جلسه دفاعیه از پایان نامه کارشناسی ارشد

طراحی و ساخت سیستم رکاب زنی با تحریک الکتریکی عملکردی قابل حمل

اشخاصی که از ضایعه نخاعی رنج می برند، علاوه بر معضلات معمول مربوط به از دست رفتن کنترل اعصاب موتوری و حسی، در معرض عوارضی مانند کاهش گردش، خون مشکلات قلبی عروقی، زخم بستر، تحلیل رفتن عضله فلج، و انقباض شدید عضلانی می باشند. این عوارض در نتیجه شیوه زندگی ساکن آنها روی می دهد. روشی که به عنوان تحریک الکتریکی عملکردی (FES)، شناخته شده است، بوسیله اعمال جریان الکتریکی سطح پایین به اعصاب موتوری سالم به انقباض ماهیچه های فلج می انجامد. بدین ترتیب می توان توانایی-های از دست رفته را به بیماران دچار ضایعه نخاعی بازگرداند و از عوارض این ضایعه کاست. یکی از روش های ویژه ای که در بهبود سلامت و بازگرداندن فیزیک مناسب بیمار نقش موثری دارد رکاب زنی با FES می باشد. امروزه اکثر دستگاه های رکاب زنی با FES به منظور استفاده در محیط های درمانی طراحی شده اند. برای اکثر بیماران رفت و آمد روزانه به کلینیک های درمانی بسیار مشکل می باشد، لذا طراحی یک دستگاه کارآمدتر به منظور استفاده در منزل که توانایی پیاده سازی الگوریتم های کنترلی بروز را داشته باشد به امری ضروری برای تمرینات بلندمدت و دائمی رکاب زنی با FES تبدیل شده است. در این پروژه یک سیستم فشرده رکاب زنی با FES بر اساس یک پردازشگر سیگنال های دیجیتال TMS320F2812 طراحی و ساخته شده است. این سیستم، توان، سرعت و زاویه رکاب را اندازه گیری می نماید و بعد از کنترل سرعت موتور اطلاعات مناسب را به منظور کنترل توان و تحریک ماهیچه به کامپیوتر ارسال می نماید. تمرکز دیگر این تحقیق متوجه افزایش تاثیرات فیزیولوژیکی رکاب زنی با FES می باشد. از این رو کنترل همزمان سرعت رکاب زنی و توان سیستم بسیار ضروری است. تغییرات روزانه در حالت فیزیکی بیمار، غیرخطی و متغیر با زمان بودن خصوصیات ماهیچه تحریک شونده، موانع اصلی کنترل سیستم رکاب زنی با FES می باشند. به منظور حل این مشکلات کنترل کننده لغزشی مرتبه بالا بکار گرفته شده است. سیستم شاخته شده بر روی بیماران فلج پایین تنه داوطلب، مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که این سیستم توانایی کنترل پارامترهای رکاب زنی را به تنهایی دارا می باشد و پیاده سازی هرگونه الگوریتم کنترلی بدون نیاز به کامپیوتر بر روی این سیستم ممکن است.

دانشجو : احد بهبودی

استاد راهنما : دکتر عباس عرفانیان امیدوار