本文關(guān)鍵詞：基于肌電橋的下肢運(yùn)動(dòng)功能重建實(shí)驗(yàn)儀器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前我國(guó)殘疾人總數(shù)已超過8000萬人,在這些殘疾人中肢殘人士超過2400萬人,其中腦卒中導(dǎo)致的偏癱患者和脊髓損傷導(dǎo)致的截癱和全癱患者占很高比例。偏癱是腦卒中最常見的后遺癥之一,偏癱患者通常會(huì)存在某種程度的運(yùn)動(dòng)功能障礙。大概三分之二的腦卒中患者在康復(fù)早期都存在因腿部肌無力導(dǎo)致的步態(tài)障礙。其中只有一半的腦卒中步態(tài)障礙者能恢復(fù)功能,剩下的往往終身患有足下垂,這嚴(yán)重影響了患者的日常生活質(zhì)量。所以步態(tài)障礙也就成為了腦卒中致殘的嚴(yán)重后果之一。因此,研究腦卒中導(dǎo)致的偏癱,設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)恢復(fù)肢體癱瘓者步態(tài)功能的儀器具有重大的科學(xué)意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。本課題組基于前期提出并研究的植入式微電子神經(jīng)橋的基礎(chǔ)上又提出了表面式肌電橋,以避免植入式神經(jīng)電極存在的植入手術(shù)復(fù)雜,植入后易感染等問題。體表肌電信號(hào)作為一種運(yùn)動(dòng)控制信號(hào),蘊(yùn)含著肌肉活化信息,可作為功能性電刺激(FES)控制源信號(hào)。本論文主要完成了基于肌電橋的下肢運(yùn)動(dòng)功能重建系統(tǒng)的異步橋接模式研究,以及八通道肌電橋軟件系統(tǒng)嵌入式實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了異步橋接模式在八通道肌電橋中實(shí)現(xiàn)坐姿對(duì)側(cè)踝關(guān)節(jié)背屈,跖屈交替性控制并研究了異步橋接模式在無線肌電橋中足下垂矯正中的應(yīng)用方法。首先介紹了八通道有線肌電橋與無線肌電橋的硬件系統(tǒng)構(gòu)成。其次介紹了異步橋接模式的一般控制策略流程。詳細(xì)介紹了肌電存儲(chǔ)中如何利用樣本熵算法檢測(cè)肌電信號(hào)起始時(shí)刻(onset time)以及刺激時(shí)機(jī)決策在兩種肌電橋不同應(yīng)用場(chǎng)景中的實(shí)現(xiàn)方法。然后介紹了八通道肌電橋的任務(wù)構(gòu)成,詳細(xì)描述了各任務(wù)之間的關(guān)系。闡述了異步橋接模式在八通道肌電橋中以及無線肌電橋中的嵌入式實(shí)現(xiàn)。最后,對(duì)八通道肌電橋的異步橋接模式進(jìn)行了聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn),以及坐姿對(duì)側(cè)踝關(guān)節(jié)交替性控制實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了健康人帶動(dòng)另一健康人踝關(guān)節(jié)跖屈,背屈交替性控制。
【關(guān)鍵詞】：肌電橋 功能性電刺激 肢體功能重建 異步橋接 足下垂 交替控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R49;R743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-35
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 脊髓損傷10-11
• 1.1.2 腦卒中11-14
• 1.2 癱瘓肢體功能重建方法介紹14-16
• 1.2.1 生物學(xué)方法14-15
• 1.2.2 工程學(xué)方法15-16
• 1.3 功能電刺激FES介紹16-20
• 1.3.1 功能性電刺激技術(shù)16-17
• 1.3.2 功能性電刺激參數(shù)的選擇17-20
• 1.4 下肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)FES系統(tǒng)20-25
• 1.4.1 國(guó)外下肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)FES系統(tǒng)21-24
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)FES系統(tǒng)24
• 1.4.3 現(xiàn)有表面式FES系統(tǒng)的不足24-25
• 1.5 表面肌電技術(shù)25-29
• 1.5.1 表面肌電的概念25-26
• 1.5.2 表面肌電優(yōu)勢(shì)26
• 1.5.3 表面肌電的產(chǎn)生26-27
• 1.5.4 原始表面肌電信號(hào)的特性27-29
• 1.6 本課題前期工作基礎(chǔ)介紹29-32
• 1.6.1 微電子神經(jīng)肌電橋理論29-30
• 1.6.2 與本課題相關(guān)課題進(jìn)展30-32
• 1.7 本論文研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)32-35
• 第2章 肌電橋硬件平臺(tái)介紹35-43
• 2.1 八通道肌電橋系統(tǒng)35-36
• 2.2 八通道肌電橋部分硬件平臺(tái)介紹36-39
• 2.2.1 肌電信號(hào)采集系統(tǒng)36-37
• 2.2.2 主控模塊37-38
• 2.2.3 八通道刺激器模塊38
• 2.2.4 其他部件38-39
• 2.3 無線八通道肌電橋系統(tǒng)39-40
• 2.4 無線八通道肌電橋系統(tǒng)硬件平臺(tái)介紹40-42
• 2.4.1 肌電信號(hào)采集模塊40-41
• 2.4.2 刺激端與采集端主控模塊41-42
• 2.4.3 刺激器模塊與電源模塊42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第3章 基于肌電信號(hào)控制的下肢運(yùn)動(dòng)控制策略研究43-58
• 3.1 前言43-46
• 3.1.1 表面肌電信號(hào)探測(cè)中的噪聲與降噪方法44-46
• 3.2 異步橋接在八通道肌電橋中的坐姿實(shí)現(xiàn)46-51
• 3.2.1 肌電onset探測(cè)算法47-48
• 3.2.2 樣本熵參數(shù)對(duì)探測(cè)肌電onset的優(yōu)化48-51
• 3.2.3 在異步橋接時(shí)所需的預(yù)處理操作51
• 3.3 異步橋接在無線肌電橋中的足下垂矯正實(shí)現(xiàn)51-57
• 3.3.1 步態(tài)事件與腿部肌肉肌電信號(hào)的關(guān)系52-53
• 3.3.2 三軸加速度傳感器劃分步態(tài)事件53-55
• 3.3.3 小腿角速度曲線與脛骨前肌肌電信號(hào)關(guān)系55-56
• 3.3.4 小腿角速度對(duì)刺激端與采集端的控制56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第4章 異步橋接模式在肌電橋中的嵌入式實(shí)現(xiàn)58-82
• 4.1 前言58-60
• 4.1.1 八通道微電子神經(jīng)肌電橋系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境介紹58
• 4.1.2 八通道微電子神經(jīng)肌電橋系統(tǒng)的操作系統(tǒng)58
• 4.1.3 八通道肌電橋主控模塊的圖形界面系統(tǒng)58-59
• 4.1.4 八通道肌電橋主控模塊的文件系統(tǒng)與存儲(chǔ)設(shè)備59
• 4.1.5 無線肌電橋系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境介紹59-60
• 4.1.6 無線肌電橋系統(tǒng)的操作系統(tǒng)介紹60
• 4.2 八通道肌電橋主控模塊功能的嵌入式實(shí)現(xiàn)60-77
• 4.2.1 主控模塊STM32F103芯片嵌入式編程61-63
• 4.2.2 人機(jī)交互界面嵌入式實(shí)現(xiàn)63-68
• 4.2.3 液晶屏觸摸坐標(biāo)檢測(cè)任務(wù)嵌入式實(shí)現(xiàn)68
• 4.2.4 系統(tǒng)應(yīng)用功能選擇任務(wù)中異步橋接模式的嵌入式實(shí)現(xiàn)68-74
• 4.2.5 主控模塊STM32F407嵌入式編程74-75
• 4.2.6 STM32F407對(duì)STM32F103通訊接口設(shè)置75-77
• 4.3 無線肌電橋的嵌入式實(shí)現(xiàn)77-81
• 4.3.1 肌電采集端模塊的嵌入式實(shí)現(xiàn)79-80
• 4.3.2 刺激輸出端模塊的嵌入式實(shí)現(xiàn)80-81
• 4.4 本章小結(jié)81-82
• 第5章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試與下肢肢體運(yùn)動(dòng)功能重建實(shí)驗(yàn)82-90
• 5.1 前言82
• 5.2 八通道肌電橋聯(lián)調(diào)測(cè)試82-84
• 5.2.1 樣本熵控制下的SD卡對(duì)肌電信號(hào)存儲(chǔ)調(diào)試82-83
• 5.2.2 肌電信號(hào)編碼測(cè)試83-84
• 5.3 足踝背屈和跖屈肌電探測(cè)位點(diǎn)選取84-86
• 5.4 足踝背屈和跖屈刺激位點(diǎn)選取86-87
• 5.5 八通道肌電橋下肢肢體功能重建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證87-89
• 5.6 本章小節(jié)89-90
• 第6章 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 總結(jié)90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況與獲獎(jiǎng)情況98-99
• 致謝99

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭輝,紀(jì)樹榮;運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)療法對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的療效觀察[J];中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志;2002年05期

2 施加加;孫瑩;李周;;神經(jīng)松動(dòng)術(shù)對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];中國(guó)康復(fù);2013年01期

3 谷愛武,吳毅,范振華,葉萬鈞,章健康;運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;1999年03期

4 錢開林;朱奕;王彤;;蹦床訓(xùn)練對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能平衡能力及日常生活活動(dòng)能力的影響[J];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2011年07期

5 閻艷麗;腦卒中偏癱患者早期康復(fù)對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];中國(guó)臨床康復(fù);2002年03期

6 羅曉萍;;電針結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];四川中醫(yī);2014年04期

7 唐月念;徐莉;張桂友;;動(dòng)態(tài)式踝足矯形器對(duì)腦卒中后偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];吉林醫(yī)學(xué);2013年15期

8 劉惠林;呂振存;;多體位智能化下肢康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐;2013年08期

9 倫億禧;王強(qiáng);張永祥;;功能性電刺激與踝足矯形器對(duì)改善偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的療效比較[J];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2014年06期

10 江東農(nóng);;腦卒中患者早期康復(fù)干預(yù)對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J];江西醫(yī)藥;2005年12期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭輝;紀(jì)樹榮;;運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)療法對(duì)偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的療效觀察[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第四屆會(huì)員代表大會(huì)暨第三屆中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2001年

2 邵天民;劉e，

本文編號(hào)：251052