@article { author = {Ghoreishian Amiri, Seyede Fatemeh and Pooyan, Mohammad}, title = {Modeling Parkinsonian Gait and Investigating some Approaches to Increase the Gait Speed}, journal = {Iranian Journal of Biomedical Engineering}, volume = {14}, number = {4}, pages = {321-331}, year = {2021}, publisher = {Iranian Society for Biomedical Engineering}, issn = {5869-2008}, eissn = {9685-8006}, doi = {10.22041/ijbme.2021.135873.1621}, abstract = {Parkinson's disease (PD) is a neurological disorder that mainly affects dopamine-producing neurons and motor system. The most obvious symptoms of PD are tremor, slow movement, stiffness and difficulty with walking. Walking in PD is slower than normal walking. In this paper, the gait in patients with PD is modeled by a mathematical and computational method. This model includes structures which are involved in PD, such as basal ganglia, thalamus, cortex, supplementary motor area (SMA), muscle and joint-load dynamics. The output of the model is walking speed in PD. The output value is 0.83 m/s, which is in the range reported by clinical results (0.18-1.21 m/s). Some methods which increase the gait speed in PD are investigated too. These methods include deep brain stimulation, drug prescription and strengthening the muscles. The results show that each of these methods will improve the gait speed, in fact, by using these methods, the value of output increases and approaches the walking speed range in healthy individuals (1.36-1.30 m/s). Moreover, the effect of rigidity on gait speed is studied; it has been observed that the stiffness and speed of the gait are inversely related. Finally a control method is offered which improve the gait speed by increasing the magnitude response of the closed-loop system.}, keywords = {PARKINSON’S DISEASE,Modeling,Gait speed,improving}, title_fa = {مدل‌سازی راه رفتن در بیماران پارکینسون و بررسی روش‌های بالابردن سرعت حرکت}, abstract_fa = {بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که به طور عمده بر نورون­های تولید کننده­ی دوپامین تاثیر گذاشته و موجب اختلال در سیستم حرکتی می­شود. بارزترین علایم این بیماری شامل لرزش، حرکت آهسته، سفتی و دشواری در راه رفتن است. راه رفتن بیماران پارکینسون با کندی در حرکت همراه است. در این مقاله با استفاده از روش­های ریاضی و کامپیوتری، راه رفتن بیماران پارکینسون مدل‌سازی شده است. این مدل متشکل از ساختارهای درگیر در بیماری پارکینسون بوده که از مغز شروع شده و تا مفصل زانو ادامه دارد و شامل عقده­های قاعده­ای، تالاموس، کورتکس، ناحیه‌ی موتوری تکمیلی (SMA)، عضله و مفصل می­باشد. خروجی مدل به صورت سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون بوده و برابر با 83/0 m/s به دست آمده است که در محدوده­ی گزارش شده توسط نتایج کلینیکی (18/0 – 21/1 m/s) قرار دارد. در این مطالعه روش­هایی برای افزایش سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون مورد بررسی قرار گرفته که شامل تحریک عمقی مغز، استفاده از دارو و تقویت عضله است. نتایج نشان می­دهد که هر یک از این روش­ها موجب بهبود سرعت راه رفتن شده است. در واقع با به کارگیری این روش­ها روی مدل، مقدار خروجی افزایش یافته و به محدوده­ی سرعت راه رفتن در افراد سالم (30/1 – 36/1 m/s) نزدیک شده است. هم‌چنین اثر سفتی روی سرعت راه رفتن مورد مطالعه قرار گرفته و مشاهده شده است که سفتی عضلانی با سرعت رابطه­ی عکس دارد. در پایان نیز یک روش کنترلی برای بهبود سرعت پیشنهاد شده که با افزایش پاسخ سیستم حلقه بسته موجب افزایش سرعت راه رفتن شده است.}, keywords_fa = {بیماری پارکینسون,مدل‌سازی,سرعت راه رفتن,بهبود}, url = {https://www.ijbme.org/article_241630.html}, eprint = {https://www.ijbme.org/article_241630_88337f1622037e125fea7a1e3b66e870.pdf} }