劉正良臺灣大學：機械工程學研究所游本寧Yu, Pen-NingPen-NingYu2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61089中風與偏癱病患無法直接由大腦控制手部動作，因而喪失了部分日常生活的能力。本研究之電刺激策略，係以未偏癱側之手操控搖桿進而電刺激患側之手，電刺激系統包括比例式命令控制與電刺激程序，並調整電刺激器輸出。使用本系統之病人可藉由調整電刺激參數，完成抓握、側握和三指拿握三項手部開迴路動作。此外，在抓握動作時，利用FSR手套擷取病患握合時之力量，配合力量的回饋控制，避免肌肉快速疲乏，導致抓握力量衰減。經由臨床測試，使用本系統，病患可以自己操控偏癱側之手指，完成抓握杯子、側握鑰匙與三指拿握錄音帶盒子三種動作，而且能維持病患抓握之握合力量於穩定值。Some of the stroke or hemiplegia patients could not move their hands so as not to grasp objects in their daily life. In this work, the electrical stimulation strategy is that the patients use their normal side hand to control the joystick and the paralyzed hand is thus moved when receiving the electric stimulation. The system consists of proportional command control, stimulation procedures, and electrical intensity control. By adjusting electrical stimulation parameters, the patient can grasp objects in three hand postures. A force sensing resistor glove is also used to feedback grasping forces thus reduce fatigue. Clinic trials show that the patients can grasp cups, keys and cassette cases with proper stimulation of this system.致謝 一 摘要 三 Abstract 四 目錄 五 圖目錄 八 表目錄 一一 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機 1 1.3 研究目的 2 1.4 論文架構 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 弁鄔妏q刺激之發展 4 2.2 電刺激操作 6 2.3 手部動作的合成 10 2.3.1 電刺激特徵 10 2.3.2 握物動作的設定 11 2.4 已發展的手部FES系統 14 2.4.1 開迴路弁鄔妏q刺激系統 14 2.4.2 閉迴路電刺激之研究與系統 17 第三章 研究方法 20 3.1 研究流程 20 3.2 研究之應用對象 22 3.3 電刺激參數 23 3.3.1 電刺激型態 23 3.3.2 電刺激輸出單元 24 3.3.3 電刺激波形 24 3.3.4 電刺激頻率 25 3.3.5 電刺激波寬 25 3.3.6 電刺激強度 25 3.3.7 電極貼片的大小 26 3.3.8 電極位置的選擇 26 3.4 系統架構 30 3.4.1電刺激策略 31 3.4.2 電刺激強度與時間關係 37 3.4.3 命令控制 41 3.4.4 閉迴路PID控制 44 第四章 硬體設備 46 4.1 電刺激器 46 4.1.1 MYOMED 932 46 4.1.2 RESPOND 47 4.1.3 分壓電路 49 4.2 比例式命令控制介面 55 4.3 FSR手套 61 4.3.1 FSR 61 4.3.2 FSR校正 62 4.3.3 FSR安裝 65 4.4 繼電器 68 4.5 LabVIEW程式 69 4.5.1電刺激順序 69 4.5.2 電刺激策略之LabVIEW程式 71 4.5.3 回饋控制之程式 73 4.5.4 人機介面 74 4.6 實驗程序 75 4.6.1 實驗準備 75 4.6.2 尋找電刺激位置 78 4.6.3 抓握、側握與三指拿握實驗 80 4.6.4 抓握力量回饋實驗 81 第五章 實驗結果與討論 83 5.1 開迴路正常人實驗 83 5.1.1 電刺激策略實施於抓握 84 5.1.2 電刺激策略實施於側握 85 5.1.3 電刺激策略實施於三指拿握 87 5.2 開迴路病人實驗 90 5.2.1 電刺激策略實施於抓握 91 5.2.2 電刺激策略實施於側握 93 5.2.3 電刺激策略實施於三指拿握 95 5.2.4 比例式命令控制 97 5.3 開迴路數據結果與討論 99 5.4 力量回饋 102 第六章 結論與建議 105 6.1 結論 105 6.2 建議 1061249130 bytesapplication/pdfen-USFSR手套力量回饋控制比例式命令控制表面式功能性電刺激surface functional electrical stimulationFSR gloveproportional command controlforce feedback controlthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61089/1/ntu-93-R90522628-1.pdf