A fes device developed for treating drop foot

Abstract

Multipl skleroz, felç ve periferik sinirlerde zedelenme gibi bozukluklar merkezisinir sistemini etkilemekte ve çeşitli sinirsel ve kassal sakatlıklara sebep olmaktadır. Busakatlıklardan biri, hastanın ayağını ayak bileğinden yukarıya kaldıramaması, yürümesırasında bacağın etkili bir biçimde salınmasının engellenmesidir. ?Düşük ayak? olarakadlandırılan bu durum kas uyarıcıları kullanılarak ve peroneal sinirin, yürümedöngüsüne göre zamanlanmış işlevsel elektrik uyarımı ile düzeltilebilmektedir.Bu tezde, düşük ayaklı hastaları yürüme sırasında desteklemek amacıylatasarlanıp geliştirilmiş portatif, 2 kanallı bir sistem sunulmaktadır. Cihazda birbirindenbağımsız olarak programlanabilen, genişliği 350 mikro saniyeye ve genliği ise 100 miliampere kadar çıkabilen çift yönlü darbeler üreten, sabit akım çıkışları bulunmaktadır.Tüm parametreler merkezdeki bir mikro denetleyici ile yönetilmektedir. Uyarıparametrelerinin kontrolü ve bu parametrelerin gelecekte tekrar kullanımı içinsaklanabilmesini sağlayan yeni bir program kodu yazılmıştır. Sistem bir sıvı-kristalliekran ve basmalı düğmeler yardımı ile programlanabilir. Yürüme evresi içerisindeuyarıların ve denetimin uygun biçimde zamanlanabilmesi için topuk altına yerleştirilmişbir ?ayak anahtarı? geri besleme denetimi için kullanılmıştır. Bu ayak anahtarı, sinirlerüzerine yerleştirilen elektrotlar aracılığı ile ilgili kasları uyarmak üzere çıkış kanallarınıtetikler. Yapılan deneysel testler cihazın güvenilir olduğunu ve tasarımınperformansının yeterince memnun edici olduğunu göstermektedir.Anahtar kelimeler: şlevsel elektrik uyarımı, düşük ayak, kas uyarımı

Multiple sclerosis, stroke and peripheral neural disorders affect the centralnervous system and cause various nervous and muscular disabilities. One of thesedisabilities is called drop foot, which prevents the patient from raising the foot at theankle and effectively swinging the leg when walking. This situation can be corrected byusing muscle stimulators and synchronizing functional electrical stimulation of thecommon peroneal nerve to the swing phase of the gait cycle.This thesis presents a portable, two channels, functional electrical stimulator thatwas designed and developed to assist drop foot patients during walking. The device hastwo independently programmable constant current outputs, which can produce biphasicpulses having pulsewidth up to 350 microseconds and amplitude up to 100 mA. Amicrocontroller core controls all of the parameters. A new program code has beenwritten for controlling stimulation parameters and storing them for a future application.The system can be programmed using pushbuttons and an LCD display. A foot switchworn by the patient, under the heel, is used for getting feedback control for stimulationtiming during the gait cycle. This foot switch triggers the output channels to stimulatethe related muscles through electrodes that are placed over the nerves. Various testshave shown that our system is reliable and the performance of the design is satisfactoryenough.Keywords: Functional electrical stimulation, drop foot, muscle stimulation.