功能性電刺激治療系統(tǒng)的研制.pdf

1、功能性電刺激（Functional Electrical Stimulation，F(xiàn)ES）在神經(jīng)功能失調(diào)治療和神經(jīng)損傷康復(fù)中具有重要的作用。它是利用神經(jīng)細(xì)胞對(duì)電刺激的響應(yīng)來(lái)傳遞外加的人工控制信號(hào)，通過(guò)外電流的作用使神經(jīng)細(xì)胞能產(chǎn)生一個(gè)與自然激發(fā)引起的動(dòng)作電位完全一樣的神經(jīng)沖動(dòng)，使其支配的肌肉纖維產(chǎn)生收縮，從而獲得運(yùn)動(dòng)的效果。隨著微電子技術(shù)、微納技術(shù)和生物技術(shù)等的發(fā)展，F(xiàn)ES在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，目前，F(xiàn)ES已經(jīng)在治療控制癲癇、慢性疼

2、痛、尿失禁、聽(tīng)視覺(jué)障礙等多個(gè)方面取得較大進(jìn)展，而且，在上下肢助動(dòng)、治療脊柱側(cè)彎、協(xié)助呼吸等方面也有著誘人的前景。 本課題針對(duì)FES在上下肢助動(dòng)方面的應(yīng)用，提出用提取到的機(jī)體健側(cè)相應(yīng)部位的表面肌電信號(hào)代替電脈沖信號(hào)做刺激源的方法，并且開(kāi)發(fā)研制刺激系統(tǒng)，將刺激源復(fù)原放大后再作用于受損機(jī)體。表面肌電信號(hào)是從皮膚表面通過(guò)電極引導(dǎo)、記錄下來(lái)的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)的生物電信號(hào)，它與肌肉的活動(dòng)狀態(tài)和功能狀態(tài)之間有著不同程度的關(guān)聯(lián)性，因此在一定程

3、度上反映了神經(jīng)肌肉的活動(dòng)。人體的表面肌電信號(hào)復(fù)雜多變，傳統(tǒng)電刺激治療儀中用到的形式為連續(xù)波、簇形波和疏密波的脈沖波形與之存在很大差別。 本課題的研究中，提取機(jī)體健側(cè)相應(yīng)部位的表面肌電信號(hào)，經(jīng)過(guò)matlab處理后存儲(chǔ)起來(lái)作為系統(tǒng)的刺激源，結(jié)合中醫(yī)里面經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象，選取合適的穴位進(jìn)行電刺激。本文在介紹肌電信號(hào)、肌電信號(hào)處理方法和FES的研究情況之后，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括單片機(jī)控制系統(tǒng)及其外圍電路，DA轉(zhuǎn)換電路以及