康復機器人系統(tǒng)腕部功能性電刺激陣列研究.pdf

1、近年來隨著醫(yī)療康復設備的發(fā)展，康復機器人在醫(yī)療設備領域的應用逐漸增多，它以醫(yī)學理論為依據(jù)，在機械結(jié)構(gòu)對患肢的外部支撐下，使患者在康復訓練時候，能夠感知肢體的狀況，改善自身感覺運動功能。隨著腦科學和神經(jīng)科學的進步和發(fā)展，功能性電刺激的應用也逐漸增多，它被用到患者的康復治療中，通過調(diào)整刺激脈沖的幅值和頻率來刺激患者相關神經(jīng)或肌肉，促使肌肉收縮產(chǎn)生肢體運動，同時產(chǎn)生感覺反饋來刺激大腦的運動再學習。將康復機器人同功能性電刺激相結(jié)合，是近年來研究

2、的新領域，通過結(jié)合二者各自的優(yōu)勢，為患者提供綜合、高效的康復訓練。
　　本文將物理康復和功能性電刺激相結(jié)合，在腕部康復機器人系統(tǒng)的基礎上，開發(fā)出具有實用價值的功能性電刺激器和多通道陣列電極的功能性電刺激系統(tǒng)。腕部康復機器人系統(tǒng)通過氣動肌肉來驅(qū)動手臂完成彎曲/伸展康復訓練。刺激器采用STM32F103作為控制器，設計了D/A轉(zhuǎn)換、波形翻轉(zhuǎn)、恒流源、刺激電極、功能鍵等部分，由功能鍵來調(diào)節(jié)DAC的輸出電壓，從而控制刺激器輸出的刺激脈沖，

3、利用PWM脈寬調(diào)制技術，調(diào)節(jié)刺激脈沖的頻率。陣列電極系統(tǒng)也采用STM32F103作為控制器，由光耦等電子開關控制刺激通道的通斷，配合刺激器的給定輸入，我們可以通過上位機來進行刺激通道的選擇和刺激模式的切換。
　　最后，對設計的硬件系統(tǒng)進行了功能性測試，通過調(diào)節(jié)刺激脈沖的幅值和頻率，配合陣列電極系統(tǒng)實現(xiàn)功能位點選擇和刺激模式切換。軟件測試結(jié)果表明，電刺激系統(tǒng)能夠通過上位機應用程序控制陣列電極選通，調(diào)節(jié)電刺激參數(shù)，從而實現(xiàn)安全高效的刺