การพัฒนาเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าเพื่อสร้างการตอบสนองของเส้นประสาทที่เสียหายจากการบาดเจ็บบริเวณไขสันหลัง

Abstract

อาการบาดเจ็บบริเวณไขสันหลัง (Spinal Cord Injury) ส่งผลต่อการดำเนินชีวิตในระยะยาวเป็นอย่างมาก และหากไม่เข้ารับการรักษาอย่างถูกวิธี อาจเกิดภาวะแทรกซ้อนได้ เช่น การทำงานที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท ทำงานผิดปกติ ความดันเลือดต่ำ และความผิดปกติของมวลกล้ามเนื้อ ในปัจจุบันมีแนวทางการรักษาโดยการบำบัด เพิ่มมวลกล้ามเนื้อและกระดูก หรือรักษาโดยการฟื้นฟูตามหลักเวชศาสตร์ฟื้นฟู ซึ่งต้องใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายที่ สูง เนื่องจากต้องอาศัยเทคนิคเฉพาะในการรักษา อีกหนึ่งแนวทางการรักษาที่ได้ผลเชิงบวกคือการคงสภาพของ กล้ามเนื้อที่ขาดเส้นประสาทมาเลี้ยง (Denervated Muscle) ด้วยการกระตุ้นการทำงานของกล้ามเนื้อและ เส้นประสาทด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นเครื่องกระตุ้นไฟฟ้ารูปแบบหนึ่งที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมทาง การแพทย์ ทั้งในทางคลินิกและงานวิจัย ด้วยเหตุนี้โครงงานวิศวกรรมชิ้นนี้จึงมุ่งเน้นการพัฒนาบอร์ดทดลองสำหรับสั่ง การพารามิเตอร์ในเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าใช้ในการกระตุ้นและให้ความจำเพาะต่อการฟื้นฟูผู้ป่วยเพื่อให้เกิดการทำงานใน กล้ามเนื้อที่ขาดเส้นประสาทมาเลี้ยง (Denervated Muscle) ซึ่งประกอบไปด้วยการสร้างลักษณะรูปคลื่น (Wave form) ทั้งหมด 3 ชนิด ประกอบไปด้วย คลื่นพัลส์สี่เหลี่ยม (Square wave) คลื่นพัลส์แบบสามเหลี่ยม (Triangle wave) และคลื่นพัลส์แบบไซน์ (Sine wave) รวมไปถึงความสามารถในการปรับความถี่ (Frequency) และรอบการ ทำงาน (Duty cycle) และสามารถใช้งานได้ยาวนานถึง 5 ชั่วโมง 55 นาที เมื่อให้พลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Power Unit) และสามารถปรับแรงดันได้สูงสุด 100 โวลต์จากวงจรเครื่องจ่ายพลังงานแรงดันสูง ซึ่งพบว่ามีค่าความ คลาดเคลื่อนขณะปรับแรงดันที่ 0.9245 เปอร์เซ็นต์ และค่า Root Mean Squared Error ที่ 0.999 เปอร์เซ็นต์ และ เมื่อทำการทดสอบโดยปล่อยแรงดันที่ปล่อยออกมาจากตัวบอร์ดทดลองวงจรขยายสัญญาณให้ไหลผ่านวงจรเสมือนที่มี ค่าความต้านทานทางไฟฟ้าเลียนแบบผิวหนังของมนุษย์ (Equivalent Circuit) พบว่ามีกระแสไหลผ่านสูงสุด 123.96 มิลลิแอมแปร์ การทดสอบสั่งการคลื่นที่มีช่วงกระตุ้นเฟสเดี่ยว (Monophasic pulse) เมื่อใช้แรงดันที่ 5 โวลต์ถึง 100 โวลต์ และการทดสอบสั่งการคลื่นที่มีช่วงกระตุ้นเฟสคู่ (Biphasic pulse) เมื่อจ่ายแรงดัน 15 โวลต์ ถึง 90 โวลต์ โดยวัดแบบจุดสูงสุดถึงจุดต่ำสุด (Peak to Peak Voltage) พบว่ามีค่าเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยประมาณ 3.127% และ 3.951% ตามลำดับ