محققان دانشگاه علم و صنعت ايران موفق به ارائه الگوي تحريكي الكتريكي براي کنترل مقاوم گام برداشتن بيماران ضايعه نخاعی شدند.

به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، يکی از کاربردهای مهم تحريک الکتريکی عملکردی، بازتوانی گام برداشتن افراد دچار ضايعه‌ی نخاعی است.

توانبخشی گام برداشتن به دليل اهميت زياد آن در زندگی روزمره، همواره مورد توجه محققان بوده و هنوز هم به عنوان يک مسأله‌ی باز مورد بررسی است. مشکلات اصلی استفاده از تحريک الکتريکی عملکردی در بازتوانی گام برداشتن، ايجاد الگوی تحريک مناسب و مصرف زياد انرژی متابوليسم در بالاتنه‌ی فرد بيمار حين گام برداشتن است. از اين رو حل اين دو مشکل، محور اصلی اين تحقيق است.

در اين روش كه توسط مهندس وهاب نكوكار، دانشجوي دكتري دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ارائه شده، بهينه‌سازی گام برداشتن بيماران ضايعه نخاعي، شبيه‌سازی شده و با استفاده از روش کنترل بهينه مورد آزمايش قرار گرفت.

برای پياده‌سازی کنترل بهينه، از برنامه‌ريزی پويا و الگوريتم بهينه‌سازی گروه ذرات ( PSO ) استفاده شد و نتايج شبيه‌سازی در آزمايشات انسانی نيز مورد ارزيابی قرار گرفت.

نتايج عملی اين پژوهش حاكيست که با يک الگوی تحريکي مناسب و استفاده از گروه عضلانی بيشتر نسبت به سيستم‌های حلقه باز متداول، امکان بهبود کيفيت گام برداشتن وجود دارد. مشکل سيستم پياده‌سازی شده در اين قسمت، ماهيت حلقه باز بودن آن بوده که در برابر خستگی، اغتشاشات و تغييرات روز به روز و فرد به فرد مقاوم نيست. به همين خاطر در قدم بعدی، يک روش کنترل فازی- تطبيقی مد لغزشی ترمينال برای کنترل مقاوم حرکت گام برداشتن پيشنهاد می‌شود.

در اين روش همچنين عملکرد کنترل‌کننده در مطالعات شبيه‌سازی بيماران مجازی مختلف و آزمايشات انسانی مربوط به کنترل حرکت سيستم‌های چند عضله- چند مفصل ارزيابی شد.

نتايج شبيه‌سازی و عملی، حاکی از مقاوم بودن روش بوده و لذا يک استراتژی مدولار کنترل بر اساس ترکيب کنترل فازی- تطبيقی برای کنترل گام برداشتن پيشنهاد شده است.

در اين استراتژی، دامنه و عرض پالس سيگنال تحريک به صورت خودکار تعيين شده و کمينه کردن هم‌زمان خطای رديابی مسير مرجع در مفاصل پايين‌تنه و نيروی اعمالی دست به دسته‌ی واکر مورد توجه است.

نتايج آزمايشات انسانی بر روی سه معلول نشان داد: کنترل کننده توانسته الگوی تحريک مناسب را در جهت رديابی مسير مرجع مفاصل پايين‌تنه اعمال کند و همچنين نيروهای دست نسبت به سيستم‌های حلقه باز، به طور چشم‌گيری کاهش يابد.

نتايج عملی بيان می‌کند که استراتژی طراحی شده در برابر تغييرات گام به گام، روز به روز و حتی فرد به فرد مقاوم است.

انتهاي پيام