estimulación - departamento de electrónica y...
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Estimulación
BIOINSTRUMENTACIÓN II Ing. Enrique M. Avila Perona
Principio
La aplicación de una corriente eléctrica
es capaz de despolarizar la membrana
de la fibra muscular o nerviosa y
producir artificialmente su excitación.
Ing. Enrique M. Avila Perona
Aplicaciones
Corrientes analgésicas
Estimulación fibras nerviosas
aferentes sensitivas
Corrientes excitomotoras
Estimulación fibras eferentes
motoras
Ing. Enrique M. Avila Perona
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Definición
• Estímulo: Exitación de un tejido excitable por medios
químicos, eléctricos, mecánicos etc.
Produciendo una respuesta típica e irreversible.
• Electroestimulador: Dispositivo que produce pulsos
de corriente y de duración y forma de onda
controlados para generar una estimulación.
• La electroestimulación es la técnica que utiliza
la corriente eléctrica, para provocar una
contracción muscular.
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Utilización
Activar músculos que requieren una exitación como por ejemplo marcapasos o desfibrilación en Cardiología.
Primeramente se usaba para tratar músculos atrofiados después de un accidente o una lesión en Kinesiología.
Tratamientos de contracturas.
Tratamiento del dolor.
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Características
Lapicque, en 1909 Usando un capacitor de descarga como estímulo , descubrió que
la intensidad de corriente necesaria para estimular una variedad
de tejido excitable aumentaba con la disminución de la duración
d de este impulso de corriente
b: corriente de reobase y depende del tamaño de los electrodos y su ubicación
respecto del tejido. Corriente de duración infinita.
K: constante
d: duración
/ bdkI
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Curva de Intensidad - duración
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Otra definición
Más tarde Lapicque definió un punto (c) sobre esta curva, al cual denominó cronaxie y era la duración del pulso de corriente para I=2b, y halló que c era específico para cada tipo de tejido.
Reemplazando en la misma el valor de k, como para I=2b, es d=c, de (1) se tiene que 2b=k/c+b, de donde sale k=bc, que reemplazado
dcbI /1
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Carga
Weiss en 1901.
un pulso rectangular de corriente que la
relación carga-duración era lineal.
dbkQ
cdbdIQ
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Energía
Para un pulso rectangular de corriente la energía U es
el cuadrado de la corriente multiplicado por la
duración d y la resistencia r, quedando la energía:
2
22 1
d
cdrbdrIU
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Curvas normalizadas
Características de la corriente
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Curvas de intensidad-duración
analíticas
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Resolución Ec. Diferencial
donde V es el voltaje de estimulación, y =RC, la
constante de tiempo de la membrana
Si la duración del estímulo es infinita I=V/R
1 /teR
VI
/1 de
bI
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Estimulación de tejido profundo
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Ecuaciones
un tejido sobreexcitable de constante de tiempo 1 y reobase b1
y uno excitable profundo de constante 2 y reobase b2 que es el
que debe ser estimulado.
2/
22
1/
11
1 ,
1 dd e
bI
e
bI
2/
1
1/2
1
2
1
1
d
d
eb
eb
I
I
Corrientes analgésicas
TENS
(Transcutaneous Electrical Nerve
Stimulation
Despolarización de los nervios
sensitivos periféricos para provocar,
fundamentalmente, disminución del
dolor.
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Modalidades
•Convencional o de alta frecuencia
(high-rate, HiTENS)
•Baja frecuencia
(low-rate, acupuncturelike, LoTENS)
•Baja frecuencia en trenes o ráfagas
(low-rate burst)
•Breve o intensa (brief intense)
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Modalidades
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Tipos de ondas
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Aplicaciones de los tipos de ondas
En aparatos como marcapasos cardíacos, estimuladores de nervios y músculos, y desfibriladores ventriculares, es usada la forma de onda exponencial truncada (trapezoidal),
Las formas de onda seno sobre y subamortiguadas, son utilizadas para desfibrilación ventricular y estimulación de tejido.
También se usa para estimulación un seno rectificado en media onda, o una corriente sinusoidal sacada de la línea, esta última es usada en estimuladores baratos.
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¿CÓMO ACTUA LA EEM?
• La EEM envía el estímulo directamente a la placa
motora y logra el mismo resultado: la contracción de
las fibras.
• La EEM permite hacer trabajar selectivamente el tipo
de fibras musculares.
• El parámetro que permite seleccionar el tipo de fibras
a reclutar es la frecuencia del estímulo
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Es un generador de corriente, que produce impulsos eléctricos con la
energía suficiente y la frecuencia adecuada para generar un potencial de
acción (PA) en las células excitables y así modificar su estado.
¿QUÉ ES UN ELECTROESTIMULADOR?
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1 a 3 Hz - Tiene un efecto descontracturante y relajante.
4 a 7 Hz - Disminución del dolor y la ansiedad.
8 a 10 Hz - Aumento del flujo sanguíneo.
10 a 33 Hz - Recluta las fibras lentas y aumenta su resistencia.
33 a 50 Hz - Solicita fibras intermedia, logrando mayor resistencia a
la fatiga.
50 a 75 Hz - Se estimulan fibras intermedias, aumento de la fuerza y
de la resistencia localizada.
75 a 120 Hz - Supratetanización de las fibras rápidas (explosividad).
EFECTOS DE LAS DISTINTAS FRECUENCIAS
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Rectangular - bifásica, y compensada simétricamente.
o Contracción muscular potente, visible y fisiológica.
o Exenta de sensaciones eléctricas desagradables.
o No produzca irritaciones o quemaduras en la piel.
Amplitud (28 – 120 mA)
Rango de frecuencia (1-120 Hz).
Características proporcionadas por el fabricante.
CARACTERÍSTICA DE LA ONDA ELÉCTRICA.
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DIAGRAMA EN BLOQUE
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DESCRIPCIÓN DE SUS COMPONENTES
Unidad de Control Central (microcontrolador), controla:
Atención a interfaz usuario
Generador de onda
Intensidad
Frecuencia
Circuito paciente
• Generador de Formas de Onda (microcontrolador)
Genera los estímulos.
• Interfaz de Usuario
Operador del equipo.
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Control de Intensidad
Fija dinámicamente el nivel de estimulación eléctrica.
Aislamiento Eléctrico
• Transmisión óptica.
Amplificador de Salida
• Configuración fuente de corriente
Circuito paciente
Electrodos
Fuente de alimentación
Descripción
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COLOCACIÓN DE LOS ELECTRODOS EN CADA UNO DE LOS
PRINCIPALES GRUPOS MUSCULARES
- un electrodo positivo: punta del cable, roja.
- un electrodo negativo: punta del cable, transparente.
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ELECTROESTIMULADORES UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD
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Otros
ELECTROESTIMULADORES
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Resumen
Tono muscular.
Volumen muscular.
Fuerza explosiva.
Recuperación en lesiones.
Regeneración y oxigenación de tejidos.
Desaparición o reducción del dolor.
Aumento de la resistencia local.
Disminución de lesiones y de fatiga.
Intenso trabajo muscular.
Aumento de la masa mitocondrial.
Disponer de una cantidad de fibras musculares superior.