本文選題：康復(fù)醫(yī)學(xué) + 手指康復(fù)器�。� 參考：《浙江工業(yè)大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：當(dāng)今社會(huì),由于車禍、骨折等意外事故或者是腦中風(fēng)等疾病引起的肢體運(yùn)動(dòng)功能缺失及其并發(fā)癥的發(fā)病率有逐年上升的趨勢。手部外傷術(shù)后需要早期精心康復(fù)護(hù)理,另外,由于腦損傷造成的肢體偏癱等患者手部運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)訓(xùn)練,往往需要借助于器械對手指進(jìn)行被動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練。目前手部康復(fù)器處于研發(fā)階段,基本上都采用剛性的機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式,存在適用性、順應(yīng)性和安全性等方面的不足,且功能比較簡單。因此手指康復(fù)器的研究發(fā)展對患者的康復(fù)有著至關(guān)重要的作用與意義。 本課題主要對基于FPA的彎曲關(guān)節(jié)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究,根據(jù)人體手指外科解剖學(xué)原理,設(shè)計(jì)一種基于FPA的彎曲關(guān)節(jié)的符合人體手指運(yùn)動(dòng)機(jī)理的新型手指康復(fù)器結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上引入肌電信號,利用肌電信號實(shí)現(xiàn)手指康復(fù)器進(jìn)行控制。研究的主要內(nèi)容是手指康復(fù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),肌電信號的采集與分析,并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行模式分類與康復(fù)器控制的規(guī)劃。研究主要內(nèi)容包括: 1.簡單介紹了FPA與基于FPA的彎曲關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)原理、數(shù)學(xué)模型及其特性曲線,并在其基礎(chǔ)上,根據(jù)人體手指的運(yùn)動(dòng)機(jī)理與外科解剖學(xué)原理,設(shè)計(jì)手指康復(fù)器。 2.根據(jù)外科解剖學(xué)原理,了解手指運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引的前臂相關(guān)肌肉。使用Noraxon Myotrace 400表面肌電儀進(jìn)行肌電信號采集實(shí)驗(yàn),在前臂相關(guān)肌肉部位采集手指不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的肌電信號。 3.采用時(shí)域、頻域、參數(shù)模型與時(shí)頻方法對采集的肌電信號進(jìn)行分析,尋找到適合的分析方法與明顯的特征值。 4.根據(jù)特征值的維數(shù),設(shè)計(jì)相應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器,并對手指不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的肌電信號進(jìn)行分類。 5.根據(jù)不同時(shí)期患者手指活動(dòng)功能狀態(tài),對手指康復(fù)器進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練模式設(shè)計(jì)與康復(fù)策略的規(guī)劃。 6.搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行手指康復(fù)器的康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證其有效性。本文基于FPA驅(qū)動(dòng)器及其彎曲關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)了除拇指外的四指手指康復(fù)器,并試制樣機(jī),通過肌電信號對手指康復(fù)器樣機(jī)實(shí)現(xiàn)康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明該樣機(jī)可以較好的實(shí)現(xiàn)手指的康復(fù)訓(xùn)練。
[Abstract]:In today's society, the incidence of loss of motor function and complications due to accidents such as car accidents, fractures and other diseases, such as stroke, has been increasing year by year. In addition, the recovery of hand motor function in patients with hemiplegia caused by brain injury often requires passive rehabilitation training of the fingers with the aid of instruments. At present the hand rehabilitation device is in the stage of research and development. The rigid mechanical linkage mechanism and motor drive mode are adopted basically. There are shortcomings in applicability compliance and safety and the function is relatively simple. Therefore, the research and development of finger rehabilitation device plays an important role in patients' rehabilitation. In this paper, the application of bending joint based on FPA is studied deeply. According to the principle of human finger surgical anatomy, a new type of finger rehabilitation device based on FPA is designed, which accords with the movement mechanism of human finger. On this basis, the EMG signal is introduced and the finger rehabilitation device is used to control the EMG signal. The main contents of the study are the structure design of finger rehabilitation, the collection and analysis of EMG signal, and the pattern classification and the control planning of rehabilitator based on it. The main contents of the study include: 1. This paper briefly introduces the structure principle, mathematical model and characteristic curve of FPA and the bending joint based on FPA. On the basis of it, according to the movement mechanism of human finger and the principle of surgical anatomy, the finger rehabilitation device is designed. 2. According to the principle of surgical anatomy, the muscles associated with forearm traction during finger movement are understood. The Noraxon Myotrace 400 surface electromyograph was used to collect the EMG signals in the forearm muscles. 3. The time domain, frequency domain, parameter model and time-frequency method are used to analyze the collected EMG signals, and the suitable analysis methods and obvious eigenvalues are found. 4. According to the dimension of eigenvalue, the corresponding BP neural network classifier is designed, and the EMG signals in different motion states of fingers are classified. 5. According to the functional state of finger movement in different period, the rehabilitation training mode design and rehabilitation strategy planning of finger rehabilitation device were carried out. 6. The experiment platform was set up and the rehabilitation training experiment of finger rehabilitation device was carried out to verify its validity. Based on the FPA driver and its bending joint, this paper designs a four-finger finger rehabilitation device except the thumb, and makes a prototype. The prototype of the finger rehabilitation device is carried out by electromyography (EMG) signal, and the rehabilitation training experiment is carried out on the prototype of the finger rehabilitation device. Experiments show that the prototype can achieve the finger rehabilitation training.
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH789

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本文編號：1850681