Orvostudomány, egészségügy biocontrolled alkar protézisek
Fehérorosz Állami Egyetem Informatikai és rádióelektronikai
KIVONAT a témáról:
„Biocontrolled alkar protézis. A protézis az alkar visszacsatoló eszköz "
Együtt a probléma, hogy létrehozza a nagy teljesítményű meghajtó egységek és a kutatás releváns áramforrások, amelyek megfelelnek a modern követelményeknek, a méret és a fogyasztás, és egy nagyon fontos probléma kezelésének ilyen protézisek. protézisek lehet vezérelni villamos érintkezők (ABI érintésmentes elektronikus eszközök). Ezekben az esetekben érvénytelen hordozza csak kontroll és erő funkciók végzik meghajtóeszközre külső áramforráshoz.
Élettani szempontból célszerűbb használni a szabályozás, amely a legközelebb áll a természetes. A legtöbb fiziológiai bioelektromos ellenőrzés, amelynek során a vezérlő jel a villamos potenciál során felmerülő izom-összehúzódás. Bármely összehúzódás (feszültség) a vázizomzat kíséri elektromos aktivitását őket. Ennek intenzitását aktivitása nagyobb, erősebb, az izom-összehúzódás. Bioelektromos potenciálok az izmok lehet rögzíteni útján elektródák bevezetésre kerül az izom vagy szubkután keresztül vagy felületi elektródok alkalmazása a bőrön át a megfelelő izmokat. Az utóbbi esetben a felvett teljes potenciálja számos izomrostok. A felszínen elrablásában bioelektromos potenciálok elektromiogram jelentése egy komplex az amplitúdó és frekvencia spektrum a váltakozó elektromos jel. Azt találtuk, hogy attól függően, hogy milyen mértékben összehúzódása az izmok a bioelektromos jel amplitúdója változhat néhány ben kifejezve több mV, és a frekvenciasáv néhány száz Hz. Azt is megállapították, hogy a, hogy ellenőrizzék a protézisek gyakorlatilag elégséges bioelectrical szignál amplitúdója 20 mV és 30 fölött, és a működési frekvencia tartományban a 100-400 Hz. Bioelektromos jel teljesítménye nagyon kicsi, így annak gyakorlati használatát meg kell erősíteni. Erre a célra elektronikus erősítők, amelyek révén a szint a bioelektromos jel az izmok növeljük a kívánt értéket, és átalakítjuk megfelelő formában menedzsment a végrehajtó szervek a protézis. Így a bioelectrical vezérlőrendszer tartalmazza a kollektor (csúszás) eszközt, a pre-erősítő, átalakító, teljesítmény erősítő, működtető, és az áramforrás.
A protézisek és myotonicában kontroll hajlás és nyújtás ujj mesterséges kefe hatást használják, hogy növeljék a kerülete a csonkot, miközben csökkenti az izmok. A csökkentés az izom csonk lekvár na speciális érzékelő, a jelet, amely révén az elektronikus rendszer szabályozza a mozgás az ujjak mesterséges kéz, a forgatás a kefét.
Jelenleg a kereskedelmi forgalomban kapható különböző minták felső végtag protézisek külső energiaforrás. Ez az alkar és a kar protézisek, felszerelt elektromechanikus működtetők, a bioelektromos, electrocontact és miotónikus típusú ellenőrzés; váll-protézisek elektromechanikus hajtás kefe irányítása az egérrel biopotentials kar csonkja, és a kipörgésgátló, a könyökízület.
biocontrolled alkar protézisek
A gyakorlatban az ortopédiai ellátást a betegek után az amputáció az alábbi típusú protézisek külső tápegységek használt alkar szint: protézis bioelektromos szabályozás és protézisek miotónikus ellenőrzés. Protézisek is kifejlesztettek a bioelektromos relé és ellenőrzési rendszerek és arányos visszacsatolás eszközt megragad erejét, valamint a bioelektromos ellenőrzés két funkciója van.
Alkar protézis integrált bioelektromos ellenőrzés. A protézis van kialakítva, hogy a betegek amputációt követően szinten nem fölött az alkar 6 cm-re a könyök, a rövidülés a maradék nem kevesebb, mint 6 cm, összehasonlítva az egészséges alkar.
A protézis áll a következő fő részekből áll: a kéz 9 (1. ábra) egy elektromechanikus meghajtó, a hüvely az alkar 6, passzív rotációs mechanizmust kefék 7, a feszültség erősítő áramgyűjtő 3 készülék, a teljesítményerősítő 8. „Súly” feszültség szabályozó, hogy az elektród 5, a tápegység / kapcsolódása a protézis 4, kozmetikai 2 héj.
Brush elektromechanikus meghajtó tartalmaz egy műanyag test 5 (ábra. 2). mobil egységek II -IV ujjak 2 és
1. ábra alkar protézis integrált bioelektricheskogoupravleniya rendszer.
Ábra. 2. Brush egy elektromechanikus meghajtót.
I ujj Mikroelektromos 9 csökkentő áttételű 8, a rendszer karok 4, a csúszka összekötő spirális fogaskerékpár 6 ujjakkal. ujjai körül forognak a tengelyek 7. és 3. Amikor irányának megváltoztatása a motor forgórész forgása mozgását az ujjak megfordítjuk úgy, hogy szabályozzuk a forgatás a szerelvény, akkor lehet, hogy végre hajlító és hajlíthatatlan ujját. Megváltoztatása a forgásirányt a horgony ebben a kivitelben végzi. fordított polaritású feszültséget a motor a tápfeszültség.
mechanizmust működtető áll egy 1 villamos motor (3.), rugalmas tengelykapcsoló 2, egy szűkítő 3 álló fogaskerekek Zi-Z4 homlokkerekes hajtómű, amely trehzahodny 8 csavar és a dia 9, a vezető 11 rudak a csúszka 9, a nyomócsapágy használt, előzés tengelykapcsoló 7. a talpcsapágy 7 b és előzés tengelykapcsoló elrendezhető egy házban 5. a motor forgási tengely 1 útján rugalmas tengelykapcsoló 2 továbbítjuk a fogaskerekek Z / -Z * és rajtuk keresztül - az egymás után kapcsolunk előzés trehzahodny csavar 7 és 8. az a csavar forgási 8 a dia 9 végez transzlációs mozgást tnositelno vezetőrudak 11 mozgatja, és a rendszer a karok 10 ujjak csuklósan van csatlakoztatva a dia 9. Az ujjak ezáltal flexor vagy extensor mozgását függően forgásiránya a motortengelyre.
Ábra. 3. kinematikai kefe mechanizmus.
Kapcsolás előzés 7 szolgál, hogy automatikusan megváltoztatja a tolóerő siklócsapágy, amely önzáró a mozgás átvitele a motor a csúszkát a csapágy 6, amely lehetővé teszi, hogy magas hatékonyságot továbbító mozgás a motor és a csúszkát.
Amikor a 8 csiga olyan irányban forog, amely megfelel a szorító ujj (a mozgás a megfogó) és az erőátviteli a motortól a csavar, a csavar 5 az 5 házban miatt túlterhelésre megcsúszó tengelykapcsoló 8 és szabadon görgetve axiális csapágy ebben az esetben a kapcsolási golyóscsapágy 7. Amikor a előzés átviteli teljesítmény a propeller a motort, és a csavar forgási az ellenkező irányba forgatja a 5 ház ebben az esetben, a nyomócsapágy egy csúszócsapágy által képzett homlokfelülete a ház 5. felfedése ujját a forgás következtében elektrodvigat radiátorrács szerepet támcsapágy hordozza a golyóscsapágy 4. Ha az ecset objektum megragadása ujjal pas csúszik 9 van egy erő tengelyének irányába a csavar az ujjak. Ez az erő a 8 csavar nyomja a végén a test 5 túlterhelésre megcsúszó tengelykapcsolóval 3 hajtóműház és a hajtás létrehoz egy fékezési körülmény miatt a súrlódási erő. A csavar 8 ebben az esetben rögzítve van elfordulás ellen a két tengelykapcsoló-labdák 7 és előzés speciális ferde hornyok 5 a házban, amely lezárja az ujjak, amikor megragadása. A hüvely jellemzően készült alkar a laminátum egyedi gipsz csonkja és egy puff a csonkot birtokában van, rögzítés vagy remeshkovogo keresztül shinno - bőr mandzsetta úgynevezett váll ujjú, is gyártott külön-külön. Az elmúlt években az a gyakorlat, protézisek elterjedt úgynevezett nespadayuschaya alkar hüvely (lásd. Ábra. 1).
Ilyen rögzítési mentesek a kiegészítő eszközök, hogy tartsa a protézis a csonkot. Úgy tűnik, nespadayuschey hüvely miatt annak előnyeit kell előnyös előállítására alkar protézis, mert a tapasztalat azt mutatja, hogy sikeresen alkalmazhatók a legtöbb esetben a protézisek.
Mechanizmus passzív rotációs kefe hossza mozgatható és a leválasztható kapcsolatot a kefekar és a hüvely lehetővé teszi a passzívan telepítve ecsetet a helyzetben, amikor a protézis. A mechanizmus két műanyag gyűrűk, amelyek közül az egyik mélyedések egyenletesen oszlik el a belső szélén, és összeköti a hüvely alkar. Egyéb gyűrű kidudorodások a külső széle, pontosan a megfelelő mélyedések az első gyűrűt, és össze van kötve az ecset szervezetben.
4. ábra protézis vezérlő tömbvázlata.
Amikor a készüléket a bélés nyúlványok a kefe gyűrűn kerül egy gyűrű bemélyedések és forgatni ott egy fél fordulatot. Mivel a egyenetlenség a gyűrűk kerületen helyét n kiemelkedések mélyedés kefe szilárdan és, ezzel egyidejűleg egy bizonyos mozgathatóan torym súrlódású hüvely kapcsolódik a alkar, amely lehetővé teszi a passzív pronáció supinatios ecsettel.
Így, beállítás felváltva, a bemenetek a csatorna ellenőrzési rendszerek bio-elektromos jelek a küszöbérték fölé, akkor lehetséges, hogy mozgásának ellenőrzésére a protézis az ujjak a kulcs üzemmódban, azaz alapján be- vagy kikapcsolása. A tápegység egy elem sorba kapcsolt akkumulátorok 10 NDEF típusú 0.45. Névleges akkumulátor feszültsége 12,5 V A tápegység csatlakozik a biofeszültségmérő erősítő keresztül egy flexibilis kábel, és egy két pólusú elektromos csatlakozót és amikor rajta a protézis található zsebek vagy szíj tiltva.
Kozmetikai shell (kesztyű) a kefe készült többnyire PVC hab speciális formája. Tömeg a protézis (és nem erősíti a tápegység) átlagosan 0,8-0,9 kg erősítő -0,12 kg súlyú. PSU tömeg -0.32 kg; méretek-138x78x18 mm. Az erőssége a megfogó ujjak végei a mesterséges kéz - legalább 20 N.
A protézis az alkar visszacsatoló eszköz
A protézis betegek számára amputációt követően az alkar szinten legfeljebb 6 cm-re a könyökízület. Lerövidítése alkar kell lennie legalább 7,5 cm képest a norma. Így, a protézis lehet rendelni a beteg az alkar csonkja a középső harmadik szint.
A jellemzője ez a kialakítás a protézis az a képesség, hogy ellenőrizzék a mozgási sebességét az ujjak és a nagysága a mesterséges kéz megfogó erő. Fordulatszám szabályozás hatályba úr mozgó megfogó megváltoztatásával hajtjuk végre az amplitúdó a bioelektromos jel mellékelt pas rendszer bejárata, m. P. változások a csökkenés mértéke (feszültség) kontroll végtag izmai. A mozgási sebességét az ujjak közvetlenül függ, milyen mértékben a maradó feszültség az izmokban, és arra kényszeríti a megfogó - az áramlási idő (időtartam) a vezérlő bemeneti jel ellenőrzési rendszer. A protézis áll a következő fő összetevők: ecsettel 9 (5. ábra) egy elektromechanikus meghajtó, a teljesítményerősítő a jeladó és egy visszacsatoló egység 8, egy elektromágneses vibrátor 7, alkarját b hüvely elektród „Súly” 5, feszültség 4 erősítők, a csatlakozódoboz 3, összekötő kábel 2, tápegység 1, a nyomásérzékelő 10. a működési elve a protézis eszköz visszacsatoló elve alapvetően eltér az előzőleg ismertetett protézisek, amelyben a vezérlő rendszer működik, a kapcsolási üzemmódban. protézis kontroll lehet magyarázni a blokk-diagram (ábra. 6.). Bioelektromos jelek keresztül kibocsátott felületi elektródok 1 a maradék izmok előzőleg amplifikált amplitúdó erősítők 2 feszültség észlelése, és amplifikáltuk a jelenlegi az integrátor 3, majd átalakított frekvencia-impulzus átalakító 4 egy szekvenciája négyszögletes impulzusok időtartama változó, és frekvenciája arányos az amplitúdó légtelenítő vezérlőjel izmokat. Ezután, az átalakított jelet belép a teljesítményerősítő 5, amelyben a terhelés a kapcsolón keresztül b van kapcsolva az ecset hajtómotor 7. A csökkenés ellenőrzés izmok, flexor például bioelectrical jelet keresztül 2 erősítő és integrátor 3, az egyik csatorna eredetileg kiváltott kapcsoló használható a csatorna rendszerben , miáltal a hajtómotor 7 csatlakozik a teljesítményerősítő 5, majd működteti az inverter 4 és ezen keresztül a teljesítményerősítő jel vált hajlító ujjait megpróbáltatás Twain ecsettel.
Ábra. 5 protézis az alkar visszajelzés egység.
Ábra. 6. A protézis vezérlő tömbvázlata visszacsatoló eszköz.
Hasonlóképpen működik, és egy második csatornát kezelő egyengető ujjai feszítő izmok. Egyenletesen változó jel amplitúdóját izmokból, akkor simán változtatni a mozgási sebességét az ujjak. A visszacsatolási rendszer tartalmaz egy nyomásérzékelő 8 elhelyezve az egyik ujját a kéz, az erősítő 9, az erősítő nyomásérzékelő jeleit, link 10 korlátozza az időben a konverter 11, amely átalakítja a folyamatos érzékelő jel az impulzus diszkrét jelek, a teljesítményerősítő 12, és az elektromágneses vibrátor 13, a mag amely, ha rajta a protézis bőrét érinti a csonkja. Amikor megragad egy tárgyat a szenzor, amely megváltoztatja az elektromos ellenállást, amikor megszorította, és befolyásolja, viszont a PA átalakító 11 generáló négyszög impulzus, az ismétlési frekvenciája, amely egyenesen arányos a ható erő az érzékelő.
Derékszögű impulzusok ismét amplifikáltuk teljesítmény és aktiválja az elektromágneses vibrátort 13, szerepel, mint a terhelés C, az erősítő 12 mag oszcillációk a vibrátor érzékelhető az emberi bőrön keresztül a csonk, és a rezgés frekvenciája határozza meg a mag szilárdsága végein a megfogó ujjak mesterséges kefe. Ez a személy nem merült fel alkalmazkodás vibrációs stimulálás a csonkot, a hatalom tong szolgáltatott információk nem állandó, és egy link segítségével 10, ami korlátozza az idő egy vibrációs stimulálás. Azt találtuk, hogy a szükséges időt egyenlő 1,5-3 elegendő, hogy ismerjék el a hatalom tong.