وبلاگ

شهریور  1392
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
 
 
 
فهرست مطالب
1-1 مقدمه. 13
۲-۱    تعریف توان‌بخشی. 18
۲-۲    اهمیت توان‌بخشی. 18
۲-3    مهم‌ترین اهداف توان‌بخشی. 19
۲-4   توان‌بخشی زانو. 19
۲-4-۱   تمرینات غیر فعال. 20
۲-4-۲   تمرینات فعال
. 20
۲-4-۱-۱    تمارین غیرفعال آزاد: 20
۲-4-۱-۲     تمارین غیر فعال کششی. 21
۲-4-۲-۱   تمارین فعال کمکی. 22
۲-4-۲-۲  تمارین فعال مقاومتی            23
۲-۵     حرکات مفصل زانو. 24
۲-6     روند فیزیوتراپی زانو. 26
۲-7    حالت‌های بدن در حین تمرین. 27
۲-8     نتیجه گیری.. 28
3-1    مقدمه. 31
3-2    انواع ربات‌های توان‌بخشی. 32
3-3    مروری بر گذشته ربات‌های توان‌بخشی(Rehabilitation Robots) : 33
3-3-1    تردمیل های آموزش حرکت.. 34
3-3-2   آموزش چگونه بودن کف پا در حرکت.. 35
3-3-3    آموزش حرکت به وسیله رباتهای سیار 35
3-3-4    توانبخشی مچ پا 36
3-3-4-1    سیستم های ثابت.. 36
3-3-4-2    سیستم‌های متحرک.. 36
3-3-5    ربات‌های ثابت توان‌بخشی. 37
3-4   پارامتر های مهم در طراحی ربات.. 38
3-4-1   کنترل موقعیت ربات.. 38
3-4-2   کنترل نیروی اعمالی به بیمار 38
3-4-3   ذخیره اطلاعات بیمار 39
3-5-3    حالت‌های بدن در حین تمرین. 40
4-1   مقدمه. 42
4-2   روش کنترل امپدانس بر پایه گشتاور 43
4-2-1   معادلات دینامیکی. 43
4-2-2   کنترل امپدانس… 44
4-2-3    شبیه سازی سیستم کنترل. 44
4-2-3-1   تمرین غیرفعال. 46
4-2-3-2   تمرین ایزومتریک.. 47
4-2-3-3   تمرین ایزوتونیک.. 49
4-2-3-4   تمرین فعال کمکی. 51
4- 3  روش کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ 53
4-3-1   معادلات دینامیکی. 53
4-3-2   کنترل امپدانس… 55
4-3-3   شبیه سازی سیستم کنترل. 56
4-3-3-1   تمرین غیرفعال. 56
4-3-3-2   تمرین ایزومتریک.. 58
4-3-3-3   تمرین ایزوتونیک.. 60
4-3-3-4   تمرین فعال کمکی. 61
4-4   نتیجه گیری.. 63
5-1   مقدمه. 65
5-2-1   معادلات دینامیکی. 65
5-2-2   کنترل امپدانس… 67
5-2-3 اثبات پایداری.. 70
5-2-4   شبیه سازی سیستم کنترل. 73
5-2-4-1   تمرین غیرفعال. 74
5-2-4-2   تمرین ایزومتریک.. 75
5-2-4-3   تمرین ایزوتونیک.. 77
5-2-4-4   تمرین فعال کمکی. 78
5-3   نتیجه گیری.. 80
6-1   مقدمه. 82
6-2   معادلات دینامیکی. 83
6-3   کنترل امپدانس… 85
6-4   طراحی سیستم فازی.. 88
6-5 اثبات پایداری.. 91
6-6   شبیه سازی سیستم کنترل. 92
6-4-1   تمرین ایزومتریک.. 93
6-7 نتیجه گیری.. 97
 
 
فهرست اشکال

      ردیف   عنوان                                                                                                                                    صفحه
1.        شکل 2‑1: مقایسه کشورهای مختلف از نقطه نظر افراد نیازمند به توان بخشی. 19
2.        شکل 2-2: حرکت Extension/Flexion  زانو………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28
3.        شکل ‏2‑3 : حرکتAdduction/Abduction  زانو…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28.
4.        شکل ‏2‑4: میزان اثرگذاری حالت بدن در تمرین‌های فیزیوتراپی…………………………………………………………………………………………………………………… 30 ..
5.        شکل ‏3‑1 : بررسی میزان توجه جوامع علمی به ربات‌های توان‌بخشی. 30
6.        شکل ‏3‑2 :تقسیم بندی ربات‌های توان‌بخشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34.
7.        شکل ‏3‑3 :ربات‌های توان‌بخشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36.
8.        شکل ‏3‑4 : میزان اثرگذاری حالت بدن در تمرین‌های فیزیوتراپی…………………………………………………………………………………………………………………. 41
9.        شکل 4‏‑2 : مسیر طراحی شده ( سمت چپ:تمارین غیرفعال،ایزوتونیک و فعال کمکی.سمت راست : تمارین ایزومتریک.. 47
10.    شکل ‏4‑3: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین غیرفعال. 48
11.    شکل ‏4‑4 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین غیرفعال. 49
12.    شکل ‏4‑5 : گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین غیرفعال. 49
13.    شکل ‏4‑6: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین ایزومتریک.. 50
14.    شکل ‏4‑7: امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین ایزومتریک.. 50
15.    شکل ‏4‑8 : گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین ایزومتریک.. 51
16.    شکل ‏4‑9: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین ایزوتونیک.. 52
17.    شکل ‏4‑10 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین ایزوتونیک.. 52
18.    شکل ‏4‑11 :گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین ایزوتونیک.. 53
19.    شکل ‏4‑12: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین فعال کمکی. 53
20.    شکل ‏4‑13 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین فعال کمکی. 54
21.    شکل ‏4‑14 :گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین فعال کمکی. 54
22.    شکل ‏5‑1 : بلوک دیاگرام کنترل کننده امپدانس بر پایه گشتاور 75
23.    شکل ‏5‑2: مسیر طراحی شده ( سمت چپ : تمارین غیرفعال، ایزوتونیک و فعال کمکی.سمت راست : تمارین ایزومتریک.. 76
24.    شکل ‏5‑3: مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین غیرفعال. 76
25.    شکل ‏5‑4 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها                           در تمرین غیرفعال. 77
26.    شکل ‏5‑5 : مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها                                       در تمرین ایزومتریک.. 78
27.    شکل ‏5‑6 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها                            در تمرین ایزومتریک.. 78
28.    شکل ‏5‑7 : مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها                                      در تمرین ایزوتونیک.. 79
29.    شکل ‏5‑8 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها                            در تمرین ایزوتونیک.. 80
30.    شکل ‏5‑9 : نمودار بالا  مقایسه کارایی و نمودار پایین مقایسه امپدانس دیده شده از سمت بیمار بین روش مقاوم ارایه شده                     با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها 81
31.    شکل ‏5‑10 : ولتاژ موتور برای تمامی حرکت‌ها  با استفاده از کنترل کننده ارایه شده 81
32.    شکل ‏5‑11 :  جریان موتور برای تمامی حرکت‌ها با استفاده از کنترل کننده ارایه شده 82
33.    شکل ‏6‑1 : توابع عضویت ورودی(قسمت بالا) و توابع عضویت خروجی (قسمت پایین) 91
34.    شکل ‏6‑2: بلوک دیاگرام کنترل کننده هوشمند مقاوم امپدانس بر پایه ولتاژ 95
35.    شکل ‏6‑3: مقایسه کارایی کنترل کننده امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل کننده امپدانس بر پایه ولتاژ                                       با ضرایب 2متغیر. 96
36.    شکل ‏6‑4: مقایسه کارایی کنترل کننده امپدانس مقاوم بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل کننده امپدانس                                            مقاوم هوشمند بر پایه ولتاژ 96
37.    شکل ‏6‑5 : مقایسه کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب متغیر                                      در ایجاد امپدانس مطلوب.. 97
38.    شکل ‏6‑6: مقایسه کارایی کنترل  امپدانس مقاوم بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و امپدانس مقاوم هوشمند بر پایه ولتاژ                                       در ایجاد امپدانس مطلوب.. 97
39.    شکل 6‑7 : ولتاژ موتور برای تمامی روش‌های کنترلی. 98
40.  شکل6‑8 : جریان موتور برای تمامی روش‌های کنترلی. 98
 

 
فهرست جداول

صفحه
عنوان
ردیف
 
جدول3-1 : مروری بر ریات های تردمیل آموزش حرکت
1
 
جدول3-2 : مروری بر ریات های آموزش چگونه بودن کف پا در حرکت
2
 
جدول3-3 : مروری بر ریات های آموزش حرکت به وسیله ربات‌های سیار
3
 
جدول3-4 : مروری بر ریات های توان‌بخشی مچ پا (ثابت)
4
 
جدول3-5 : مروری بر ریات های توان‌بخشی مچ پا (متحرک)
5
 
جدول 3-6: بررسی میزان نیاز به اندازه گیری پارامترهای مورد نیاز برای کنترل حرکت از دید فیزیوتراپ‌ها
6
 
جدول 3-7: بررسی میزان نیاز به اندازه گیری نیرو از دید فیزیوتراپ‌ها
7
 
جدول 3-8 : اطلاعات مربوط به روند بهبود درمان
8
 
جدول 3-9 : اطلاعات ارزیابی بیمار
9
 
جدول 4-1 : مقادیر پارامترهای ربات و بیمار برای شبیه سازی
10
 
جدول 5-1 : مقادیر پارامترهای ربات و بیمار برای شبیه سازی
11
 
جدول6-2 :  قوانین فازی برای سیستم‌های فازی
12
 
جدول 1-1: مقادیر پارامترهای ربات و بیمار برای شبیه سازی
13
 
فصل اول
 
مقدمه
 
1-1 مقدمه :
هدف از توان‌بخشی بازگرداندن توانایی فیزیکی،حسی و یا ذهنی بیمار است که بر اثر عوامل مختلف ممکن است از دست رفته باشد.بیماران بعد از بیماری‌هایی نظیر فلج نخاعی، شکستگی، ناتوانی ماهیچه و عمل جراحی بر روی زانو برای بازگرداندن توانایی حرکتی خود به توان‌بخشی نیاز دارند. شمار افراد نیازمند به توان‌بخشی هر روزه در حال افزایش است و به صورت همزمان تکنولوژی‌های مورد استفاده در توان‌بخشی نیز در حال پیشرفت است.
قیدهای توان‌بخشی و تمرین‌های توان‌بخشی دو بخش اساسی در توان‌بخشی هستند. تمرین‌های توان‌بخشی  به عنوان یکی از بخش‌های اساسی در توان‌بخشی محسوب می‌شوند و هدف از این تمارین بازگرداندن بیمار به تمامی  فعالیت‌های روزمره به صورت بدون عادی و بدون درد است.
برای داشتن تمرین‌های موثر چند پارامتر خاص باید با ترتیب مشخص مد نظر گرفته شود به عبارتی برای بازگرداندن بیمار به فعالیت‌های روزمره باید هر یک از این پارامترها به حالت قبل از بیماری در آیند.
این پارامترها به ترتیب عبارتند از :
1.انعطاف پذیری و دامنه‌ی حرکت مفصل
2.قدرت و توانایی عضلانی مفصل
3.چابکی و چالاکی مفصل
این پارامترها و ترتیب آن‌ها باعث می‌شود تمرین‌های توان‌بخشی با تمرین‌های غیرفعال شروع می‌شوند. در این تمرین‌ها بیمار هیچ نیرویی وارد نمی‌کند و ربات تمام نیروی لازم برای حرکت را فراهم می‌کند هدف از این‌گونه تمرین‌ها جابجایی کامل دامنه حرکت برای بازگرداندن دامنه‌ی حرکتی و قدرت انعطاف پذیری بیمار است ، در ادامه با تمرین‌های کمکی ادامه می‌یابند در این تمرین‌ها بیمار سهمی از نیروی لازم برای حرکت را به عهده می‌گیرد و باقیمانده این نیرو توسط ربات تأمین می‌شود و هدف افزایش قدرت ماهیچه‌ها و عضلات و در نهایت با تمرین‌های مقاومتی پایان میابند که این تمرین‌ها بیشتر برای افزایش چابکی و هماهنگی اعصاب و عضله بکار گرفته می‌شوند.
به طور معمول بیمارانی با مشکلات ناتوانی در دست و پا به انجام تمرین‌های متناوب در طول جلسات فیزیوتراپی نیازمند هستند. این جلسات شامل یک سری از حرکات متناوب و  فیزیکی با کمک و تحت نظارت یک فیزیوتراپ برگزار می‌شوند.
انتقال بیمار به مرکز درمانی و یا آمدن پزشک به مکانی که بیمار در آن حضور دارد از جمله فاکتورهایی هستند که باعث بالا رفتن هزینه های درمان می‌شوند. همچنین پروسه بازگردانی توانایی ماهیچه ایی بیمار به میزان معمول آن هزینه بر و نیازمند زمان است.
مطالعات زیادی در مورد استفاده از ربات‌ها در توان‌بخشی برای برطرف کردن مشکلات این چنینی مخصوصاً در دهه اخیر صورت گرفته است. از جمله دلایل استفاده از ربات‌ها در توان‌بخشی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

ربات‌ها به راحتی ، نیاز به حرکت رفت و برگشتی را بر طرف می‌کنند.
ربات‌ها در ایجاد و کنترل نیرو دقت بیشتری دارند.
ربات‌ها با دقت بیشتری در موقعیت‌های مورد نظر قرار می‌گیرند.
ربات‌ها خسته نمی‌شوند.
از ماشین‌های اولیه مورد استفاده در توان‌بخشی می‌توان به دستگاه های CPM[1] اشاره کرد.این دستگاه‌ها که امروزه  به طور گسترده ایی در مراکز درمانی برای توان‌بخشی و فیزیوتراپی استفاده می‌شوند، اولین بار در سال 1970 ارایه شد.این دستگاه تمرین‌های غیرفعال را برای بیمار به طور کامل انجام می‌دهد.با این وجود در طول انجام تمارین گاهی بیماران یک حرکت ناگهانی