用于电肌刺激的手臂幻影的制造和介电验证
Katja Uhrhan1, Esther Schwindt2, Hartmut Witte1
1Biomechatronics Group, Department of Mechanical Engineering, Technische Universität Ilmenau, 98693 Ilmenau, Germany.
Bioengineering (Basel, Switzerland)
|July 27, 2024
概括
研究人员开发了一种新的水凝手臂幻影,以研究电动肌刺激 (EMS) 的安全性和有效性. 这种幻影模仿人体组织,使得对EMS对肌肉和神经的影响进行初步调查.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 生物物理学的生物物理.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 电肌刺激 (EMS) 是一种有前途的培训技术,需要对其安全性和有效性进行更多研究.
- 了解刺激参数,电极放置和大小如何影响组织电压对于EMS发展至关重要.
- 一个模仿组织的幻影对于对EMS进行受控调查至关重要.
研究的目的:
- 制造一个多层水凝手臂幻影模拟人类皮肤,脂肪,血液和肌肉组织,用于EMS应用.
- 通过介电验证幻影在相关频率范围 (20 Hz 到 100 Hz) 的属性.
- 为了比较EMS期间的电肌图 (EMG) 记录在幻影手臂和人类手臂上.
主要方法:
- 制造了一层层的水凝手臂幻影,模仿人体组织的介电性质.
- 幻影的介电特性在20 Hz到100 Hz的频率范围内.
- 电子肌图 (EMG) 在EMS应用期间对幻肢和人手臂进行测量.
主要成果:
- 幻影在复制组织介电性质 (允许性和导电性) 中表现出不同的偏差 (0.8%至>100%).
- 实现允许性和导电性的同时精确模拟提出了挑战.
- 在EMS-EMG波形分析中,幻影和人体测量之间存在很高的相似性,偏差在1.9%至9.5%之间.
结论:
- 一个新的多层水凝手臂幻影用于电肌刺激 (EMS) 研究已经成功开发.
- 幻影为最初的EMS调查提供了可行的工具,向人类实验对象展示了可比的EMG信号特征.
- 建议进行进一步的研究,以提高幻影的介电特性,以便进行更精确的EMS研究.
