基于以人工面神經(jīng)假體恢復(fù)周圍性面癱患者閉眼功能的眼輪匝肌肌電信號(hào)特征研究.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒 緒 緒 緒 論 論 論 論本課題研究來源于兩項(xiàng)國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：“基于柔性MEMS的人工面神經(jīng)技術(shù)基礎(chǔ)研究” （項(xiàng)目號(hào)：60876082）和“植入式人工面神經(jīng)的刺激電極分布和生物相容性的基礎(chǔ)研究”（項(xiàng)目號(hào)：81070779） ，以及一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目:“面向癱瘓恢復(fù)的柔性可植入人工神經(jīng)系統(tǒng)夸尺度制造關(guān)鍵問題研究”(項(xiàng)目號(hào)：5103500/E051204)。人類對(duì)于生物電的研究已經(jīng)過了一段長(zhǎng)

2、久的歷史。現(xiàn)今在各學(xué)科的協(xié)作配合下，一方面人類對(duì)生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制及其活動(dòng)規(guī)律的研究已深入到生物大分子水平；另一方面，在醫(yī)療臨床應(yīng)用和醫(yī)學(xué)工程學(xué)等領(lǐng)域中正發(fā)展著更多與生物電相關(guān)的新技術(shù)、新儀器。生物電信號(hào)種類繁多、普遍存在，常見的主要有心電、腦電、胃電、視網(wǎng)膜電和肌電信號(hào)（electromyographic signal，EMG）等。伴隨各類人工假肢、假體控制研究的迅速發(fā)展，在醫(yī)工交叉領(lǐng)域EMG信號(hào)已成為學(xué)者們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，其具有

3、廣泛的發(fā)展前景及應(yīng)用空間。臨床上可檢測(cè)的肌電信號(hào)是多個(gè)運(yùn)動(dòng)單元產(chǎn)生的動(dòng)作電位序列的總和，是產(chǎn)生肌力的生物電信號(hào)來源。它與神經(jīng)肌肉活動(dòng)密切相關(guān)，蘊(yùn)含著重要的神經(jīng)、肌肉信息，因而能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動(dòng)特性[1]。例如 EMG 信號(hào)能較好地體現(xiàn)肌肉活動(dòng)的肌力水平、局部疲勞程度、運(yùn)動(dòng)單位興奮傳導(dǎo)速度、多肌群協(xié)調(diào)性等多種肌肉活動(dòng)和中樞控制特征的變化規(guī)律[2,3]。其在臨床醫(yī)學(xué)的神經(jīng)肌肉疾病診斷，在人機(jī)工效學(xué)領(lǐng)域的肌肉工作的工效分析，在體

4、育運(yùn)動(dòng)學(xué)中的疲勞判斷、運(yùn)動(dòng)技術(shù)合理性分析、肌纖維類型和無氧閾值的無損傷性預(yù)測(cè)，以及在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的肌肉功能評(píng)價(jià)等諸多方面都具有重要的實(shí)用價(jià)值，尤其是用于肌電控制之中，更是具有其突出的科研和應(yīng)用價(jià)值。人們可以利用不同肌肉或肌群的 EMG 信號(hào)特征作為各種假肢或假體的控制信號(hào)，為假肢或假體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別系統(tǒng)提供可靠的控制參數(shù)。在假肢的大量研究設(shè)計(jì)中， 常根據(jù)不同肌肉不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 EMG 信號(hào)特征， 來設(shè)定觸發(fā)假肢運(yùn)動(dòng)的閾值控上海交通大學(xué)碩士

5、學(xué)位論文3創(chuàng)傷性，包括機(jī)械性、物理性、化學(xué)性、醫(yī)源性 4 類。如顳骨骨折、面部外傷、面神經(jīng)分布區(qū)神經(jīng)毒性藥物的注射如酒精、青霉素及肉毒素等，中耳乳突手術(shù)、顳骨手術(shù)、聽神經(jīng)瘤手術(shù)、腮腺手術(shù)等均有導(dǎo)致面癱之虞。 （7）中毒性，多因某些化學(xué)物質(zhì)或藥物中毒引起，如酒精中毒、服用反應(yīng)停藥物等。 （8）代謝性，如糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)、維生素缺乏等亦可引起。 （9）血管機(jī)能不全以及心理因素也可引發(fā)面癱，極少見。有關(guān) PFP 的治療，主要是根據(jù)致病的

6、不同病因采取不同的治療方案。目前主要的治療方法有： （1）內(nèi)科治療，又可分為全身治療和局部治療，可適用于各種面癱的臨床治療，如應(yīng)用激素、血管擴(kuò)張劑、抗病毒治療，亦可選擇能量合劑，如維生素 C、ATP、CoA 等，以及維生素 B1 及 B12，有著營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)，以及加速神經(jīng)恢復(fù)的作用。有報(bào)道提出可以采用莖乳孔局部注射 50%葡萄糖、新斯的明、阿托品、利多卡因、地塞米松的混合液進(jìn)行治療。 （2）外科治療，對(duì)于各種原因所致的面癱，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)變性

7、時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行手術(shù)治療。常用的手術(shù)術(shù)式有面神經(jīng)梳理術(shù)、面神經(jīng)減壓術(shù)、 面神經(jīng)吻合術(shù)、 面神經(jīng)移植術(shù)等， 而對(duì)于面肌萎縮者則視為手術(shù)禁忌癥。 （3）中醫(yī)治療，包括中藥治療，主要是針對(duì) Bell 面癱；針灸治療則是選用頭面部穴位，配合表情肌癱瘓?zhí)庍x取配穴，從而疏通經(jīng)絡(luò)[9]。 （4）物理治療，常用的有超短波治療可使局部血管通透性改善，增加新陳代謝，有利于炎癥產(chǎn)物、細(xì)菌毒素和代謝廢物的消除；運(yùn)動(dòng)療法針對(duì)性面肌的再訓(xùn)練練習(xí)和肌電圖對(duì)改良面部的運(yùn)

8、動(dòng)有著一定的效果；低頻脈沖電刺激也有利于面肌功能的恢復(fù)。對(duì)于 PFP 這種非致死性疾病，患者經(jīng)藥物、物理等保守治療或手術(shù)治療后面肌功能可部分恢復(fù)良好，但是即使最具自愈性的 Bell 面癱，也會(huì)存有 20%的患者面肌功能恢復(fù)不良，其他病因所導(dǎo)致的面癱患者，也常會(huì)由于治療不及時(shí)，治療不恰當(dāng)，或面神經(jīng)損傷較重而成為頑固性病例，致使患者發(fā)生如面肌纖維性痙攣、面肌痙攣、面肌連帶運(yùn)動(dòng)、鱷魚淚癥候群、暴露性角膜炎、角膜潰瘍、角膜云翳或斑翳、甚至失明等