| Popis: |
Станом на сьогодні в Україні існує велика кількість факторів, що сприяють науково-технічному прогресу у сфері косметичного і біонічного протезування. Основними з них є: військові конфлікти, дорожньо-транспортні пригоди, травми отримані на небезпечних виробництвах, збільшення відсотку народжуваності дітей із недорозвиненими кінцівкам, тощо. Незважаючи на швидкий розвиток технологій призначених для реабілітації та заміни втрачених кінцівок, розробка високоефективних портативних протезних пристроїв, залишається проблемою. Одним із факторів, що здійснює безпосередній вплив на створення ефективних біоелектричних протезів, здатних відтворювати значний набір рухів протезної руки, є відсутність портативних приладів для вимірювання біологічного сигналу, що здатні забезпечити високу результативність при обмеженій кількості вхідних каналів. Саме тому, розробка одноканального електроміографу для біонічного протезування кінцівок, що здатний забезпечити високу ефективність вимірювання біологічних сигналів при загальній портативності приладу є актувальним завданням Мета дисертаційної роботи – підвищення ефективності вимірювання біологічного сигналу для міоелектричного протезу верхньої кінцівки, шляхом розробки одноканального приладу вимірювання поверхевої електроміограми та класифікації сигналів методом штучних нейронних мереж. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: 1) Провести аналіз існуючих методів дослідження біологічних сигналів. 2) Розробити функціональну схему приладу для вимірювання сигналуповерхневої електроміографії. 3) Провести вимірювання та розрахунок характеристик електроміографічних сигналів здорових пацієнтів. 4) Здійснити класифікацію виміряних електроміографічних сигналів. 5) Розробити стартап-проект по реалізації розробленого приладу. Об’єкт дослідження – реєстація сигналів м'язів у протезах верхніх кінцівок. Предмет дослідження – електроміограф для біоелектричного протезування. Методи дослідження – методи визначення сигналів м'язів руки людини, методи розрахунку характеристик сигналу, методи нормалізації даних, методи машинної класифікації сигналів. Практична цінність – розроблено алгоритм проведення електроміографічних досліджень п'яти рухів кисті руки, розроблено функціональну схему приладу для вимірювання електроміограм, спроектовано та виготовлено прототип одноканального електроміографу для біоелектричного протезу верхньої кінцівки людини. As of today, there are many factors in Ukraine that contribute to scientific and technological progress in the field of cosmetic and bionic prosthetics. The main ones are: military conflicts, road accidents, injuries sustained in dangerous industries, an increase in the birth rate of children with underdeveloped limbs, etc. Despite the rapid development of technologies designed for the rehabilitation and replacement of lost limbs, the development of highly efficient portable prosthetic devices remains a challenge. One of the factors that have a direct impact on the creation of effective bioelectric dentures capable of reproducing a significant set of prosthetic arm movements is the lack of portable devices for measuring biological signal capable of providing high performance with a limited number of input channels. That is why the development of single-channel electromyography for bionic limb prosthetics, which is able to provide high efficiency of measuring biological signals with the overall portability of the device is an urgent task The purpose of the dissertation is to increase the efficiency of biological signal measurement for myoelectric upper limb prosthesis by developing a single-channel instrument for measuring surface electromyograms and classifying signals by artificial neural networks. To achieve this goal it is necessary to solve the following tasks: 1) Conduct an analysis of existing methods for the study of biological signals. 2) Develop a functional diagram of a device for measuring the surface electromyography signal. 3) Measure and calculate the electromyographic signal characteristics of healthy patients. 4) Classify the measured electromyographic signals. 5) Develop a startup project for the implementation of the developed device. The object of the study is the recording of muscle signals in upper limb prostheses. The subject of study is an electromyograph for bioelectric prosthetics. Research methods-methods of determining the signals of the muscles of the human hand, methods of calculating the characteristics of the signal, methods of data normalization, methods of machine classification of signals. Practical value-the algorithm for conducting electromyographic studies of five movements of the hand was developed, the functional scheme of the device for measuring electromyograms was developed, the prototype of a single-channel electromyograph for the bioelectric prosthesis of the upper limb of a person was designed and manufactured. |
