針對(duì)下肢的智能型功能性電刺激控制技術(shù)研究與測試.pdf

1、隨著人口老齡化進(jìn)程加快和脊髓損傷患者逐年遞增,癱瘓病人的數(shù)目也越來越多。功能性電刺激(FES)是幫助這些病人恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的有效手段,具有重要的研究意義和良好的運(yùn)用前景。然而,國內(nèi)對(duì)FES系統(tǒng)的研究還不成熟,尤其是在下肢FES系統(tǒng)方面,距離國外還有較大差距。
　　本文借助仿生控制原理,結(jié)合人體肌電信號(hào)(EMG)生成方式的猜想,將中樞模式發(fā)生器(CPG)和肌肉協(xié)同聯(lián)合起來,設(shè)計(jì)了智能型的電刺激控制系統(tǒng)。這種電刺激控制系統(tǒng)利用CPG生成

2、的少數(shù)控制信號(hào)控制多塊肌肉,在保證控制效果的同時(shí),大大簡化CPG網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度,而且能方便地調(diào)節(jié)輸出速度、強(qiáng)度等。
　　本文首先闡述了功能性電刺激的基礎(chǔ),介紹了電刺激下肌張力的產(chǎn)生,然后研究了節(jié)律運(yùn)動(dòng)過程中的肌肉協(xié)同,得出了不同運(yùn)動(dòng)模式下的時(shí)間主成分,證明了不同速度或負(fù)載下 EMG的時(shí)間主成分基本不變,并對(duì) EMG進(jìn)行了重構(gòu)。緊接著,詳細(xì)介紹了CPG,探索了Hindmarsh-Rose(HR)模型關(guān)于CPG的特性,并從理論上和實(shí)際上