نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• محسن عابدی ¹
• مجید محمدی مقدم ²
• محمد فیروزآبادی ³

¹ دانشجوی دکتری مهندسی مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

² دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

³ استاد، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

در این مقاله به شبیه­سازی رفتارهای بیمارگونه در گام برداشتن بیمار­های مغزی و نخاعی و تأثیر تکنیک­های توان­بخشی در آنها پرداخته شده­است. این شبیه­سازی­ها به شکل قابل­توجهی موجب پیشرفت سطح دانش محققان در حوزه­ی توان­بخشی عصبی درباره مبنای عصب­شناختی ترمیم سامانه­ی عصبی بیماران مغزی و نخاعی در اثر تکنیک­های توان­بخشی می­شوند. با این وجود، این شبیه­سازی­ها تاکنون بسیار محدود بوده­اند و اغلب آنها به صورت موردی به مطالعه­ی برخی از آثار بیماری­های مغزی و نخاعی پرداخته­اند. اما در این مقاله تلاش شده­است که با وارد نمودن اثر اختلالات داده­های مغزی، رفتارهای بیماران دچار سکته­ی مغزی و ضایعه­ی نخاعی با عمق بیشتری مورد مطالعه قرار گیرد. بدین منظور در سامانه­ی عصبی-­عضلانی از معماری مشترک رفلکس و مولد الگوی مرکزی استفاده شده­است، که روی دو مدل اسکلتی-عضلانی دو پا با یک بند و یک پا با دو بند پیاده شده­است. سپس مدل­های راه رفتن فلج یک­سویه و فلج پایین­تنه با ایجاد اختلال در داده­ی مغزی مولد الگوی مرکزی استخراج شده­است. همچنین با استفاده از این مدل­ها اثر تکنیک­های توان­بخشی در بیماران فلج پایین­تنه بررسی شده­اند و با داده های تجربی به صورت کیفی مقایسه شده­اند، که هم­خوانی قابل­قبولی را نشان می­دهند.

کلیدواژه‌ها

• شبیه سازی راه رفتن
• گام برداشتن بیمارگونه
• فلج یک سویه
• فلج پایین تنه

موضوعات

• مهندسی عصبی عضلانی

عنوان مقاله [English]

Simulation of Gait Locomotion for Hemiplegia and Paraplegia Patients Using Neuromusculoskeletal Systems

نویسندگان [English]

• Mohsen Abedi ¹
• Majid Mohammadi Moghaddam ²
• Mohammad Firoozabadi ³

¹ Ph.D Student, Mechanical Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

² Associate Professor, Mechanical Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

³ Professor, Department of Physiology, School of Medical Sciences Tarbiat Modares Universityو Tehran, Iran

چکیده [English]

In this paper the simulation of pathological behavior in gait locomotion of central nervous system (CNS) diseases and effects of rehabilitation techniques are investigated. These simulations noticeably deepen the knowledge of researches in neurorehabilitation realm about the neuroscientific basis of CNS treatment after a neural disorder. However, only a limited number of these simulations have been proposed in the previous works that issued some aspects of CNS diseases. Due to this limitation, in this paper, a more efficient simulation has been done on pathological behavior of neural disorders with including the brain signal disruption in the models. To do this, combinations of neural reflexes and central pattern generator (CPG) has been incorporated in the neuromuscular system and examined on two different msculoskeletal system containing two leg-one segment and one leg-two segment systems. Then, the locomotion of hemiplegia and paraplegia patients are simulated by inserting a malfunction in the supraspinal signal coming into the CPG. Moreover, the effects of rehabilitation effects on paraplegia patients have been investigated and qualititatively compared to the experimental data.

کلیدواژه‌ها [English]

• Gait simulation
• Pathological gait
• Hemiplegia
• Paraplegia