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
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
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
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) :1-9
رویا آراسته1 
، جواد صفائی* 1، مهدی عباسی2 ، عارف افشارفرد2
، جواد صفائی* 1، مهدی عباسی2 ، عارف افشارفرد2
1- گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
2- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
2- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده: (7004 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.
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.
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
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 پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
