Original title: Mikrostimulátor
Translated title: Microstimulator
Authors: Nedvědová, Marie ; Rozman, Jiří (referee) ; Chmelař, Milan (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2012
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Teoretická část diplomové práce se věnuje vysvětlení dějů, ke kterým dochází při stimulaci tkání elektrickým proudem. K popisu jevů na molekulární a buněčné úrovni je využito významné analogie s elektrickými obvody. Modely membrány a buňky jsou nezbytné pro porozumění chování komplexnějších útvarů, jakými jsou tkáně a orgány. Značná pozornost je pak věnována objasnění podmínek elektrického dráždění, při nichž se dostaví odpověď stimulované oblasti. Dále je rozebrána problematika kumulativního účinku podprahové stimulace. Jsou nastíněny mechanismy obvyklých léčebných účinků elektroterapeutických metod. Rešerše poskytuje podklady pro praktickou část práce – návrh mikrostimulátoru. Zkoušky elektromagnetické kompatibility a elektrické bezpečnosti, provedené Institutem pro testování a certifikaci, a. s., ověřují vlastnosti zkoušeného zařízení a dodržení všech požadavků norem na konstruované zařízení. Mechanismus působení mikrostimulace na živý organismus je zkoumán experimentálně na koních ve spolupráci s Veterinární a farmaceutickou univerzitou. K objektivnímu posouzení léčebného účinku mikrostimulace je poprvé využito měření s termodynamickými sondami. Pomocí miniaturních sond, umístěných na předních končetinách koně, jsou snímány změny tepelné aktivity, přičemž pouze jedna končetina je v bezprostřední blízkosti sondy stimulována, zatímco druhá je označena jako referenční. Srovnání a statistické vyhodnocení naměřených signálů by mohlo poskytnout detailnější pohled na tepelné změny uvnitř stimulované oblasti, které významně souvisí s prokrvením končetiny, a tím i s podporou redukce otoku. Průběh experimentu, který se zabývá vlivem mikrostimulace na otoky končetin koní, způsobených lehčími úrazy (tendinitidy, distorze aj.), je dokumentován formou fotografií, popř. videozáznamů, na základě nichž by bylo možné posoudit prospěšnost stimulace v dané aplikaci. The theoretical part of the thesis deals with the explanation of the actions that occur during the stimulation of tissues with the electric current. A significant analogy with electrical circuits is used to describe the phenomena at the molecular and cellular level. The models of membrane and cell are necessary for understanding the behaviour of more complex structures, such as tissues and organs. A considerable attention is paid to the conditions of electrical stimulation which bring about response in the stimulated area. Next, the cumulative effect of the subthreshold stimulation is analysed. The mechanisms of common treatment effects of the electrotherapeutic methods are outlined. The research results in the practical part of the thesis – the design for a microstimulator. Properties of the microstimulator and compliance with standard requirements are verified by testing the electromagnetic compatibility and electrical safety, conducted by the Institute for testing and certification, JSC. The effects of microstimulation on living organisms are experimentally investigated on horses, in collaboration with the Veterinary and Pharmaceutical University. For the first time, thermodynamic sensors are used for the objective assessment of the microstimulation therapeutic effect. These miniature sensors are placed on the horse´s front legs and monitor the changes in thermal activity while only one limb is really stimulated and the other is just considered as a reference. Comparison and statistical evaluation of the measured signals could provide a more detailed view of the thermal changes within the stimulated area, which is significantly related to blood circulation in limbs, and with the support of the reduction of edema. The course of the experiment which deals with the effect of microstimulation on edema of the horse´s legs caused by minor injuries (tendinitis, sprains, etc.), is documented in photographs or videos that are significant for possible evaluation of the effectiveness of the stimulation in this application.
Keywords: blood circulation and edema of the horse´s legs.; burst therapy; cytotoxicity of electrostimulation; EN 60601-1 Standard; Longest Common Subsequences algorithm; Microcurrent and High-voltage pulsed current therapy; microsecond and nanosecond pulses; RC cell models; subthreshold stimulation; thermodynamic sensor; algoritmus Longest Common Subsequences; cytotoxicita elektrostimulace; mikroproudová a vysokonapěťová pulzní terapie; mikrosekundové a nanosekundové impulsy; norma ČSN EN 60601-1; podprahová stimulace; prokrvení a otoky končetin koní.; RC modely buňky; terapie salvami impulsů; termodynamická senzorika

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/11995

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-580675


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses