三通道偏瘫理疗仪的研制

发布时间：2020-07-11 02:37

【摘要】：脑卒中是我国常见病,脑卒中病人经过医治后,也多出现偏瘫等后遗症,给病人和病人家属带来了极为严重的经济负担和心理负担。近年来,医治脑中风(脑卒中)后肢体偏瘫,辅助脑卒中病人行走的主要疗法是功能性电刺激。但是,功能性电刺激设备在使用上具有很明显的缺陷。比如单通道或双通道的设备,功能单一,效果不太理想;而多通道的设备,体积庞大且操作复杂,不便携带。因此,对于便携的并且功能完善的功能性电刺激设备的研究显得尤为重要。本次课题研制了一种基于功能性电刺激的三通道偏瘫理疗仪,操作简单,方便携带。本三通道偏瘫理疗仪所选通道为3个,模拟人行走时三块肌肉收缩的时序脉冲,输出低频电脉冲,对臀大肌、股四头肌和胫骨前肌进行协调刺激,使其按照一定的规律有效收缩,产生步行动作,改善偏瘫患者的行走姿态,提高行走的稳定性。本三通道偏瘫理疗仪可根据患者的反应和效果调节刺激信号强度。本三通道偏瘫理疗仪可实现各通道的独立控制且功能完善,分为静态练习模式和动态行走模式,静态练习模式下可以通过单独刺激肌肉,预防肌肉萎缩;动态行走模式下,通过对臀大肌、股四头肌和胫骨前肌进行刺激,可以使偏瘫患者的步态更接近健康人步态。本三通道偏瘫理疗仪在动态行走模式下,使用压电技术(压力传感器)采集脚跟压力信号,作为产生刺激的起始信号,以避免电流间的互相干扰。本文首先完成了三通道偏瘫理疗仪的核心控制电路板的设计。其次在硬件平台的基础上,以PIC24FJ256单片机为控制核心,用C语言编程模拟正常步行时三块肌肉(臀大肌、股四头肌和胫骨前肌)在运动周期中的收缩时序,设计出软件程序,来达到更好地康复效果。然后,利用示波器的结果显示进行功能验证。最终,完成三通道偏瘫理疗仪的研制。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH77
【图文】：

脑卒中,脑中风

如图1-1 所示。脑卒中（脑中风）的发病原因是大脑内部血管忽然破裂或者是因为血管堵塞致使血液不能流进大脑。脑卒中（脑中风）临床上的表现是永久性或者过性脑功能障碍。脑卒中（脑中风）的肇因是血压长期过高，诱因则包括了过度劳累、饮食过度、摄入高能量食物、情绪不稳等多重因素。脑中风的病变特点是发病局限在脑组织，来自大脑的异常信号会导致患者偏瘫、身体协调性降低，但脑卒中患者的肌肉、神经系统并没有受到影响【2】。图 1-1 脑卒中Figure 1-1 Stroke脑中风是我国的常见疾病，脑中风的特点是“四高”，包括发病率高、复发率高、致残率高和死亡率高。脑中风的发病率和患者人数逐年递增，其中发病率以每年 8.7%的速度增长。我国脑卒中患者人数已经达到 700 万之多，其中有超过 450 万的患者不同严重程度地失去了劳动力并且生活不能够自理。每年死于脑中风（脑卒中）的患者人数在我国也已经达到 120 万之多【3】。由于临床对脑中风的诊断、急救、医治水平的提高，大大降低了脑中风的急性病死率，但致残率仍然居高不下，大约为 86.5%。据调查可知，脑中风（脑卒中）已经变成我国成人残疾的主要原因。脑卒中患者即使经过治疗，依然存在较为普遍的后遗症，大约三分之二的患者出现偏瘫（一侧的肢体瘫痪），失语或记忆力减退【4】。人类脑部有视觉区、运动区、体觉区和联合区等神经中枢，脑卒中后会对运动区的神经产生不同程度的损伤

胫骨前肌,臀大肌,股四头肌,矫形器

图 2-1 臀大肌、股四头肌和胫骨前肌igure 2-1 Gluteus maximus, quadriceps and tibialis anterior muscle矫正，当前采取的医治方法有：足部矫形器、药物医治设备【29】。器，如图 2-2 所示。足部矫形器是基于机械作用，保持

矫形器,足部,适用对象,参差不齐

图 2-2 足部矫形器Figure 2-2 Foot orthosis医治。康复师手动医治是通过康复师的理论和患者的偏瘫步态。该方法的优点是治疗成本低参差不齐而且适用对象不广泛。

【参考文献】