كنترل لغزشي سرعت و گشتاور ركابزني در افراد دچار ضايعه نخاعي به كمك تحريك الكتريكي عملكردي

كارشناسي ارشد

تحريك الكتريكي عملكردي با بيش از 50 سال پيشينه، يكي از شناخته‌شده‌ترين روش‌هاي استفاده شده به منظور درمان و بازتواني حركتي و عملكردي در افراد مبتلا به بيماري‌هاي مرتبط با نورون‌هاي حركتي بالايي است. تحريك الكتريكي عملكردي از پالس‌هايي با سطوح پايين به منظور ايجاد انقباض در ماهيچه‌هاي اندام آسيب‌ديده استفاده مي‌كند. ركاب¬زني مبتني بر تحريك الكتريكي عملكردي فوايد فيزيولوژيكي و رواني بسياري براي افراد مبتلا به ضايعه‌ي نخاعي دربردارد كه از جمله‌ي مهم‌ترين آن‌ها عبارت‌اند از: بهبود عملكرد قلبي-ريوي، افزايش گردش خون، حجم و قدرت ماهيچه و كاهش آتروفي ماهيچه‌هاي اسكلتي. نوآوري اصلي اين پروژه، ابداع روشي نوين مبتني بر ژاكوبين‌هاي انتقال گشتاور عضلات به ركاب تحت عنوان الگوي تحريك آزاد عضلات است كه در آن الگوي تحريك بهينه براي هر فرد به صورت اختصاصي استخراج شده و تحريك عضلات به صورت خودكار صورت مي‌گيرد و هم‌چنين عملكرد آن با روش متداول الگوي تحريك ثابت مقايسه شده است. در اين تحقيق براي اولين بار از كنترل‌كننده‌ي فراپيچشي با ضرايب تطبيقي كه به صورت هم‌زمان داراي مشخصات مقاوم بودن و تطبيقي بودن در برابر اغتشاشات و شرايط سيستم فيزيولوژيكي است، به منظور كنترل گشتاور توليدي توسط عضلات استفاده شده است. در كنار گشتاور توليدي عضلات، سرعت ركاب‌زني نيز به كمك يك موتور الكتريكي متصل به شفت دوچرخه كنترل شده است. در ابتدا عملكرد الگوهاي تحريك ثابت و آزاد عضلات و هم‌چنين كنترل‌كننده‌هاي PID، فراپيچشي و فراپيچشي با ضرايب تطبيقي بر روي مدل دوچرخه-بيمار مجازي و براي هر حالت در سه وضعيت نرمال، در نظر گرفتن خستگي عضلاني و اعمال اغتشاش خارجي پله‌اي مورد ارزيابي قرار گرفتند كه نتايج آزمايش‌هاي شبيه‌سازي، نشان از برتري الگوي تحريك آزاد و كنترل‌كننده فراپيچشي با ضرايب تطبيقي داشته است. در قسمت آزمايش‌هاي انساني، دو پروتكل كنترل سرعت پسيو ركاب‌زني و كنترل هم‌زمان سرعت و گشتاور ركاب‌زني به كمك تحريك الكتريكي عملكردي بر روي سه فرد پاراپلژيك مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند. در پروتكل نخست، خطاي تعقيب براي كنترل‌كننده فراپيچشي با ضرايب تطبيقي 03/0±17/4% بوده است و هم‌چنين در پروتكل دوم خطاي كنترل گشتاور در حالت الگوي تحريك آزاد و كنترل‌كننده فراپيچشي با ضرايب تطبيقي 6/0±04/5% بوده است كه نشان از برتري روش پيشنهادي در قياس با ساير روش‌هاي بررسي شده در اين تحقيق دارد. واژه‌هاي كليدي: تحريك الكتريكي عملكردي، ركاب‌زني، كنترل‌كننده فراپيچشي با ضرايب تطبيقي، الگوي تحريك آزاد، افراد دچار ضايعه نخاعي

192961

دانشگاه علم و صنعت ايران

بيوالكتريك

دكتر عباس عرفانيان اميدوار