灵活的外围神经接口电极用于关节位置控制,用于闭环神经肌肉刺激

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经科学是一个神经科学.
• 康复工程 康复工程

背景情况:

• 外围神经疾病对电子医学构成挑战,需要理解神经功能并保持稳定的组织接口的系统.
• 开发有效的神经假肢解决方案需要精确控制神经刺激,以复制自然的运动控制.

研究的目的:

• 介绍一种新的神经接口平台,用于利用灵活的电极和先进的神经调节来调节外周神经系统.
• 开发和验证一个基于表面的反向招募模型,通过电神经刺激精确控制关节位置.

主要方法:

• 开发了一个基于表面的反向招募模型,使用重心坐标进行神经招募值的3D插入.
• 整合了该模型与一个比例-积分-导数 (PID) 控制器,用于闭环功能神经肌肉刺激 (FNS).
• 通过对子脚关节控制的实验试验验证实了该系统.

主要成果:

• 新型模型与传统模型相比表现出更高的性能,实现了较短的沉降时间 (<1.63秒) 和更快的上升时间 (<0.39秒).
• 该系统在关节位置控制中表现出较小的稳定状态误差 (<3度).
• 该平台显示了与灵活接口技术的兼容性以及与闭环FNS系统的集成.

结论:

• 开发的神经接口平台和反向招聘模型为管理神经疾病提供了显著的进步.
• 这种方法具有精确神经假肢应用的潜力,特别是在联合位置控制中.
• 这项研究强调了先进的神经调节技术对功能神经肌肉刺激的有效性.