تصمم المعوضات العصبية لاستعادة الوظائف الحركية المفقودة لدى مرضى شلل الأطراف السفلية بالاعتماد على الإثارة الكهربائية الوظيفية. إِذ تحدد متحكمات المعوضات العصبية العلاقة بين نبضات الإثارة المطبقة و زوايا المفاصل من أجل توليد أنماط الإثارة المناسبة لل
حركات المطلوبة. و يحتاج تطوير المتحكمات الذكية إلى بناء نموذج عكسي باستخدام مجموعة بيانات التدريب المؤلفة من دخل (نبضات الإثارة) و خرج (زوايا المفاصل) التي يتم الحصول عليها بأساليب تجريبية.
بسبب كثرة التجارب المزعجة للمريض و الحاجة لتكرارها خلال مراحل تصميم المتحكمات، يستخدم هذا البحث النمذجة و المحاكاة
لتوليد مجموعة بيانات دخل (نبضات الإثارة)/خرج (زوايا المفاصل) من خلال: تطوير نموذج لجسم الإنسان، و محاكاة تجارب تطبيق الإثارة الكهربائية لمجموعة عضلات مربعة الرؤوس الفخذية الباسطة للركبة خلال تأرجح الساق.
ربطت الدراسة بين ثلاثة برامج لتطوير نموذج جسم الإنسان: برنامج Visual Nastran 4D لبناء نموذج أجزاء الجسم وبرنامج Virtual Muscle 4.0.1 لنمذجة العضلات الباسطة للركبة، و مكتبة Simulink لتمثيل خصائص المفصل غير الفعالة، ثم استخدم النموذج في محاكاة تعيين مجموعة البيانات من خلال تطبيق إشارات جيبية و عشوائية لإثارة العضلات الباسطة للركبة.
يلائم النموذج المطور مختلف مستخدمي المعوضات العصبية، بسبب استخدامه لبرامج ذات واجهات مستخدم رسومية تسمح بتعديل بارامترات جسم الإنسان و العضلات بسهولة، مما يجعله نموذجاً عاماً، يستخدم في تطوير المتحكمات لاستعادة الحركات المفقودة مثل النهوض، و المشي، و القفز و غيرها....و لأن نتائج المحاكاة تشابه نتائج التجارب العملية، يقلل استخدام النموذج المطور عدد التجارب المنفذة على المرضى خلال عملية تصميم متحكمات المعوضات العصبية.
الهدف من هذا البحث دراسة تأثير تغير النشاط الكهربائي لعضلات الطرف السفلي في حركة مفصل الركبة خلال المشي للمصابين بتناذر فخذي داغصي. تم قياس المخطط الكهربائي للعضلات الأمامية و الخلفية للفخذ، و عضلة الساق الخلفية بالكترودات سطحية، و تمّ أيضاً قياس تغي
ّر زاوية الركبة باستخدام المقياس الزاوي الكهربائي المرن. و لتحديد بداية دورة المشي و نهايتها، استخدمنا حساسات للضغط على أسفل القدم، و تمت معالجة الإشارة الملتقطة في برنامج الماتلاب. أجريت القياسات في مختبر الميكانيك الحيوي في مشفى حاميش بدمشق، و شملت الدراسة مجموعتين من العينات، المجموعة الأولى 46 شخصاً سليماً، و المجموعة الثانية 21 شخصاُ مريضاً بتناذر فخذي داغصي. و بينت النتائج وجود تأثير لمرض التناذر الفخذي الداغصي في زاوية مفصل الركبة. أما تأثير تلك العضلات في الركبة فيمكن القول إن الركبة المريضة تبدأ دورة المشي بدون انقباض أولي؛ و لهذا يخفف من القيمة الأعظمية لنشاط عضلة الساق، و كذلك العضلة الخلفية للفخذ، أما العضلة الأمامية للفخذ فيقل نشاطها لتحافظ على بسط مفصل الركبة. و في طور التأرجح تخفف الركبة من انقباضها الثاني، و تعتمد على زيادة في نشاط العضلة الأمامية في كامل زمن ذلك الطور، أما العضلة الخلفية للفخذ فإن نشاطها يزيد لتحافظ على استقرار مفصل الورك استجابة لزيادة نشاط العضلة الأمامية للفخذ، و لكن يبقى نشاط العينات المريضة في كامل دورة المشي أقل من النشاط للعينات الطبيعية.
الهدف من هذا العمل هو القيام بعملية نمذجة و محاكاة جسم الإنسان بالشكل الصحيح وفق الأسس و المعايير المستخدمة؛ و ذلك باستخدام برنامج ال ,Visual Nastran (VN) و ذلك بهدف بناء نظام تحكم ثم ربط هذا النموذج مع برنامج الماتلاب لمحاكاة عملية التوازن الدقيق لل
أطراف السفلية لهذا النموذج خلال عملية الوقوف. تم الوصول إلى توازن دقيق لنموذج جسم الإنسان خلال عملية الوقوف؛ و ذلك باستخدام نظام تحكم يعتمد على متحكمات ال(PID) مع استخدام الخوارزمية الجينية (Genetic Algorithm) لضبط بارامترات المتحكم. و كذلك تم القيام باختبار توازن النموذج خلال عملية الوقوف و ذلك من خلال إضافة مؤثر خارجي(Disturbance)
على شكل قوة و تبين أن النموذج متوازن توازناً جيداً.
تم بناء نظام استرجاع لصور الطرح الرقمي للأوعية الدموية الدماغية ثنائية الأبعاد اعتماداً على المحتوى. يقوم النظام بإيجاد صور في قاعدة بيانات لصور الطرح الرقمي للأوعية الدموية الدماغية (حالة أمهات الدم الكيسية) ذات محتوى مشابه لصورة استعلام معينة و است
رجاعها. تمت عملية الاستعلام عن طريق استخلاص خصائص الشكل البصرية لأمهات الدم في صورة الاستعلام و صياغتها في متجه خصائص و مقارنة مكوناته مع متجهات خصائص الشكل لأمهات الدم في صور الطرح الرقمي للأوعية الدموية الموجودة في قاعدة البيانات. تم قياس التشابه باستخدام المسافة الاقليدية، و من ثم استرجاع الصور التي لها محتوى مشابها لصورة الاستعلام. تم حساب الدقة بإيجاد نسبة مساحة أم الدم في الصور المسترجعة الأولى إلى مساحة أم الدم في صورة الاستعلام لثمان حالات استعلام تم تنفيذها، بلغت قيمة متوسط الدقة 98%، تبين النتائج أنَّه يمكن استخدام النظام المنفذ لاسترجاع الصور اعتماداً على المحتوى لإيجاد المساحة غير المعلومة لأم الدم من قاعدة بيانات لصور أمهات الدم تكون فيها مساحة أم الدم فيها معلومة.
