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Vielkanalige, transkutane elektrische Stimulationstechnologie für Neuroprothetikanwendungen

Author(s):

T. Keller, A. Kuhn, M. Lawrence, Benjamin Hackl
Conference/Journal:

Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin, Rostock-Warnemünde, Germany, vol. 6, pp. 88-89
Abstract:

Transkutane elektrische Stimulation (TES) ist eine nicht-invasive Methode, welche mittels elektrischen Stromimpulsen in motorischen Nerven Aktionspotenti¬ale auslöst und so Muskelkontraktionen für gezielte motorische Aktivitäten erzeugen kann. Dabei werden primär die grössten Nervenzellen aktiviert, welche sich in Nähe der Elektrodenkathode befinden. Bestehende TES Systeme haben eine beschränkte Möglichkeit durch Veränderung der Stromamplituden- und Pulsweiten¬parameter die Muskelaktivierung zu ändern, sind aber immer von der richtigen, manuellen Platzierung der Stimulationselektroden abhängig. Aktuell erhältliche TES Geräte bieten meist 2-4 Simu¬lationskanäle, speziell für funktionelle Elektrostimula¬tion werden auch Systeme mit bis zu 8 Kanälen ange¬boten. Diese stimulieren pro Kanal eine Muskelgruppe [Graupe1998, Popovic2001]. Multikanalansätze, welche es erlauben komplexere Potentialverteilungen im Muskel und den Nerven zu erzeugen, sind erst neulich vorgestellt worden [Lawrence2004, Popovic-Bijelic2004]. Sie haben zum Ziel, ohne manuelle Umplatzierung der Elektroden die Position der Stimulation zu ändern [Popovic-Bijelic2004] oder bei der Stimulation des M. Tibialis Anterior die Inversion oder Eversion des Fusses zu steuern [Elsaify2004]. Das hier vorgestellte neuartige vielkanalige TES System stellt einen ersten Schritt zur Automatisierung der Elektrodenplatzierung dar. Es kann nicht nur die klassischen Stimulationsparameter wie Pulsbreite und –amplitude variieren, sondern ermöglicht auch eine vir¬tuelle, dynamisch veränderbare örtliche Positionierung der Stimulationselektroden. Anhand von elektrischen, Finiten Element Modellen und experimentellen Messungen von Fingerkräften während der funktionellen Stimulation der Greiffunk¬tion werden die erweiterten Möglichkeiten einer vielkanaligen TES gezeigt.

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Year:

2006
Type of Publication:

(01)Article
Supervisor:



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@InProceedings { KelEtal:2006:IFA_2414,
    author={T. Keller and A. Kuhn and M. Lawrence and Benjamin Hackl},
    title={{Vielkanalige, transkutane elektrische
	  Stimulationstechnologie f{\"u}r Neuroprothetikanwendungen}},
    booktitle={Automatisierungstechnische Verfahren f{\"u}r die Medizin},
    pages={88--89},
    year={2006},
    address={Rostock-Warnem{\"u}nde, Germany},
    month=mar,
    url={http://control.ee.ethz.ch/index.cgi?page=publications;action=details;id=2414}
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