Тілдік нейростимулятор: 10 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл жобаны Жаңа Шотландиядан келген Марк тапсырды. Оның бағасы 471,88 АҚШ долларын құрады, жобалау мен құрастыруға 66,5 сағат қажет болды. Пластикалық қорапшасы бар жоғарыдағы екі фотосурет Германиядағы бір азаматтың тапсырысы бойынша құрылғының екінші (жабық) қайталануынан алынған.

Егер сіз мен сияқты болсаңыз, сіздің бұл құрылғыға бірінші рет әсер етуіңіз соқырлардың суреттері бар, олардың ажыратымдылығы төмен суретті олардың тіліндегі электрод торында көрсету арқылы қолданған. Сондай -ақ, құрылғы оңалтудың әр түрлі түрлерінде қолданылады - «BrainPort» нұсқасын вестибулярлық сенсорлық алмастыру арқылы тепе -теңдік тапшылығын емдеу үшін қолдануға болады және импульстерді электротактивті тілді ынталандыру қондырғысының әр электроды арқылы жібереді (сәйкес жаттығулармен бірге. тепе -теңдік жаттығулары) мені таңғалдыратын неврологиялық жағдайды жақсарта алады. Мен сондай -ақ PoNS құрылғысы (тілді ынталандыратын, бірақ ол арқылы ешқандай ақпарат жібермейтін) жалған ғылым екендігі және адамдардың медициналық жағдайын жақсарту тұрғысынан ештеңе жасамайтыны туралы кейбір есептерді естідім. Қазіргі уақытта PoNS құрылғысының кез келген нәрсеге пайдалы екендігіне сенімді түрде сенімділікпен жауап беретін зерттеулер жеткіліксіз, ал PoNS құрылғысының тиімділігін растайтын құжаттар мен осыған ұқсас құралдарды өндірушілер қаржыландырған, бұл күдікті. мүдделер қақтығысы. Мен, quicksilv3rflash, бұл құрылғының медициналық тиімділігі туралы ешқандай шағым жасамаймын, егер қаласаңыз, оны қалай құрастыруға болады.

Қалай болғанда да, менің медициналық техниканы клондау жобаларындағыдай, мен тапқан коммерциялық нұсқаулықтың нұсқаулығында бөлшектердің нақты құнын ескере отырып ($ 471.88 АҚШ доллары 2018-09 ж.) 5000 доллардан асатын өте жоғары баға көрсетілген. -14). Бұл технологияның әр түрлі коммерциялық конструкциялары бар, олар тордың ажыратымдылығы мен максималды шығыс сипаттамаларына ие (мен шығыс кернеуінің максималды мәнін 19в-тен 50в-қа дейін көрдім, содан кейін шығыс шамамен 1 кОм резистор мен 0.1uF тұрақты токқа тосқауыл конденсаторы арқылы жіберіледі). Бұл кез келген коммерциялық нұсқаның дәл көшірмесі емес; ол әр түрлі коммерциялық дизайнға еліктеуге арналған және комиссардың өтініші бойынша мүлдем жаңа режимге (ептілікке үйрету) ие.

1 -қадам: шығару режимдері

Мұнда сипатталған құрылғыда үш шығыс режимі бар:

1. BrainPort балансының эмуляторы

BrainPort бұрынғы тілді көрсету бірлігі (TDU) негізінде жасалған. Оқыту тепе -теңдігі үшін BrainPort 10х10 тілді электрод торында 2х2 үлгіні көрсету үшін қолданылады. Тілдік электрод торындағы өрнек ауырлық күшімен қозғалатын физикалық зат сияқты әрекет етеді; егер ол пайдаланушының басын тік ұстаса, ол тордың ортасында қалады. Егер пайдаланушы алға қарай қисайса, үлгі қолданушы тілінің алдыңғы жағына қарай жылжиды, ал егер қолданушы оңға қарай қисайса, өрнек қолданушы тілінің оң жағына қарай жылжиды. Солға немесе артқа қисайған кезде де солай болады (үлгі тордың ортасынан пайдаланушы тілінің сол жағына немесе артына қарай жылжиды).

2. PoNS эмуляторы

BrainPort немесе Tongue Display Unit -тен айырмашылығы, PoNS шығысы ешқандай ақпарат алмайды және оны сыртқы сигналмен модуляциялау мүмкін емес. Зерттеушілер BrainPort -пен тепе -теңдік жаттығулары құрылғының аузынан шығарылғаннан кейін де бірнеше ай бойы өнімділіктің жақсарғанын анықтағаннан кейін, алдыңғы сілтемедегі қағазды қайталау үшін, олар электротактивті стимуляцияның өзі нейрохабилитацияны жеңілдетуі мүмкін деп күдіктенді. тілдік дисплей. PoNS құрылғысының бірінші нұсқасында осында сипатталған құрылғы сияқты төртбұрышты электрод торы болды, бірақ PoNS құрылғысының кейінгі нұсқаларында (2011 жылы 2 нұсқасынан бастап) төртбұрышты шығыс электрод торы жоқ екені белгілі. -тілдің алдыңғы жағына сәйкес келетін және 144 электроды бар ай тәрізді. Назар аударыңыз, бұл нұсқаулық авторы PoNS құрылғысы шынымен де пайдалы нәрсені жасайды деп сенімді түрде айта алмайды.

3. Ептілік режимі

Комиссар арнайы сұраған ептілік режимі оң қолдағы әр саусақтың бірінші және екінші буындарының бүгілуін бақылайды. Қол белсенді емес болса, он белсенді электрод тілдің алдыңғы жағында көрсетіледі, әрбір белсенді электрод буынға сәйкес келеді. Буындар бүгілген кезде, сәйкес келетін белсенді электродтар тілдің алдыңғы жағынан артына қарай жылжиды, бұл қолданушының қолының орналасуын сипаттайтын электртактильді кері байланысты қамтамасыз етеді.

2 -қадам: бөлшектер тізімі

[Жалпы құны: $ 471.88 USD 2018-09-14 бойынша]

10х 47К Ом 0603

10x MUX506IDWR

15x UMK107ABJ105KAHT

110x VJ0603Y104KXAAC

120x RT0603FRE0710KL

110x MCT06030C1004FP500

5x TNPW060340K0BEEA

5x HRG3216P-1001-B-T1

5x DAC7311IDCKR

5x LM324D

10x SN7400D

10x M20-999404

3x таспалы кабельдер әйелден әйелге, 40 сым/кабель

5х Тілдік электродты тораптар

5х шығыс драйверінің схемалары

2x Arduino Uno

2x XL6009 Boost модульдері

1х 6АА ұстағыш

1х 9в батареялық қысқыш

1x қуат қосқышы

1x VMA203 пернетақтасы/экраны

1x акселерометр, ADXL335 модулі

10x Flex сенсорлары, спектр символы flex 2.2 «

50 фут. 24 AWG сымы

2x қолғап (тек жұппен сатылады)

3 -қадам: Электр тізбектері

Мен Seeed Studio FusionPCB арқылы схемаларға тапсырыс бердім. Бұл қадамға енгізілген.zip файлдары қажетті гербер файлдары болып табылады. Драйверлер тақтасы Seeed әдепкі параметрлерімен жасалуы мүмкін, бірақ тілдік электродтар торы жоғары дәлдікті (5/5 мильдік тазарту) және алтын жалатуды қажет етеді (ENIG - дегенмен олардың орнына қатты алтын алуға болады. Сізде қосымша $ 200 бар). Мен сондай -ақ 0,6 мм схеманың ең жұқа тақтасынан жасалған тілдік электрод торын алдым, бұл оны сәл икемді етеді.

Полиимидті икемді тақталардың бағасы жоғары болғандықтан, біз осы прототипке қатаң тақтаны қолдануды жөн көрдік. Бұл нұсқаулықты оқитындар, бұл құрылғыны полиимидтен жасағысы келетіндер, қажетті дәлдікті 5 мильдік іздер / 5 мильдік тазарту екенін есте ұстауы керек, бұл Seeedstudio икемді ПХД -да қамтамасыз етпейді. Сіз оны 6mil / 6mil процессінде Seeed полимидті қолданудан шығарып тастай аласыз, бірақ кейбір тақталар ақаулы болады деп күтіп, олардың әрқайсысын тексеріңіз / тексеріңіз. Сондай -ақ, икемді полиимидті тақталардың бағасы шамамен 320 доллар тұрады, мен соңғы рет тексердім.

Тілдік электрод тақталарын алғаннан кейін сізге артық материалды кесу қажет болады. Мен абразивті кесу дискісі бар дремель клонын қолдандым.

4 -қадам: Arduino шығыс драйвері

Arduino шығыс драйвері Arduino рамалық генераторының сериялық кірісіне негізделген электродтарды жүргізу үшін шығыс схемаларын басқарады. Есіңізде болсын, шығыстардың жартысы басқалардың төңкерілген бейнесі ретінде қосылған, сондықтан шығыс драйверінің коды мұны ескеру үшін біршама оғаш.

5 -қадам: Frame Generator Arduino

Arduino кадрлық генераторы позицияны анықтайтын қолғаптан және акселерометрден деректерді алады және оны ақыр соңында тілдік дисплейді басқаратын шығыс кадр деректеріне түрлендіреді. Arduino кадрлық генераторында VMA203 пернетақтасы/түймесі модулі қосылған және құрылғының пайдаланушы интерфейсін басқарады. Arduino кадрлық генераторындағы драйвер коды сиқырлы сандарға толы (кодта түсіндірусіз пайдаланылатын әріптік мәндер) - жеке икемді сенсорлардың шығуына негізделген - олар әр түрлі.

6 -қадам: сенсорлық мультиплексорлық схема

Менде аналогтық кірістерге қарағанда аналогтық сенсорлар көп, сондықтан маған мультиплексорды қолдану қажет болды.

7 -қадам: шығыс драйверінің тізбегі

Мұнда.pdf ретінде бекітілген, себебі басқаша Instructables оны қысатындықтан, ол оқылмайтын болып қалады.

8 -қадам: жүйенің орналасуы

Ескерту: BrainPort және PoNS құрылғылары бір уақытта бірнеше электродтарды қосады. Бұл жерде сымды және кодталған болғандықтан, бұл құрылғы бір уақытта тек бір электродты іске қосады. Әрбір шығыс схемасында чипті таңдауға және шығаруға мүмкіндік беретін бөлек сызықтар бар, сондықтан бұл дизайн _can_ бірден бірнеше электродтарды іске қосу үшін орнатылуы мүмкін, мен мұны сыммен қосқан жоқпын.

9 -қадам: Flex сенсорлық қолғапты дайындау

Иілгіш сенсорлардың түйреуіштері өте нәзік және оңай жұлынып кетеді. Иілгіш сенсорлардың ашық беті де қысқа тұйықталуға бейім. Мен сымдарды икемді сенсорларға дәнекерледім, содан кейін оларды зақымданудан қорғау үшін ыстық желіммен тораптарды толық қоршадым. Содан кейін иілгіш сенсорлар қолғапқа бекітілді, олардың әрқайсысының ортасы иілгіштің бойымен орналасқан, оның иілуін өлшеу керек. Әрине, оның коммерциялық нұсқасы 10 000 доллардан асады.

10 -қадам: Физикалық жинақ

Драйверлердің тақталарынан тілдік электрод торына дейінгі жүздеген сымдар өте көп болғандықтан, олар агрегат ретінде салыстырмалы түрде икемді бола бастайды. Бұл құрылғының көмегімен тепе -теңдікті үйрету үшін тілдік электрод торын орнында ұстай отырып, басыңызды еркін қозғау керек. тілде. Осы себептерге байланысты драйверлердің тақталарын дулығаға орнатудың маңызы зор болды.