Моделирование зависимости интенсивности электростимуляции от частоты следования стимулов

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Радіотехніка; № 209 (2022): Радіотехніка; 192-199
Радиотехника; № 209 (2022): Радиотехника; 192-199
Radiotekhnika; No. 209 (2022): Radiotekhnika; 192-199
ISSN: 0485-8972
2786-5525
Popis: The object of research is the process of electrical stimulation of human skeletal muscles during therapeutic therapy. The subject of study is a mathematical model of the electrostimulation characteristic, which relates the amplitude of muscle contraction and the frequency of the stimulating effect. The purpose of the work is to develop a mathematical model in the form of an analytical expression for describing the dependence of the amplitude of muscle contractions on the frequency of electrical stimuli. Methods used: methods of mathematical modeling, methods of structural and parametric identification of models, methods of approximation, methods of parametric optimization, methods of mathematical analysis. The results obtained: an analytical model in the form of a polynomial is proposed, which displays the dependence of the amplitude of muscle contraction on the frequency of stimuli; the degree of the polynomial is chosen and the coefficients of the model are obtained by parametric optimization; a model trajectory is built and the accuracy of modeling is estimated; an equation is obtained and its possible solutions are found to determine the optimal value of the stimulus frequency. The results can be used in the selection of individual effects of electrical stimulation during one session or with extrapolation over a number of sessions. Scientific novelty: an analytical description of the influence of the frequency of electrical stimuli on the mode of contraction of skeletal muscles has been obtained, which allows you to determine the individual optimal parameters of electromyostimulation.
Объект исследования – процесс электростимуляции скелетных мышц человека в ходе лечебной терапии. Предмет изучения – математическая модель электростимуляционной характеристики, которая связывает амплитуду сокращения мышц и частоту стимулирующего воздействия. Цель работы – разработка математической модели в виде аналитического выражения для описания зависимости амплитуды мышечных сокращений от частоты электрических стимулов. Используемые методы: методы математического моделирования, методы структурной и параметрической идентификации моделей, методы аппроксимации, методы параметрической оптимизации, методы математического анализа. Полученные результаты: предложена аналитическая модель в форме полинома, которая отображает зависимость амплитуды сокращения мышц от частоты стимулов; выбрана степень полинома и получены коэффициенты модели путем параметрической оптимизации; построена модельная траектория и оценена точность моделирования; получено уравнение и найдены возможные его решения для определения оптимального значения частоты стимулов. Результаты могут быть использованы при подборе индивидуальных воздействий электростимуляции в течение одного сеанса или с экстраполяцией в течение ряда сеансов. Научная новизна: получено аналитическое описание влияния частоты электрических стимулов на режим сокращения скелетных мышц, что позволяет определить индивидуальные оптимальные параметры электромиостимуляции.
Об'єкт дослідження – процес електростимуляції скелетних м'язів людини під час лікувальної терапії. Предмет вивчення – математична модель електростимуляційної характеристики, яка пов'язує амплітуду скорочення м'язів та частоту стимулюючого впливу. Мета роботи – розробка математичної моделі для опису залежності амплітуди м'язових скорочень від частоти електричних стимулів. Методи, що використовуються: методи математичного моделювання, методи структурної та параметричної ідентифікації моделей, методи апроксимації, методи параметричної оптимізації, методи математичного аналізу. Отримані результати: запропоновано аналітичну модель у формі полінома, яка відображає залежність амплітуди скорочення м'язів від частоти стимулів; обрано ступінь полінома та отримано коефіцієнти моделі шляхом параметричної оптимізації; побудовано модельну траєкторію та оцінено точність моделювання; отримано рівняння та знайдено можливі його розв’язки для визначення оптимального значення частоти стимулів. Результати можливо використати для вибору індивідуальних впливів електростимуляції протягом одного сеансу або з екстраполяцією протягом декількох сеансів. Наукова новизна: отримано аналітичний опис впливу частоти електричних стимулів на режим скорочення скелетних м'язів, що дозволяє визначити індивідуальні оптимальні параметри електроміостимуляції.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: