基于眼電圖的老年和癱瘓輪椅

描述

癱瘓通常指的是由于身體肌肉或神經(jīng)失去活動(dòng)能力而導(dǎo)致的身體功能的完全或部分損傷。癱瘓的主要原因包括中風(fēng)、腦癱、多發(fā)性硬化癥和占其他原因的脊髓損傷。根據(jù)一項(xiàng)研究，每 50 人中就有 1 人患有癱瘓，大約有 600 萬人。這意味著我們都認(rèn)識某個(gè)患有癱瘓癥的兄弟姐妹、朋友、鄰居或同事。為了重獲疾病后的功能和獨(dú)立性，不同的助行器和藥物已通過該技術(shù)出現(xiàn)在人們手中。在過去的幾十年中，各種類別的生物信號已被使用，它們在殘疾人康復(fù)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。從這些，出于交流和控制的目的，特別是對于那些具有眼部運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力的人，由于多種因素，眼電圖被認(rèn)為是最方便的信號。

EOG 信號基于眼內(nèi)的偶極子。它通常被稱為由角膜（帶正電）和視網(wǎng)膜（帶負(fù)電）的電位差產(chǎn)生的電信號。輪椅由作為傳感元件的加速度計(jì)和電極傳感器、用于發(fā)送和接收 RF 信號的 CC2500 收發(fā)器模塊、一個(gè)微控制器單元、一個(gè)決策裝置和電機(jī)組成，只需您的手部運(yùn)動(dòng)或眼睛運(yùn)動(dòng)即可在四個(gè)方向上導(dǎo)航輪椅。你只需要在手上戴一個(gè)小型發(fā)射裝置，其中包括一個(gè)加速度計(jì)或戴在眼睛后面的電極。這將向輪椅發(fā)送適當(dāng)?shù)拿睿员闼梢砸苿?dòng)到他們想要的方向。傳統(tǒng)輪椅在靈活性、體積大和功能有限方面存在一些局限性。我們的系統(tǒng)允許用戶使用手部運(yùn)動(dòng)或眼部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并與輪椅的運(yùn)動(dòng)同步，以便他們可以舒適地使用它。從眼睛后部到眼睛前部存在穩(wěn)定的角膜視網(wǎng)膜電位。這種穩(wěn)定的偶極子可用于通過在眼睛周圍放置表面電極來測量眼電位。

當(dāng)眼睛直視時(shí)，與眼睛等距的電極將與眼睛的電場成直角，這將導(dǎo)致輸出為零。由于眼睛的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷了直流電壓偏移，它給出了 EOG 信號。使 EOG 遠(yuǎn)優(yōu)于其他模式的最重要因素是 EOG 信號與眼球運(yùn)動(dòng)的線性關(guān)系，使其適合應(yīng)用。其他原因包括更好的面部訪問、良好的準(zhǔn)確性和分辨率、大范圍的眼睛位移，更重要的是經(jīng)濟(jì)。一種用于控制癱瘓患者輪椅原型的低成本眼動(dòng)檢測裝置的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。在擬議的自動(dòng)輪椅原型中，一個(gè)簡單的生物電勢放大器已用于檢測 EOG 信號，而數(shù)據(jù)采集和處理的源代碼已用 C 語言編寫。該控制技術(shù)可用于引導(dǎo)機(jī)動(dòng)輪椅，以幫助嚴(yán)重殘疾的人。已納入適當(dāng)?shù)脑O(shè)備以通過掃視眼球運(yùn)動(dòng)生成控制信號。直流電機(jī)由信號驅(qū)動(dòng)，信號又被用來調(diào)節(jié)輪椅。性能評估驗(yàn)證了所提出的輪椅原型的有效性。