Functional Neuromuscular Stimulation for Paraplegic Standing

FNS를 사용한 하반신마비자의 일어서기

An implementation scheme of the magnetic nerve stimulator using a switching mode power supply is proposed. By using a switching mode power supply rather than a conventional linear power supply for charging high voltage capacitors, the weight and size of the magnetic nerve stimulator can be considerably reduced. Maximum output voltage of the developed magnetic nerve stimulator using the switching mode power supply is 3,000 volts and switching time is about 100 msec. Experimental results or human nerve stimulations using the developed stimulator are presented.

Functional neuromuscular stimulation(FNS)를 사용하여 하반선마비사가 앉은 상태에서부터 일어나 균형을 유지할 수 있도록 하기 위하여 FNS의 자동제어 시스댐을 개발하였다. Output feedback gain matrix를 최적제어이론을 사용하여 계산하기 위하여 비선형 선체모델을 직립위치에 대하여 선형화하였다. 제어기는 측정된 output에 의하여 매순간 각 선체조인트에 필요한 torque할 계산 하며, 이 조인트 torque는 근육이 최소한의 에너지를 사용하게끔 각 단육에 배분된다. 컴퓨터 시뮬레이션결과, 이 제어 시스템을 사용하여 각 조인트가 약 45도 정도 구부버진 상태에서 부터 직립위치를 회복할 수 있으며 팔의 움직임으로 대표되는 외부로부터의 방해를 반았블 때에도 직립 위치를 자동적으로 유지할 수 있었다.