض وتنبسط.
وتقنية التحفيز الكهربائي للعضلات تفعل ما يفعله المخ بطريقة مباشرة من فوق سطح الجلد، أي السطح الخارجي وليس من الداخل، فهي عامل خارجي يتم التحكم فيها لتحريك العضلة وإثارتها عن طريق إرسال إشارات كهربية مباشرة، دون الحاجة إلى تلقي أوامر الانقباض والانبساط من المخ، وذلك في وقت قصير ولهدف محدد (تخفيف وتسكين الآلام مثلا).
الإلكترودات المستخدمة في عملية التحفيز الكهربائي للعضلات:
يوجد أنواع مختلفة للالكترودات:
1- سطحية: تتوضع على السطح الخارجي للجلد.
2- داخلية إبرية أو سلكية: وتدخل إلى داخل الجسم للحصول على الاقتباس.
3- مرنة: وهي مصممة خصيصا لتفادي الضجيج . ومن إيجابياتها: أنها تمرر أشعة إكس، لذلك لا داعي لرفعها عند التعرض للأشعة.
4- قابلة للزرع.
5- ميكروية معدنية.
وتصنف الالكترودات إلى:
1- الكترودات مستقطبة: وهي التي لا يحدث فيها عبور للشحنات عبر حاجز المعدن / الجيل.
2- الكترودات غير مستقطبة: وهي التي يحدث فيها عبور للشحنات عبر حاجز المعدن / الجيل.
هنا قمنا باستخدام الأقطاب الكهربائية السطحية عبر الجلد والتي تلتصق بالجلد لتوصيل التيار من الجهاز للعضلة. يحتوي الإلكترود المُجهز مسبقًا على مادة لاصقة لتسهيل عملية الإزالة و تطبيق القطب على الجلد.
الشروط الواجب مراعاتها في مجال التحفيز الكهربائي للعضلات:
*توضع الأقطاب.
*المدة الزمنية: ومع زيادة عرض النبضة يتم تحفيز المزيد من الألياف العضلية لأن التيار متاح لفترات أطول من الوقت.
كما تكون النبضات القصيرة أقل من 150 ميكروثانية لمدد أطول أكبر من 200 ميكروثانية.
*تردد التحفيز: كلما زادت شدة النبضات وتواترها كلما كان تقلّص العضلات أقوى.
*دورة العمل: دورة التشغيل هي نسبة الوقت بين فترة التحفيز وفترة الراحة. أي أنها نسبة الوقت الذي يعمل فيه التيار إلى وقت إيقاف التيار.
*التعديل الحالي ووقت التعلية: يشار إلى التغييرات في خصائص التيار أو النبض بالتعديل. كما يمكن تعديل التيار عن طريق تعديل التردد أو السعة (الشدة) أو المدة. حيث أن التدرج هو تغيير في شدة النبض أو مدة التيار. كما أن الوقت المنحدر هو الوقت اللازم لوصول المحفزات الحالية المتتالية إلى السعة المطلوبة والهضبة.
الدارة الكهربائية المستخدمة في جهاز التحفيز الكهربائي :
العناصر المستخدمة في بناء دارة جهاز التحفيز الكهربائي للعضلات:
1-المتحكم الصغري: و هنا استخدمنا الأردوينو .
2- الشاشة الكريستالية :LCD1602
هذا النوع من الشاشات الكريستالية هو الأشهر و الأكثر انتشارا بين هواة الالكترونيات و في المشاريع الإلكترونية، نظراً لتوفرها بسعر زهيد و سهولة برمجتها .
3-الثنائي الباعث للضوء ( light-emitting diode اختصاراًLED)
4—الترانزستور.
5- بطاريات الليثيوم.
6- المحول.
7– دائرة مضاعفة الجهد باستخدام الديودات Diode voltage multiplier circuit : هذه الدائرة المفيدة تستخدم ديودات أشباه الموصلات البسيطة في مضاعفة جهد المنبع وفى دوائر الكشف (الاحساس)detector حيث نحتاج إلى زيادة الجهد المكتشف .
8- دارة رفع الجهد و توليد النبضات: تقوم هذه الدارة أولا بتحويل الجهد المستمر من البطارية إلى جهد متناوب بواسطة الترانزستورين الذين يتلقوا نبضات القدح من المتحكم والممثل هنا بمولد نبضات مربعة U1 , تشكل دارة الترانزستورين Q1 & Q2 دارة قالبة نصف جسرية تغذي المحولة TR1 ذات نقطة المنتصف التي بدورها ترفع الجهد إلى قيمة أعظمية 120V حيث يتم التحكم بها عن طريق تعديل عرض النبضة.
9- دارة مضاعفة الجهد : وظيفتها مضاعفة جهد خرج المحول السابق للحصول على مجال جهد أعلى للحصول لزيادة المجال القابل للتحكم والحصول على التيار المطلوب للنبضة.
أهمية جهاز التحفيز الكهربائي:
*تنشيط العضلات الضعيفة أو غير النشطة
*يساعد على تحسين قوة العضلات والقدرة على التحمل
* تحسين مسارات العضلات الدماغ
*يسهم على زيادة تدفق الدم
*-يساعد في تقليل الألم
*يساعد مع الحركات المشتركة للمساعدة العضلات المرتبطة حتى تعمل على نحو أفضل.
تطبيقات جهاز التحفيز الكهربائي والأمراض التي يستهدفها:
يمكن استخدامه كأداة إعادة تأهيل ووقائية للمرضى المعوقين جزئيًا أو كليًا ؛ يمكن استخدامه كأداة اختبار لتقييم الوظيفة العصبية و / أو العضلية في الجسم الحي ؛ يمكن استخدامه كأداة للتعافي بعد التمرين للرياضيين وكذلك للتعامل مع الآلام مثل الحالات التالية :
- اصابة الحبل الشوكي.
-السكتة الدماغية. - آلام الظهر.
- الآلام المرتبطة بالسرطان
- عسر البلع (مشكلة في البلع)
- فيبروميالغيا .
- آلام والتهاب المفاصل.
- تكييف العضلات ( في لغالب للرياضيين وخاصة العدائين لمسافات طويلة ) .
- إصابة العضلات من الصدمة أو المرض.
- التهاب الأعصاب .
- ضعف قوة العضلات.
-سلس البول.
-انتعاش الجراحة.
كما تشمل الأشكال الأخرى للعلاج ما يلي: - تمارين تقوية العضلات باستخدام الأوزان وأشرطة المقاومة والآلات ووزن الجسم.
المراجع:
