شبیه سازی حرکات ارادی بیماران ضایعه نخاعی در هنگام برخاستن از روی صندلی

Abstract

روش تحریک الکتریکی عملکردی یا EFS از جمله وش هائی است که به بیماران نخاعی کمک می کند تا توانائی از دست رفته خود را در حرکت دادن اعضای آسیب دیده بازیابند. با وجود پیشرفت های قابل توجهی که در این زمینه حاصل شده است هنوز مشکلات و ابهاماتی وجود ادرد که فائق آمدن بر آنها راه را برای توفیق بیشتر این روش هموار خواهد کرد. در اینجا عمل بلند شدن از روی صندلی توسط بیمار ضایعه نخاعی و یا STS مورد توجه قرار گرفته است. در حین عمل STS همزمان با اعمال FES بیمار از دستهای خود بدلایل متعدد استفاده می کند و تاثیر استفاده از دستها بصورت ارادی در بالاتنه ظاهر می شود. در کنترل کننده های FES ای که تاکنون برای انجام عمل STS طراحی شده اند حرکات ارادی بالاتنه بطور مؤثر لحاظ نشده است و در نتیجه عمل STS عملاً همراه با معضلاتی صورت می گیرد. در جهت حل این مشکل یک کنترل کننده فازی ارائه شده است تا تصمیمات بیمار را در هنگام عمل STS شبیه سازی کند. این کنترل کننده در ترکیب با ساختار اسکلتی انسان یک بیمار مجازی بوجود می آورد که توسط آن می توان قوانین حرکتی بیماران را بررسی کرد و همچنین کنترل کننده های FES راتوسعه داد . در نهایت برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده فازی از یک الگوریتم یادگیری با سرپرستی استفاده شده است. شبیه سازی ها نشان می دهند که خطای بین مؤلفه های حرکت بیمار مجازی و بیمار واقعی (نظیر موقعیت مرکز ثقل) پس از اجرای الگوریتم یادگیری, بطور متوسط از مقدار 04/6 درصد تجاوز نمی کند.