نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی
2 دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده پزشکی، گروه فیزیک پزشکی
چکیده
در سال های اخیر، تحقیقات بسیاری در زمینه تحریک الکتریکی سلول های عصبی انجام شده است تا به طریقی قابلیت "انتخاب" سلول های هدف توسط تحریک افزایش یابد. از جمله روش های پیشنهادی برای تحریک انتخابی فیبرهای دور از الکترود و همچنین فیبرهای باریک، استفاده از شکل موج های خاص از جمله شکل موج شامل پیش پالس مستطیلی کاتدی است. در مقاله حاضر، ابتدا با استفاده از مدل غیر خطی فیبر عصبی و شبیه سازی تحریک الکتریکی آن، تاثیر پارامترهای مختلف پیش پالس های کاتدی بر قابلیت انتخاب فیبرهای مایلین دار مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه، تحریک با شکل موج جدیدی که شامل پیش پالس "شیب" است مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی ها نشان می دهند که با استفاده از پیش پالس "شیب"، فیبرهای عصبی مختلف در محدوده ای وسیع تر قابل انتخاب هستند. به این ترتیب در تحریک فیبرهای عصبی نخاع- اعصاب محیطی و یا اعصاب حواس ویژه می توان با استفاده از پیش پالس شیب به قابلیت انتخاب بهتری در تحریک سلول های عصبی هدف دست یافت.
کلیدواژهها
- تحریک الکتریکی انتخابی
- شکل موج تحریک
- پیش پالس زیر آستانه کاتدی
- پیش پالس شیب
- شبیه سازی تحریک الکتریکی
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Effects Of Depolarizing Prepulses With Different Parameters On The Selective Stimulation Of Myelinated Fibers And Suggestion Of A New Prepulse Waveform With Superior Performance Based On Simulation Of
نویسندگان [English]
- Amin Mahnam 1
- Seyed Mohammad Firouzabadi 2
- Seyed Mohammad Reza Hashemi Golpayegani 1
1 Bioelectrics Division, Department of Biomedical Engineering, AmirKabir University of Technology
2 Medical Physics Department, Faculty of Medicine, Tarbiat Modarres University
چکیده [English]
In recent years, various methods have been suggested to improve selectivity in electrical stimulation of neural fibers or cells. One of these methods is the use of depolarizing under-threshold prepulse to selectively stimulate fibers far from the electrode, without excitation of nearer fibers. In this paper, by implementing a nonlinear model of neural fiber and simulating electrical stimulation of the model, the effect of changes in various parameters of rectangular and stepwise prepulses on the range of applicability of this technique in selective stimulation of fibers in different distances from the electrode and with different diameters has been studied. This study has led to suggest a new waveform for the prepulse; ramp prepulse. The applicability of this prepulse has been studied also. The superiority of this prepulse in comparison with previous suggested ones has been shown. Using this prepulse, it is possible to stimulate selectively fibers in broader range of distances and diameters. Therefore in stimulating neural fibers in spinal cord or peripheral fibers or even neural fibers of special senses, the use of this prepulse can improve distinguishability of fibers in their stimulation.
کلیدواژهها [English]
- Selective Electrical Stimulation
- Stimulus Waveform
- Under-Threshold Depolarizing Prepulse
- Ramp Prepulse
- Simulation Of Electrical Stimulation