13985

13985

كنترل سرعت و توان در ركابزني مبتني بر تحريك الكتريكي عملكردي در افراد دچار ضايعه نخاعي

كارشناسي ارشد

بيوالكتريك

ارديبهشت 1393

ارديبهشت 1393

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

برق

چكيده ضايعه نخاعي معمولاً علاوه بر اثرات اوليه ناشي از اختلالات حسي-عضلاني، مجموعهاي از عوارض ثانويه سلامتي را نيز به دنبال دارد. به عنوان نمونه، در نتيجهء عدم انجام فعاليت توسط بخش تحتاني بدن، تراكم استخواني كاهش يافته و احتمال شكستگي بالا ميرود. به هر حال، شدت تعدادي از اين مشكلات با انجام فعاليت ورزشي مؤثر كاهش خواهد يافت. تحقيقات انجام شده حاكي از آن است كه استفاده از تحريك الكتريكي عملكردي براي به فعاليت واداشتن عضلات سبب بهبود شرايط ثانويه و بازگشت سلامت شخص ضايعه نخاعي ميگردد. در تحريك الكتريكي عملكردي با اعمال جريان الكتريكي به اعصاب موتوري سالم، عضلات فلج به حركت واداشته ميشوند. يكي از روشهاي معمول از موارد استفاده تحريك الكتريكي، ركاب زني با استفاده از دوچرخه ميباشد. در اين تحقيق، دو سيستم ركابزني تحريك الكتريكي طراحي و ساخته شده است. يكي از اين سيستم ها بر اساس رايانه شخصي است. در اين سيستم كليه عمليات خواندن دادهها، پردازش، كنترل سرعت و توان ركابزني و نيز نمايش اطلاعات در رايانه انجام ميشود. در ادامه اين تحقيق، يك سيستم ركابزني فشرده مبتني بر پردازنده DSP ﴿رايانه تك-برد) طراحي و ساخته شده است. تمركز ديگر اين تحقيق متوجه افزايش تاثيرات فيزيولوژيكي ركابزني با تحريك الكتريكي بوده است. به همين سبب كنترل همزمان سرعت ركابزني و توان اعمالي عضلات به ركاب در اين سيستمها بسيار ضروري است. تغييرات روزانه در حالت فيزيكي بيمار، غيرخطي و متغير با زمان بودن خصوصيات عضله تحريكشده، موانع اصلي كنترل سيستم ركابزني با تحريك الكتريكي ميباشد. به منظور حل اين مشكلات كنترل كننده عصبي- لغزشي بكار گرفته شده است. اين كنترلكننده بطور موثري دركاهش نوسانات با فركانس بالا نقش داشته، و ميتواند كنترل مداوم و پايداري را ايجاد نمايد. يكي ديگر از فعاليتهاي انجام شده در اين تحقيق، بررسي حذف الگوي تحريك عضلات در ركاب زني بوده است. همانطور كه مشخص است، ركابزني در نتيجه تحريك ترتيبي عضلات باز- كننده و جمع- كننده دو پا ايجاد ميشود. از طرف ديگر، استخراج اين زمانبندي براي افراد مختلف متفاوت بوده و نيازمند صرف هزينه و اتلاف وقت ميباشد. بنابراين در اين تحقيق براي اولين بار كوشش عملي در جهت ارائه يك الگوريتم كنترلي بدون نياز به تعريف الگوي از پيش تنظيم شده صورت گرفته است. اين سيستمها بر روي بيماران فلج پايين-تنه داوطلب، مورد آزمايش قرار گرفته است. نتايج آزمايشها حاكي از توانايي كنترل پارامترهاي ركابزني توسط سيستمهاي طراحي شده ميباشد. واژههاي كليدي: افراد ضايعه نخاعي، تحريك الكتريكي عملكردي، فلج پايين-تنه، كنترلكننده عصبي- الگوي تحريك عضلات. ،DSP لغزشي، پردازنده