دوره 15، شماره 2 - ( مجله کنترل، جلد 15، شماره 2، تابستان 1400 )                   جلد 15 شماره 2,1400 صفحات 9-1 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Arasteh R, Safaie J, Abbasi M, Afsharfard A. Design of Hand Tremor Reduction System Based on Predictive Control in Patients with Parkinson Disease. JoC. 2021; 15 (2) :1-9
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-712-fa.html
آراسته رویا، صفائی جواد، عباسی مهدی، افشارفرد عارف. طراحی سیستم کاهش لرزش دست در بیماران مبتلا به پارکینسون با استفاده از کنترل پیش بین. مجله کنترل. 1400; 15 (2) :9-1

URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-712-fa.html


1- گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
2- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده:   (2665 مشاهده)
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر شایع­ترین بیماری اعصاب محسوب می­شود که با کاهش توانایی مغز در تولید ماده­ای به نام دوپامین ایجاد می­گردد. روش­های مختلفی برای کاهش اثرات ناشی از این بیماری تاکنون ارائه شده است، اما متاسفانه این روش­ها دارای عوارض جانبی فراوانی می­باشند. به همین علت تلاش­های فراوانی برای یافتن روش­های جایگزین و غیر تهاجمی صورت پذیرفته است که عموما به دلیل هزینه بالا، وزن زیاد سیستم و ...، کارآمد نبودند.
در این مقاله از روش فعال جهت کاهش لرزش منتقل شده به دستگاه استفاده می­گردد. در طرح پیشنهادی، ابتدا لرزش دست با استفاده از فیلتر ANFIS شناسایی شده و سپس با استفاده از دو موتور الکتریکی و مکانیزم طرح شده، حرکتی در خلاف جهت لرزش دست  با استفاده از کنترلر پیش بین اعمال می­گردد. نتایج شبیه سازی حاکی از عملکرد بسیار خوب سیستم در پیروی از حرکات ارادی و حذف لرزش غیر ارادی حاصل از بیماری پارکینسون میباشد.
 
متن کامل [PDF 1074 kb]   (151 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: عمومى
دریافت: 1398/8/4 | پذیرش: 1399/4/20 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/4/25 | انتشار: 1400/6/1

فهرست منابع
1. [1] M. G. Baker and L. Graham, "The journey: Parkinson's disease.," BMJ, vol. 329, no. 7466, pp. 611-614, Sep. 2004, doi: 10.1136/bmj.329.7466.611. [DOI:10.1136/bmj.329.7466.611]
2. [2] D. Case, B. Taheri, and E. Richer, "Design and Characterization of a Small-Scale Magnetorheological Damper for Tremor Suppression," IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 18, no. 1, pp. 96-103, 2013, doi: 10.1109/TMECH.2011.2151204. [DOI:10.1109/TMECH.2011.2151204]
3. [3] H. M. Zhu and C. M. Pun, "An adaptive superpixel based hand gesture tracking and recognition system," Sci. World J., vol. 2014, 2014, doi: 10.1155/2014/849069. [DOI:10.1155/2014/849069]
4. [4] N. Carbonaro, G. D. Mura, F. Lorussi, R. Paradiso, D. De Rossi, and A. Tognetti, "Exploiting wearable goniometer technology for motion sensing gloves," IEEE J. Biomed. Heal. Informatics, vol. 18, no. 6, pp. 1788-1795, Nov. 2014, doi: 10.1109/JBHI.2014.2324293. [DOI:10.1109/JBHI.2014.2324293]
5. [5] C. Ou, A. Gouldstone, B. K. Jaeger, and R. Sipahi, "Control design for a hand tremor suppression pen," in ASME 2015 Dynamic Systems and Control Conference, DSCC 2015, Jan. 2015, vol. 2, doi: 10.1115/DSCC2015-9962. [DOI:10.1115/DSCC2015-9962]
6. [6] C. N. Riviere, R. Scott Rader, and N. V. Thakor, "Adaptive canceling of physiological tremor for improved precision in microsurgery," IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 45, no. 7, pp. 839-845, 1998, doi: 10.1109/10.686791. [DOI:10.1109/10.686791]
7. [7] E. Ohara, K. Yano, S. Horihata, T. Aoki, and Y. Nishimoto, "Development of Tremor-Suppression filter for Meal-Assist robot," in Proceedings - 3rd Joint EuroHaptics Conference and Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Systems, World Haptics 2009, 2009, pp. 238-243, doi: 10.1109/WHC.2009.4810802. [DOI:10.1109/WHC.2009.4810802]
8. [8] H. Dai, H. Lin, and T. C. Lueth, "Quantitative assessment of parkinsonian bradykinesia based on an inertial measurement unit," Biomed. Eng. Online, vol. 14, no. 1, p. 68, Jul. 2015, doi: 10.1186/s12938-015-0067-8. [DOI:10.1186/s12938-015-0067-8]
9. [9] A. Lekshmi and K. I. Ramachandran, "Parkinson's Tremor Suppression Using Active Vibration Control Method," IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 577, p. 012056, Dec. 2019, doi: 10.1088/1757-899X/577/1/012056. [DOI:10.1088/1757-899X/577/1/012056]
10. [10] A. As'arry, H. Jamaluddin, T. A. Z. Rahman, K. A. Md Rezali, and M. Z. Md Zain, "Suppression of Parkinson's hand-like tremor using fuzzy-PID controller," in Proceedings - 2016 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems, I2CACIS 2016, Mar. 2017, vol. 2017-March, pp. 1-5, doi: 10.1109/I2CACIS.2016.7921041. [DOI:10.1109/I2CACIS.2016.7921041]
11. [11] M. Nawate, D. Morimoto, S. Fukuma, and S. Honda, "A Painting Tool with Blurring Compensation for People Having Involuntary Hand Motion," researchgate.net, vol. 3, pp. 6-9, 2004, Accessed: Jul. 10, 2020. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/228953097.
12. [12] J. G. Gonzalez, E. A. Heredia, T. Rahman, K. E. Barner, and G. R. Arce, "Optimal digital filtering for tremor suppression," IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 47, no. 5, pp. 664-673, 2000, doi: 10.1109/10.841338. [DOI:10.1109/10.841338]
13. [13] M. Abbasi, A. Afsharfard, R. Arasteh, and J. Safaie, "Design of a noninvasive and smart hand tremor attenuation system with active control: a simulation study," Med. Biol. Eng. Comput., vol. 56, no. 7, pp. 1315-1324, Jul. 2018, doi: 10.1007/s11517-017-1769-9. [DOI:10.1007/s11517-017-1769-9]
14. [14] H. G. Han, H. H. Qian, and J. F. Qiao, "Nonlinear multiobjective model-predictive control scheme for wastewater treatment process," J. Process Control, vol. 24, no. 3, pp. 47-59, Mar. 2014, doi: 10.1016/j.jprocont.2013.12.010. [DOI:10.1016/j.jprocont.2013.12.010]
15. [15] R. K. Al Seyab and Y. Cao, "Nonlinear system identification for predictive control using continuous time recurrent neural networks and automatic differentiation," J. Process Control, vol. 18, no. 6, pp. 568-581, Jul. 2008, doi: 10.1016/j.jprocont.2007.10.012. [DOI:10.1016/j.jprocont.2007.10.012]
16. [16] Z. Liu, Q. Wu, Y. Zhang, and C. L. P. Chen, "Adaptive least squares support vector machines filter for hand tremor canceling in microsurgery," Int. J. Mach. Learn. Cybern., vol. 2, no. 1, pp. 37-47, Feb. 2011, doi: 10.1007/s13042-011-0012-5. [DOI:10.1007/s13042-011-0012-5]
17. [17] Y. T. Liu, Y. Y. Lin, S. L. Wu, C. H. Chuang, and C. T. Lin, "Brain Dynamics in Predicting Driving Fatigue Using a Recurrent Self-Evolving Fuzzy Neural Network," IEEE Trans. Neural Networks Learn. Syst., vol. 27, no. 2, pp. 347-360, Feb. 2016, doi: 10.1109/TNNLS.2015.2496330. [DOI:10.1109/TNNLS.2015.2496330]
18. [18] G. Grimaldi, P. Lammertse, N. Van Den Braber, J. Meuleman, and M. Manto, "Effects of inertia and wrist oscillations on contralateral neurological postural tremor using the wristalyzer, a new myohaptic device," in IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, 2008, vol. 2, no. 4, pp. 269-279, doi: 10.1109/TBCAS.2008.926726. [DOI:10.1109/TBCAS.2008.926726]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله کنترل می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | Journal of Control

Designed & Developed by : Yektaweb