康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)腕部功能性電刺激陣列研究.pdf

1、近年來(lái)隨著醫(yī)療康復(fù)設(shè)備的發(fā)展，康復(fù)機(jī)器人在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，它以醫(yī)學(xué)理論為依據(jù)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)患肢的外部支撐下，使患者在康復(fù)訓(xùn)練時(shí)候，能夠感知肢體的狀況，改善自身感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能。隨著腦科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，功能性電刺激的應(yīng)用也逐漸增多，它被用到患者的康復(fù)治療中，通過(guò)調(diào)整刺激脈沖的幅值和頻率來(lái)刺激患者相關(guān)神經(jīng)或肌肉，促使肌肉收縮產(chǎn)生肢體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生感覺(jué)反饋來(lái)刺激大腦的運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)。將康復(fù)機(jī)器人同功能性電刺激相結(jié)合，是近年來(lái)研究

2、的新領(lǐng)域，通過(guò)結(jié)合二者各自的優(yōu)勢(shì)，為患者提供綜合、高效的康復(fù)訓(xùn)練。
　　本文將物理康復(fù)和功能性電刺激相結(jié)合，在腕部康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出具有實(shí)用價(jià)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(fù)機(jī)器人系統(tǒng)通過(guò)氣動(dòng)肌肉來(lái)驅(qū)動(dòng)手臂完成彎曲/伸展康復(fù)訓(xùn)練。刺激器采用STM32F103作為控制器，設(shè)計(jì)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(lái)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(shù)，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(kāi)關(guān)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(guò)上位機(jī)來(lái)進(jìn)行刺激通道的選擇和刺激模式的切換。
　　最后，對(duì)設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了功能性測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)刺激脈沖的幅值和頻率，配合陣列電極系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能位點(diǎn)選擇和刺激模式切換。軟件測(cè)試結(jié)果表明，電刺激系統(tǒng)能夠通過(guò)上位機(jī)應(yīng)用程序控制陣列電極選通，調(diào)節(jié)電刺激參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)安全高效的刺