Translingvaalne neurostimulaator: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selle projekti tellis Mark Nova Scotiast. Osadeks läks see maksma 471,88 USA dollarit ning projekteerimiseks ja ehitamiseks kulus 66,5 tundi. Ülaltoodud kaks fotot koos plastkarbiga on pärit seadme teisest (lisatud) iteratsioonist, mille tellis üks Saksamaalt pärit kaaslane.

Kui olete nagu mina, siis esmakordselt kohtusite selle seadmega uudisteartiklites, kus olid pildid pimedatest inimestest, kes kasutasid seda madala eraldusvõimega pildi "nägemiseks", näidates seda keele elektroodivõrgus. Seadmel on ka rakendusi erinevat tüüpi taastusravi jaoks - varianti "BrainPort" saab kasutada tasakaalupuudulikkuse raviks vestibulaarse sensoorse asendamise kaudu ja väidetavalt lihtsalt impulsside saatmiseks elektrotaktilise keele stimuleerimisseadme iga elektroodi kaudu (koos asjakohaste harjutustega, nt. tasakaalu treenimine) võib parandada mõningaid neuroloogilisi seisundeid, mis mind hämmeldab. Olen kuulnud ka mõningaid teateid selle kohta, et PoNS -seade (mis ergutab keelt, kuid ei saada selle kaudu teavet) on pseudoteadus ja ei tee midagi inimeste tervisliku seisundi parandamiseks. Praegu ei ole piisavalt uuringuid, et kindlalt öelda, et PoNS -seade on millekski kasulik, ning paberid, mis väidavad PoNS -seadme ja teiste sarnaste seadmete tõhusust, on rahastatud seadmete tootjate poolt, mis on igasuguse kahtluse tõttu loomupäraseid huvide konflikte. Mina, quicksilv3rflash, ei väida selle seadme meditsiinilise efektiivsuse kohta, see on just see, kuidas seda soovi korral üles ehitada.

Igatahes, nagu mu meditsiiniriistvara klooniprojektide puhul alati, on minu leitud kommertsversiooni juhendis toodud absurdselt kõrge hind-üle 5000 USD, mis on osade tegelikku maksumust arvestades liiga kõrge (2018-09 471,88 USD) -14). Sellel tehnoloogial on palju erinevaid kaubanduslikke disainilahendusi, millel on erinevad võrgu eraldusvõimed ja maksimaalsed väljundi spetsifikatsioonid (nägin, et väljundpinge maksimumid on vahemikus 19 kuni 50 V, väljund suunatakse seejärel umbes 1 kOhm takisti ja 0,1 uF alalisvoolu blokeeriva kondensaatori kaudu). See ei ole ühegi kommertsversiooni täpne koopia; selle eesmärk on jäljendada mitut erinevat kaubanduslikku disaini ning sellel on voliniku soovil täiesti uus režiim (osavuskoolitus).

Samm: väljundrežiimid

Siin kirjeldatud seadmel on kolm väljundrežiimi:

1. BrainPort tasakaalu emulaator

BrainPort töötati välja varasema keele kuvamise üksuse (TDU) põhjal. Treeningu tasakaalu tagamiseks kasutatakse BrainPorti 2x2 mustri kuvamiseks 10x10 keeleelektroodivõrgul. Keelelektroodivõrgu muster mõjub mõnevõrra nii, nagu oleks see füüsiline objekt, mida liigutab gravitatsioon; see jääb võrgu keskele, kui kasutaja pead hoitakse otse. Kui kasutaja kaldub ettepoole, liigub muster kasutaja keele esiosa poole ja kui kasutaja kaldub paremale, liigub muster kasutaja keele parema poole poole. Sama kehtib ka vasakule või tahapoole kallutamisel (muster liigub võre keskelt kasutaja keele vasakule või taha).

2. PoNS -emulaator

Erinevalt BrainPort või Tongue Display Unit'ist ei kanna PoNS -väljund mingit teavet ja seda ei saa välise signaaliga moduleerida. Kui parafraseerida paberit eelmises lingis, siis pärast seda, kui teadlased leidsid, et tasakaalutreening BrainPortiga parandas jõudlust isegi mitu kuud pärast seadme suust eemaldamist, kahtlustasid nad, et elektrotaktiline stimulatsioon ise võib kuidagi neurorehabilitatsiooni hõlbustada isegi ilma teabe edastamiseta. keele kuvamine. PoNS -seadme esimesel versioonil oli ruudukujuline elektroodivõrk nagu siin kirjeldatud seadmel, kuid väärib märkimist, et PoNS -seadme järgnevatel versioonidel (alates versioonist 2 alates 2011. aastast) ei ole ruudukujulise väljundiga elektroodivõrku, kasutades pigem ebamäärast poolkuu -kuukujuline, mis sobib piki keele esiosa ja millel on 144 elektroodi. Pange tähele, et selle juhendi autor ei saa kindlalt väita, et PoNS -seade teeb tegelikult midagi kasulikku.

3. Osavusrežiim

Osavõturežiim jälgib spetsiaalselt voliniku soovil parema käe iga sõrme esimese ja teise sõrme painutamist. Kui käsi on paindumata, kuvatakse piki keele esiosa kümme aktiivset elektroodi, iga aktiivne elektrood vastab liigendile. Liigeste painutamisel liiguvad vastavad aktiivsed elektroodid keele esiosast tagaküljele, pakkudes elektrotaktilist tagasisidet, mis kirjeldab kasutaja käeasendit.

Samm: osade loend

[Kogumaksumus: 471.88 USD seisuga 2018-09-14]

10x 47K oom 0603

10x MUX506IDWR

15x UMK107ABJ105KAHT

110x VJ0603Y104KXAAC

120x RT0603FRE0710KL

110x MCT06030C1004FP500

5x TNPW060340K0BEEA

5x HRG3216P-1001-B-T1

5x DAC7311IDCKR

5x LM324D

10x SN7400D

10x M20-999404

3x lintkaablid emalt-naisele, 40 juhtmest/kaabel

5x keeleelektroodvõrgu trükkplaadid

5x väljund draiveri trükkplaadid

2x Arduino uno

2x XL6009 võimendusmoodulid

1x 6AA hoidik

1x 9v akuklamber

1x toitelüliti

1x VMA203 klaviatuur/ekraan

1x kiirendusmõõtur, ADXL335 moodul

10x Flex andurid, spektrisümbol flex 2,2"

50 jalga. 24 AWG juhe

2x kindad (müüakse ainult paarides)

3. samm: trükkplaadid

Tellisin trükkplaate Seeed Studio FusionPCB kaudu. Selles etapis sisalduvad.zip -failid on nõutavad gerber -failid. Juhtplaate saab teha Seeedi vaikeseadetega, kuid keeleelektroodivõre nõuab suuremat täpsust (5/5 miljonit kliirensit) ja kullastamist (ENIG - kuigi võite saada kõva kulda, kui soovite, et need kestaksid kauem ja kui teil on veel 200 dollarit). Samuti sain keeleelektroodide võre, mis oli valmistatud kõige õhema trükkplaadi valikuga, 0,6 mm, mis muudab selle kergelt painduvaks.

Painduvate polüimiidplaatide kõrge hinna tõttu otsustasime selle prototüübi jaoks kasutada jäika plaati. Teised, kes loevad neid juhiseid ja soovivad lasta selle seadme valmistada polüimiidil, peaksid meeles pidama, et nõutav täpsus on 5 millimeetrit jälgi / 5 milliliitrit, mida Seeedstudio paindliku trükkplaadi puhul ei anna. Tõenäoliselt pääsete sellest välja 6mil / 6mil protsessil. Näete polüimiidi kasutusvõimalusi, kuid eeldage, et mõned plaadid on defektsed, ja uurige / katsetage igaüks neist. Samuti maksab paindlike polüimiidplaatide jooks umbes 320 dollarit, viimati kontrollisin.

Pärast keeleelektroodiplaatide saamist peate üleliigse materjali ära lõikama. Kasutasin dremeli klooni, millel oli abrasiivne lõikeketas.

Samm: väljunddraiver Arduino

Väljunddraiver Arduino juhib väljundplaate elektroodide juhtimiseks kaadrigeneraatori Arduino jadasisendi alusel. Pange tähele, et pooled väljundid on ühendatud teiste ümberpööratud pildina, nii et väljunddraiveri kood on seda arvesse võttes veidi imelik.

Samm: raamigeneraator Arduino

Raamigeneraator Arduino võtab andmeid positsioonitundlikust kindast ja kiirendusmõõturist ning teisendab need väljundkaadri andmeteks, mis lõpuks kontrollivad keele kuvamist. Raamgeneraator Arduino on ühendatud ka klaviatuuri/nupumooduliga VMA203 ja juhib seadme kasutajaliidest. Kaadrigeneraatori Arduino draiverikood on täis maagilisi numbreid (sõnasõnalisi väärtusi, mida kasutatakse koodis selgitamata), mis põhinevad üksikute paindeandurite - mis on väga erinevad - ja kiirendusmõõturi väljunditel.

6. samm: anduri multiplekseri ahel

Mul on rohkem analoogandureid kui analoogsisendeid, nii et mul oli vaja kasutada multiplekserit.

Samm 7: väljund draiveri ahel

Lisatud siia.pdf -na, sest muidu surub Instructables selle nii kokku, et see muutub loetamatuks.

8. samm: süsteemi paigutus

Märkus. Nii BrainPort kui ka PoNS -seadmed aktiveerivad korraga mitu elektroodi. Juhtmega ja siin kodeeritud kujul aktiveerib see seade korraga ainult ühe elektroodi. Igal väljundplaadil on eraldi kiibi valimise ja väljundi lubamise liinid, nii et seda disaini _ saab seadistada mitme elektroodi korraga aktiveerimiseks, ma pole seda lihtsalt juhtmega ühendanud.

9. samm: painduva anduri kinda ettevalmistamine

Paindeandurite tihvtid on väga habras ja kergesti lahti rebitavad. Paindeandurite avatud pind on samuti vastuvõtlik lühistele. Jootsin juhtmed paindeandurite külge ja seejärel ümbritsesin ristmikud täielikult kuuma liimiga, et kaitsta neid kahjustuste eest. Seejärel kinnitati paindeandurid kinda külge, nii et iga anduri keskosa asetati risti, mille paindumist taheti mõõta. Loomulikult müüakse selle kommertsversiooni rohkem kui 10 000 dollari eest.

10. samm: füüsiline kokkupanek

Kuna juhi trükkplaatide ja keeleelektroodivõrgu vaheline sadat juhtmest on nii palju, muutuvad need täitematerjalina suhteliselt paindumatuks. Selle seadmega tasakaalu treenimiseks peate suutma oma pead vabalt liigutada, hoides samal ajal keeleelektroodi võre paigal. keele peal. Nendel põhjustel oli kõige mõttekam paigaldada juhi trükkplaadid kiivrile.