抑制腕部病理性震顫的功能性電刺激系統(tǒng)的仿真與實(shí)驗(yàn)
本文關(guān)鍵詞: 病理性震顫 震顫抑制 功能性電刺激 控制器設(shè)計(jì) PID控制 出處:《中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)》2014年03期 論文類型:期刊論文
【摘要】:研發(fā)一種用于抑制腕部病理性震顫的功能性電刺激(FES)康復(fù)系統(tǒng),包括信息處理、控制器設(shè)計(jì)、仿真建模以及實(shí)驗(yàn)測試。仿真階段利用Matlab軟件構(gòu)建了腕關(guān)節(jié)肌肉骨骼模型;設(shè)計(jì)控制器采用比例-積分-微分(PID)算法,對(duì)肌骨模型中存在的震顫擾動(dòng)進(jìn)行抑制。仿真結(jié)果表明,控制器保證了在抑制高頻低幅震顫擾動(dòng)的同時(shí)不影響其低頻高幅的自主運(yùn)動(dòng),對(duì)震顫擾動(dòng)幅值的抑制平均達(dá)到約95%。實(shí)驗(yàn)階段搭建了FES閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),由電刺激器、角度傳感器、電腦控制器和輸出板卡以及實(shí)時(shí)控制軟件系統(tǒng)組成。研發(fā)的系統(tǒng)在5例健康受試者及1例震顫患者身上進(jìn)行了測試,震顫抑制效果分別約為90%和80%。
[Abstract]:A functional electrical stimulation ( fes ) rehabilitation system for the inhibition of pathological tremor in the wrist is developed , including information processing , controller design , simulation modeling and experimental testing . The simulation stage uses Matlab software to construct the wrist - joint muscle skeleton model . The simulation results show that the controller ensures that it does not influence the self - dominant motion of the low - frequency high amplitude while suppressing the high - frequency low - amplitude tremor disturbance . The simulation results show that the control system is composed of an electric stimulator , an angle sensor , a computer controller , an output board card and a real - time control software system . The system is developed in 5 healthy subjects and 1 patient with tremor , and the effect of the tremor inhibition is about 90 % and 80 % , respectively .
【作者單位】: 上海交通大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科;
【基金】:機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(SKLRS-2012-ZD-04)
【分類號(hào)】:R749.16;TN911.7
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