МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ ПРОТЕЗАМИ ВЕРХНІХ КІНЦІВОК

Бічна панель сторінки статті

PDF
Опубліковано: Apr 28, 2017
DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.2.91292
Ключові слова:
ЕМГ, поверхнева електроміографія

Основний зміст сторінки статті

Arsen Vasyliovych Savchuk
Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського»
https://orcid.org/0000-0003-0454-4948
Anton Oleksandrovych Popov
Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського»
https://orcid.org/0000-0002-1194-4424

Анотація

В статті оглянуто засоби та методи реєстрації для аналізу сигналів  управління протезами верхніх кінцівок і проаналізовано сучасний стан протезування в даному напрямку. Описано новий напрям розвитку неінвазивних систем реєстрації - застосування електроміографії високого розрізнення (ЕМГ ВР). До проблем неінвазивних систем реєстрації поверхневої ЕМГ ВР віднесено складність отримання якісного сигналу без рухових артефактів. Запропоновано можливі напрями використання систем ЕМГ ВР для реабілітації, оптимізації розміщення електродів та зменшення їх кількості в процесі встановлення протезів людям з ампутаціями верхніх кінцівок. Визначено можливість використання динамічного прогнозування рухів протезу в реальному часі на основі системи ЕМГ ВР для покращення інтуїтивної взаємодії людини з протезом.

Бібл. 23, рис. 8.

Блок інформації про статтю

Як цитувати
Savchuk, A. V., & Popov, A. O. (2017). МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ ПРОТЕЗАМИ ВЕРХНІХ КІНЦІВОК. Електроніка та Зв’язок, 22(2), 33–42. https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.2.91292
Номер
Том 22 № 2 (2017)
Розділ
Біомедичні прилади та системи
Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Біографії авторів

Arsen Vasyliovych Savchuk, Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант

Anton Oleksandrovych Popov, Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського»

Доцент, кафедра фізичної та біомедичної електроніки КПІ ім Ігоря Сікорського

Посилання

M. Khokhol і O. Mikhnevych, «Systema reabilitatsiyi invalidiv z amputatsiynymy defektamy nyzhnikh kintsivok», Kyiv, p 25, 1995.

C. Uhde і N. Berberich, «Artificial / Prosthetic Limbs», Technical University of Munich, 2015.

I. Desarrollo, U. Norte, E. Nathalia, G. Melo, O. Fernando, і A. Sánchez, «Anthropomorphic robotic hands : a review Manos robóticas antropomórficas : una revisión Darío Amaya Hurtado», vol 32, pp 279–313, 2014.

Ortoteh-Service, «Apper limb prostheses», 2016. [online]. URL: http://orthotech.kiev.ua/kontakt/protezyi-verhnyh-konechnostej. Title from the screen.

D. Knudson, Fundamentals of Biomechanic, Second Edi. Chico, CA: Springer Science+Business Media, LLC, 2007, ISBN 978-0-387-49311-4. ISBN 978-0-387-49312-1 (e-book).

D. Murphy, Fundamentals of Amputation Care and Prosthetics. New York, NY: Demos Medical Publishing, LLC, 2014, ISBN 978-1-936287-70-3. ISBN 978-1-61705-119-7 (e-book).

L. Pan, D. Zhang, N. Jiang, X. Sheng, і X. Zhu, «Improving robustness against electrode shift of high density EMG for myoelectric control through common spatial patterns», J. Neuroeng. Rehabil., vol 12, no 1, p 110, 2015, DOI: 10.1186/s12984-015-0102-9.

S. Sudarsan і E. C. Sekaran, «Design and Development of EMG Controlled Prosthetics Limb», Procedia Eng., vol 38, pp 3547–3551, 2012, DOI: 10.1016/j.proeng.2012.06.409.

J. S. Lee, J. Heo, W. K. Lee, Y. G. Lim, Y. H. Kim, і K. S. Park, «Flexible capacitive electrodes for minimizing motion artifacts in ambulatory electrocardiograms», Sensors (Switzerland), vol 14, no 8, pp 14732–14743, 2014, DOI: 10.3390/s140814732.

H. Fuketa, K. Yoshioka, Y. Shinozuka, і K. Ishida, «Measurement Sheet With 2 V Organic Transistors for Prosthetic Hand Control», IEEE Trans. Biomed. Eng., vol 8, no 6, pp 824–833, 2014, DOI: 10.1109/TBCAS.2014.2314135.

N. S. Dias, A. F. Silva, P. M. Mendes, і J. H. Correia, «Non-invasive iridium oxide biopotential electrodes», IECON Proc. (Industrial Electron. Conf., pp 1899–1904, 2009,

DOI: 10.1109/IECON.2009.5414851.

E. Kuronen, «Epic Sensors in Electrocardiogram Measurement», Oulu University of Applied Sciences, 2012.

Y. M. Chi, «Non-contact biopotential sensing», US San Diego, 2011.

S. Casaccia, L. Scalise, L. Casacanditella, E. P. Tomasini, і J. W. Rohrbaugh, «Non-contact assessment of muscle contraction: Laser Doppler Myography», 2015 IEEE Int. Symp. Med. Meas. Appl. MeMeA 2015 - Proc., pp 610–615, 2015, DOI: 10.1109/MeMeA.2015.7145276.

L. R. Hochberg et al., «Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm», Nature, vol 485, no 7398, pp 372–375, Трав 2012, DOI: 10.1038/nature11076.

T. A. Kuiken et al., «Targeted Muscle Reinnervation for Real-Time Myoelectric Control of Multifunction Artificial Arms», Jama, vol 301, no 6, pp 619–628, 2011 DOI: 10.1001/jama.2009.116.

M. Ison, I. Vujaklija, B. Whitsell, D. Farina, і P. Artemiadis, «High-Density Electromyography and Motor Skill Learning for Robust Long-Term Control of a 7-DoF Robot Arm», IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng., vol 24, no 4, pp 424–433, 2016, DOI: 10.1109/TNSRE.2015.2417775.

E. Akdogan і Z. Shishman, «A muscular activation controlled rehabilitation robot system», Lect. Notes Comput. Sci. (including Subser. Lect. Notes Artif. Intell. Lect. Notes Bioinformatics), vol 6881 LNAI, no PART 1, pp 271–279, 2011 DOI: 10.1007/978-3-642-23851-2_28.

M. Novak, «Design of an Arm Exoskeleton Controlled by the EMG Signal», no December, 2011.

P. K. Artemiadis, «EMG-Based Control of a Robot Arm Using Low- Dimensional Embeddings», Robot. IEEE Trans., pp 393–398, 2010, DOI: 10.1109/TRO.2009.2039378.

Z. O. Khokhar, Z. G. Xiao, і C. Menon, «Surface EMG pattern recognition for real-time control of a wrist exoskeleton», Biomed. Eng. Online, vol 9, no 1, p 41, 2010, DOI: 10.1186/1475-925X-9-41.

P. Shenoy, K. J. Miller, B. Crawford, і R. P. N. Rao, «Online electromyographic control of a robotic prosthesis», IEEE Trans. Biomed. Eng., vol 55, no 3, pp 1128–1135, 2008, DOI: 10.1109/TBME.2007.909536.

Y.-H. Liu, H.-P. Huang, і C.-H. Weng, «Recognition of Electromyographic Signals Using Cascaded Kernel Learning Machine», IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol 12, no 3, pp 253–264, 2007, DOI: 10.1109/TMECH.2007.897253.