功能性電刺激治療系統(tǒng)的研制.pdf

1、功能性電刺激（Functional Electrical Stimulation，F(xiàn)ES）在神經(jīng)功能失調(diào)治療和神經(jīng)損傷康復(fù)中具有重要的作用。它是利用神經(jīng)細胞對電刺激的響應(yīng)來傳遞外加的人工控制信號，通過外電流的作用使神經(jīng)細胞能產(chǎn)生一個與自然激發(fā)引起的動作電位完全一樣的神經(jīng)沖動，使其支配的肌肉纖維產(chǎn)生收縮，從而獲得運動的效果。隨著微電子技術(shù)、微納技術(shù)和生物技術(shù)等的發(fā)展，F(xiàn)ES在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來越廣，目前，F(xiàn)ES已經(jīng)在治療控制癲癇、慢性疼

2、痛、尿失禁、聽視覺障礙等多個方面取得較大進展，而且，在上下肢助動、治療脊柱側(cè)彎、協(xié)助呼吸等方面也有著誘人的前景。 本課題針對FES在上下肢助動方面的應(yīng)用，提出用提取到的機體健側(cè)相應(yīng)部位的表面肌電信號代替電脈沖信號做刺激源的方法，并且開發(fā)研制刺激系統(tǒng)，將刺激源復(fù)原放大后再作用于受損機體。表面肌電信號是從皮膚表面通過電極引導(dǎo)、記錄下來的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動時的生物電信號，它與肌肉的活動狀態(tài)和功能狀態(tài)之間有著不同程度的關(guān)聯(lián)性，因此在一定程

3、度上反映了神經(jīng)肌肉的活動。人體的表面肌電信號復(fù)雜多變，傳統(tǒng)電刺激治療儀中用到的形式為連續(xù)波、簇形波和疏密波的脈沖波形與之存在很大差別。 本課題的研究中，提取機體健側(cè)相應(yīng)部位的表面肌電信號，經(jīng)過matlab處理后存儲起來作為系統(tǒng)的刺激源，結(jié)合中醫(yī)里面經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象，選取合適的穴位進行電刺激。本文在介紹肌電信號、肌電信號處理方法和FES的研究情況之后，詳細介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。整個系統(tǒng)設(shè)計包括單片機控制系統(tǒng)及其外圍電路，DA轉(zhuǎn)換電路以及