كاهش لرزش دست با استفاده از تحريك الكتريكي سطحي عضله

Hand Tremor Suppuration by Muscle Surface Electrical Stimulation

لرزش از شايع ترين اختلالات حركتي انسان است كه حركتي غيرارادي و تقريباً سينوسي است. لرزش، مفصل هاي مختلفي در بدن از جمله مفصل آرنج را تحت تاثير قرار مي دهد. لرزش مفصل آرنج بصورت حركات باز و بسته شونده و چرخشي ساعد است. درمان هاي متفاوتي براي لرزش وجود دارد كه يكي از آن ها استفاده از تحريك الكتريكي است. در اين روش لازم است به مواردي توجه شود كه عبارتند از: 1) تحريك كننده الكتريكي، بمنظور انجام آزمايش‌هاي واقعي و اعتبارسنجي مدل، 2) مدل عصبي- عضلاني- اسكلتي براي بررسي ديناميك لرزش و شبيه‌سازي سيستم، 3) تعيين الگو، نحوه تحريك و روش كنترلي مناسب براي كنترل پارامترهاي تحريك به نحوي كه لرزش كاهش يابد. يكي از روش هايي كه براي تحريك الكتريكي عضلات مخالف بمنظور كاهش لرزش استفاده مي شود، تحريك به صورت فاز متقابل است. در اين روش با توجه به اينكه سيستم داراي تاخير زماني، اغتشاش، روابط غيرخطي و متغير با زمان است، نيازمند استفاده از كنترل‌كننده‌اي توانا و قدرتمند هستيم. در اين پژوهش با توجه به ويژگي هاي كنترل‌كننده MPC، از اين كنترل‌كننده استفاده شده است. نتايج شبيه سازي نشان‌دهنده اين است كه MPC در مقايسه با كنترل‌كننده PID و Fuzzy - كه قبلاً از آنها استفاده شده است- عملكردي رضايت‌بخش دارد و نشان‌دهنده اين موضوع است كه بصورت تيوري مي توان لرزش را با استفاده از تحريك الكتريكي كاهش داد.

Tremor is one of the most frequent movement disorders which is involuntary and approximately sinusoidal. It affects various body joints such as elbow. Tremor on an elbow is considered as extension, flection, and rotation of the forearm. There are miscellaneous types of treatments for tremor one of which is electrical stimulation. In this research, we study existing stimulation methods in order to reduce tremor and control stimulation pulses. It should be notified that studying these methods requires 1- an electrical stimulator so that one can run natural experiments and estimate the validity of the model, 2- a skeletal- neuromuscular model in order to study the tremor dynamics and the system simulation, and 3- determining an appropriate stimulation scheme and control method in order that one can control the stimulation parameters to reduce tremor. The antagonist muscle stimulation technique for reducing tremor is in the form of either muscle co-contraction or anti-phase stimulation. In the former method, considering the fact that the time-dependent system has time-delay, disturbance, and non-linearities, a robust controller is needed. Hence, in this study, we take advantage of MPC controller because of its features. The results show that MPC controller is more satisfactory than the PID and fuzzy ones used in previous works and also demonstrate that one can theoretically reduce tremor by applying appropriate electrical stimulation.