基于微电子肌电桥的双功能多通道原型系统设计

发布时间：2020-04-01 09:50

【摘要】：瘫痪疾病的治疗与康复一直以来都是医学界的难题,其中瘫痪疾病的主要致病因为脑卒中和脊髓损伤。随着老龄化社会的加剧,脑卒中疾病在中老年人中的发病率高居不下,导致很多中老年人留下了偏瘫后遗症。另一方面,随着社会经济的发展,由交通事故、高空坠落等外伤导致的脊髓损伤也造成了很多瘫痪患者。因此,本文将电子学和生物医学相结合,基于微电子肌电桥的思想与通信原理,并对课题组前期工作进行总结和改进后,设计了一种新型的用于帮助实现偏瘫患者运动功能重建的双功能多通道系统。该系统通过微电子肌电桥技术实现了一个肢体到另一个肢体的实时动作控制。偏瘫患者可以通过自己的健康肢体控制瘫痪肢体做出相同的动作,从而实现偏瘫病人肢体运动功能重建。该系统主要包含肌电信号探测电路、功能性电激励电路以及信号处理模块。肌电信号通过系统的探测、处理后,生成的刺激脉冲可以刺激肌肉运动,达到康复重建的功能。本文主要涉及电针和体表刺激双功能上肢瘫痪肢体运动功能重建的原型系统设计研究工作,通过认真调研市场上相关FES产品,对上一代双通道瘫痪肢体运动功能重建系统进行了创新性改进。与上一代系统相比,本系统采用STM32F103VET6芯片为主控芯片,运算性能强大。增加了电针刺激功能,提高治疗精确度和可选择性,适用范围更广;增加了2.4寸LCD显示屏,并设计了相关人机交互界面,进一步优化操作;增加了刺激参数调节功能,并实现相关硬件电路和软件代码,以满足不同用户的需求;此外,还增加了SD卡存储重播功能,实现肌电信号的存储与重播。本文中的系统已经在健康人身上进行了多次实验,可以实现相应的相关功能,对微电子神经/肌电桥思想的可行性和科学性进行了进一步验证,具有重要的工程价值和社会价值。随着系统的进一步扩展和完善,在将来的研究中会进行更多的临床实验来证明系统对偏瘫患者肢体功能重建的效果,给更多的患者及其家庭带来福音。
【图文】：

图 1-1 Christopher & Dana Reeve 基金关于瘫痪病因统计结果e)，俗称“中风”，是常见急性脑血管疾病中的一种，其致病原因为大脑中某原因梗阻而造成大脑缺血性坏死，从而导致脑部组织损伤或功能性障碍[3

图 1-2 脑卒中受损部位及影响严重致残性外伤或疾病，，是脊柱损伤最严重的并发症，一般会导致损能性障碍。脊髓损伤的致病因素有很多，但绝大多数是由外部创伤所
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH789

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本文编号：2610296