14094

14094

كنترل حلقه بسته بي‌اختياري مثانه با استفاده از سيگنال ENG

كارشناسي ارشد

بيوالكتريك

اسفند ماه 1393

اسفند ماه 1393

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

برق

چكيده افراد دچار ضايعه نخاعي يا بيماري‌هاي نورولوژيكي دچار مشكلاتي در نگهداري ادرار در مثانه خود مي‌باشند. در اين افراد، مثانه در حجم كم، منقبض شده و باعث نشت ادرار (بي‌اختياري) مي‌گردد. هدف از كنترل مثانه، به تعويق انداختن نشت ادرار و افزايش ظرفيت مثانه در نگهداري ادرار مي‌باشد. تحقيقات اخير نشان مي‌دهند كه تحريك الكتريكي عصب پودندال باعث انقباض اسفنكتر خارجي پيشابراه و نگهداري ادرار مي‌گردد. از آنجايي كه اعمال تحريك الكتريكي باعث عادت كردن عصب به تحريك مي‌گردد، لازم است اعمال تحريك الكتريكي به صورت شرطي (در زمان شروع انقباضات) باشد. وسايل اندازه‌گيري مانند كاتترها و فشارسنجها قادر به ثبت سيگنال خوب در مدت زمان كم و نه طولاني مي‌باشند. به علاوه، عواملي مانند جابجايي حيوان در زمان ثبت، ساييده شدن كاتتر در مثانه و جدا شدن كاتتر از مثانه، بر روي كيفيت سيگنال فشار تاثير دارد. بدين منظور لازم است كه اطلاعات فشار مثانه، از مكاني به غير از مثانه استخراج گردد. در اين پژوهش، سيگنال الكترونوروگرام از عصب پودندال و فشار مثانه سه رت به صورت همزمان، ثبت شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه با شروع انقباضات مثانه، فعاليت عصب نيز افزايش مي‌يابد. در اين پژوهش از شبكه‌هاي عصبي مصنوعي جهت پيش‌بيني فشار مثانه از روي نمونه‌هاي گذشته سيگنال الكترونوروگرام استفاده شده است. حالت‌هاي مختلفي براي داده آموزش و تست (دو رت براي آموزش و يك رت براي تست، 50% از سيگنال هر رت براي آموزش و 50% ديگر براي تست)، در نظر گرفته شد و از دو ساختار feedforward و recurrent براي شبكه‌هاي عصبي استفاده گرديد. نتايج نشان دادند كه هر دو ساختار شبكه‌هاي عصبي به خوبي قادر به پيش‌بيني فشار مثانه از روي سيگنال عصب پودندال مي‌باشند ولي عملكرد ساختار feedforward از نظر ميزان خطاي پيش‌بيني، بهتر از ساختار recurrent بود. همچنين نتايج نشان دادند، در صورت در اختيار داشتن داده‌هاي بيشتر براي آموزش، ميزان خطاي پيش‌بيني كاهش مي‌يابد. براي افزايش ظرفيت مثانه، پارامترهاي مناسب براي اعمال تحريك الكتريكي به عصب لامبوساكرال در دو رت استخراج شده‌اند. نتايج نشان دادند كه فركانس‌هاي پايين (10 هرتز) اثر مهاري و فركانس‌هاي بالا (20 تا 30 هرتز) اثر تحريكي بر روي فشار مثانه دارند. دامنه، عرض پالس و فركانس مناسب در اين مرحله انتخاب شده و تاثير اعمال تحريك الكتريكي به عصب در لحظه شروع انقباضات در افزايش ظرفيت مثانه براي سه رت بررسي شده است. نتايج نشان دادند كه تحريك اين عصب در لحظه شروع انقباضات، باعث افزايش ظرفيت مثانه بين 8/2 تا 42 درصد شده است. واژگان كليدي: تحريك الكتريكي عملكردي، ثبت سيگنال الكترونوروگرام، شبكه‌هاي عصبي مصنوعي، پيش‌بيني فشار مثانه، مهار بي‌اختياري.