رمزگشايي پارامترهاي حركت راه رفتن از سيگنال‌هاي قشر حركتي موش صحرايي

كارشناسي ارشد

سالانه تعداد زيادي از افراد به دلايل مختلف از جمله آسيبهاي نخاعي توانايي راه رفتن خود را از دست ميدهند. يكي از راههاي كمك به اين افراد استفاده از سيستمهاي واسط مغز-كامپيوتر است كه ميتوان با استفاده از آن در فرايندهاي بازتواني به اين افراد كمك كرد يا با استفاده از اين سيستمها پروتزهاي عصبي را كنترل كرد. براي نيل به اين هدف در مرحله اول بايد اطلاعات وابسته به حركت از سيگنالهاي الكتريكي مغزي استخراج شده و در مرحله بعد اين اطلاعات به فرمانهاي حركتي ترجمه شوند. بدين منظور در اين پژوهش به تخمين پارامترهاي حركتي راه رفتن موش صحرايي با استفاده از سيگنالهاي قشر حركتي مغز پرداخته شد. در اين پژوهش از پتانسيلهاي ميدان محلي استفاده شد زيرا در مقايسه با اسپايك نوروني در طول زمان پايدارتر بوده و براي استفاده طولاني مدت مناسبتر هستند. ابتدا به موشهاي صحرايي آموزش داده شد كه روي تردميل با سرعتهاي مختلف و همچنين در شيبهاي مختلف بدوند. سپس در قشر حركتي اوليه آنها آرايههاي ميكرووايري كاشته شد و پس از طي دوره بهبود بعد از عمل جراحي، به ثبت سيگنالهاي الكتريكي قشر حركتي در حين راه رفتن پرداخته شد. در جلسات ثبت، همزمان با ثبت سيگنالهاي مغزي، با استفاده از دوربين موقعيت مفاصل لگن، زانو، قوزك پا و مفصل متاتارسوفالانژيال نيز ثبت ميشد. در پايان با پردازش سيگنالهاي ثبت شده ويژگيهاي مختلفي از سيگنالهاي مغزي استخراج شد و با استفاده از روش رگرسيون حداقل مربعات جزئي به تخمين پارامترهاي حركتي نظير موقعيت مفاصل، زواياي مفاصل و سرعت حركت مفاصل در حين راه رفتن در سرعتها و شيبهاي مختلف پرداخته شد. بهترين نتايج با استفاده از ويژگيهاي توان و فاز باندهاي فركانسي مختلف به دست آمد كه به عنوان مثال، ضريب همبستگي مقادير تخمين زده شده و مقادير اندازه گيري شده در پارامترهاي موقعيت افقي قوزك پا، موقعيت عمودي قوزك پا و زاويه آن به ترتيب برابر 15 / 0 ± 48 / 0 ، 15 / 0 ± 4 / 0 و 14 / 0 ± 43 / 0 شد.

192889

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

دكتر وحيد شالچيان