电子镇痛仪电信号传输机制的建模与分析 —— 基于手臂肌肉的频率依赖性研究

为探究电子镇痛仪电流信号在手臂肌肉中的传输机制，研究人员基于人体解剖结构，利用 COMSOL Multiphysics 5.5 构建包含截头体、圆柱体和椭球体的有限元模型，分析 100 kHz、1 MHz、10 MHz（±20 mA）信号传输。发现频率升高使信号更集中于皮肤电极接触区。该研究为电刺激镇痛提供理论依据。

　　

本研究分析电子镇痛仪电流信号在手臂肌肉中的传输机制，为电刺激镇痛提供理论基础。研究结合人体解剖学和组织结构，在 COMSOL Multiphysics 5.5 中使用截头体、圆柱体和椭球体作为几何实体，建立基于数值模拟的有限元模型。在频域环境中，输入幅度为 ±20 mA 的 100 kHz、1 MHz 和 10 MHz 电流信号，分析信号在手臂中的传输机制。结果显示，随着载波频率持续升高，皮肤组织的作用愈发明显，信号越来越集中于与电极接触的皮肤部分，且在体导体内部的扩散失去一致性。在 100 kHz 时，随着与电极中心的传播距离逐渐增加，信号在手臂内的传播更为均匀。结论表明，在使用电子镇痛仪进行肌肉酸痛治疗的过程中，较高的传播频率使信号更难进入身体内部，并降低信号的一致性。因此，在进行电流镇痛时，信号电极应尽可能靠近镇痛目标区域。