נוירוסטימולטור דו לשוני: 10 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

פרויקט זה הוזמן על ידי מארק מנובה סקוטיה. זה עלה 471.88 דולר לחלקים ולקח 66.5 שעות לעצב ולבנות. שתי התמונות למעלה עם קופסת הפלסטיק הן מהאיטרציה השנייה (המצורפת) של המכשיר, שהוזמן על ידי חבר בגרמניה.

אם אתה כמוני, החשיפה הראשונה שלך למכשיר זה הייתה במאמרים חדשותיים שהיו בהם תמונות של אנשים עיוורים שמשתמשים בו כדי "לראות" תמונה ברזולוציה נמוכה על ידי הצגתה על רשת אלקטרודות בלשונם. למכשיר יש גם יישומים בסוגי שיקום שונים - ניתן להשתמש בגרסת "BrainPort" לטיפול בליקויי איזון באמצעות החלפה חושית וסטיבולרית, ולכאורה פשוט לשלוח פולסים דרך כל אלקטרודה של מכשיר גירוי לשון אלקטרוטקטיל (בשילוב עם תרגילים רלוונטיים, למשל אימון איזון) יכול לשפר כמה מצבים נוירולוגיים, מה שמדהים אותי. שמעתי גם כמה דיווחים על כך שמכשיר ה- PoNS (הממריץ את הלשון אך אינו שולח דרכה מידע) הוא פסאודו מדעי ואינו עושה דבר מבחינת שיפור המצב הרפואי של אנשים. נכון לעכשיו אין מספיק מחקר כדי לומר בוודאות שמכשיר ה- PoNS מועיל לכל דבר, והניירות שאכן טוענים ליעילותו של מכשיר ה- PoNS ואחרים כמונו מומנו על ידי יצרני המכשירים, דבר שהוא כל כך חשוד בשל ניגודי אינטרסים מובנים. אני, quicksilv3rflash, אינני טוען לגבי האפקטיביות הרפואית של מכשיר זה, כך תוכל לבנות אותו אם תרצה בכך.

בכל מקרה, כמו תמיד בפרויקטים של שיבוט חומרה רפואית שלי, המדריך לגרסה המסחרית שמצאתי מפרט מחיר גבוה באופן אבסורדי-יותר מ- $ 5000 דולר, גבוה מדי בהתחשב בעלות האמיתית של החלקים ($ 471.88 דולר נכון לשנת 2018-09 -14). ישנם הרבה עיצובים מסחריים שונים של טכנולוגיה זו, עם רזולוציות רשת משתנות ומפרטי פלט מקסימליים (ראיתי מקסימום מתח יציאה הנע בין 19 וולט ל -50 וולט, ואז הפלט מנותב דרך נגד בערך 1 קאוהם וקבל חסימת DC 0.1uF). זהו אינו העתק מדויק של כל גרסה מסחרית אחת; הוא נועד לחקות מספר עיצובים מסחריים שונים, ויש לו מצב חדש לגמרי (הכשרת מיומנות) לבקשת הממונה.

שלב 1: מצבי פלט

המכשיר המתואר כאן כולל שלושה מצבי פלט:

1. אמולטור BrainPort איזון

ה- BrainPort פותח בהתבסס על יחידת תצוגת הלשון הקודמת (TDU). לאיזון האימון, ה- BrainPort משמש להצגת תבנית 2x2 על רשת אלקטרודות הלשון בגודל 10x10. התבנית על רשת אלקטרודות הלשון פועלת במידה מסוימת כאילו היה אובייקט פיזי הנע מכוח הכבידה; הוא נשאר במרכז הרשת אם ראש המשתמש מורם זקוף. אם המשתמש נוטה קדימה, התבנית נעה לכיוון חזית הלשון של המשתמש, ואם המשתמש נוטה ימינה, התבנית נעה לכיוון הצד הימני של הלשון של המשתמש. אותו דבר לגבי הישענות שמאלה או אחורה (התבנית תנוע ממרכז הרשת לכיוון שמאל או גב הלשון של המשתמש).

2. אמולטור PoNS

שלא כמו יחידת התצוגה של BrainPort או Tongue, פלט ה- PoNS אינו נושא מידע כלשהו ואינו יכול להיות מאופנן על ידי אות חיצוני. כדי לפרסם את העיתון בקישור הקודם, לאחר שהחוקרים גילו כי אימון איזון עם BrainPort משפר את הביצועים גם במשך חודשים לאחר שהמכשיר הוסר מהפה, הם חשדו כי גירוי אלקטרוטקטיל עצמו יכול להקל איכשהו על שיקום נוירוני, גם מבלי שהזנת מידע. תצוגת הלשון. לגרסה הראשונה של התקן PoNS הייתה רשת אלקטרודות מרובעת כמו המכשיר המתואר כאן, אך ראוי לציין כי לגרסאות הבאות (החל מגרסה 2 בשנת 2011) של מכשיר PoNS אין רשת אלקטרודות של פלט מרובע, תוך שימוש בסהר סמוי למדי. אחד בצורת ירח שמתאים לאורך חזית הלשון ובעל 144 אלקטרודות. שים לב כי מחבר הוראה זו אינו יכול להצהיר בביטחון כי מכשיר ה- PoNS אכן עושה דבר מועיל.

3. מצב זריזות

מצב המיומנות, המבוקש במיוחד על ידי הממונה, עוקב אחר כיפוף מפרקי האצבע הראשונה והשנייה של כל אצבע ביד ימין. עשר אלקטרודות פעילות מוצגות לאורך החלק הקדמי של הלשון אם היד לא מכופפת, כל אלקטרודה פעילה מתאימה למפרק. כאשר המפרקים מכופפים, האלקטרודות הפעילות המתאימות נעות מהחזית לאחורי הלשון, ומספקות משוב אלקטרוטטי המתאר את מיקום היד של המשתמש.

שלב 2: רשימת חלקים

[עלות כוללת: $ 471.88 דולר נכון לשנת 2018-09-14]

10x 47K אוהם 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 כבלי סרט נקבה לנקבה, 40 חוטים/כבל

לוחות מעגל רשת אלקטרודות בלשון 5x

לוחות מעגל של נהג פלט 5x

2x Arduino uno

2 מודולים XL6009 Boost

מחזיק 1x 6AA

קליפ סוללה 9V

1x מתג הפעלה

1x לוח מקשים/מסך VMA203

1x תאוצה, מודול ADXL335

10x חיישני גמישות, סמל הספקטרום flex 2.2"

50 רגל. חוט 24 AWG

2x כפפות (נמכר בזוגות בלבד)

שלב 3: לוחות מעגלים

הזמנתי מעגלים באמצעות Seeed Studio FusionPCB. קבצי ה- zip הכלולים בשלב זה הם קבצי הגרבר הנדרשים. ניתן לבצע את לוחות הנהג עם הגדרות ברירת המחדל של Seeed, אך רשת אלקטרודות הלשון דורשת דיוק גבוה יותר (פינוי 5/5 מיל) וציפוי זהב (ENIG - אם כי אתה יכול לקבל זהב קשה במקום זאת אם אתה רוצה שהם יחזיקו מעמד זמן רב יותר, ואם יש לך 200 דולר נוספים). קיבלתי גם את רשת אלקטרודות הלשון עם המעגל הדק ביותר, 0.6 מ מ, מה שהופך אותו לגמיש מעט.

בגלל העלות הגבוהה של מעגלים פוליאמידיים גמישים, בחרנו להשתמש בלוח קשיח לאב טיפוס זה. אחרים הקוראים הוראות אלה המעוניינים לייצר את המכשיר הזה על פוליאמיד צריכים לזכור שהדיוק הנדרש הוא עקבות של 5 מיל / מרחק של 5 מילי, ש Seeedstudio לא תספק במגמת PCB גמישה. אתה יכול, כנראה, לברוח מכך שהוא יוצר בתהליך 6mil / 6mil השימוש ב- Seed בפולימיד, אך מצפה שחלק מהלוחות יהיו פגומים, ובדוק / בדוק כל אחד מהם. כמו כן, ריצה של לוחות פוליאמיד גמישים עולה כ -320 דולר, לאחרונה בדקתי.

לאחר קבלת לוחות האלקטרודה בלשון, יהיה עליך לנתק את החומר העודף. השתמשתי בשיבוט דרמל עם דיסק חיתוך שוחק.

שלב 4: מנהל התקן פלט Arduino

מנהל ההתקן Arduino שולט על מעגלי הפלט להנעת האלקטרודות על סמך הקלט הטורי ממחולל המסגרות Arduino. שים לב שחצי הפלט מחובר כתמונה הפוכה של האחרים, כך שקוד הנהג הפלט קצת מוזר לקחת את זה בחשבון.

שלב 5: מחולל מסגרות Arduino

מחולל המסגרות Arduino לוקח נתונים מהכפפה חויית המיקום וממד התאוצה וממיר אותם לנתוני מסגרת הפלט אשר ישלטו בסופו של דבר בתצוגת הלשון. מחולל המסגרות Arduino מחובר אליו גם מודול לוח המקשים/כפתורים VMA203, ושולט על ממשק המשתמש של המכשיר. קוד הנהג בתוך מחולל המסגרות Arduino מלא במספרי קסמים (ערכים מילוליים המשמשים ללא הסבר בקוד) המבוססים על התפוקות של חיישני הגמישות הבודדים - המשתנים מאוד - ומד התאוצה.

שלב 6: מעגל מרבב חיישן

יש לי יותר חיישנים אנלוגיים מאשר כניסות אנלוגיות, אז הייתי צריך להשתמש בכפולה.

שלב 7: מעגל נהג פלט

מצורף כאן בתור.pdf מכיוון שאחרת Instructables ידחסו אותו עד כדי כך שהוא יהיה בלתי קריא.

שלב 8: פריסת המערכת

הערה: מכשירי BrainPort ו- PoNS מפעילים אלקטרודות מרובות בו זמנית. כפי שמקויים ומקודדים כאן, מכשיר זה מפעיל רק אלקטרודה אחת בכל פעם. לכל לוח פלט יש קווי נפרד לבחור שבבים ופלט, כך שניתן להגדיר את העיצוב הזה להפעלת מספר אלקטרודות בבת אחת, פשוט לא חיברתי אותו לשם כך.

שלב 9: הכנת כפפת חיישן הגמישות

סיכות חיישני הגמישות שבירות מאוד וניתקות בקלות. המשטח החשוף של חיישני הגמישות רגיש גם לקצרים. הלחמתי חוטים לחיישני הגמישות ואז הקפתי את הצמתים במלואם בדבק חם כדי להגן עליהם מפני נזקים. חיישני הגמישות הוצמדו לאחר מכן לכפפה כשאמצע כל חיישן הונח על פני מפרק היד שאת מידת הכפיפות שלו יש למדוד. באופן טבעי, הגרסה המסחרית של זה נמכרת ביותר מ -10,000 $.

שלב 10: הרכבה פיזית

מאחר ומאות החוטים ממעגלי הנהגים לרשת האלקטרודה בלשון הם כה רבים, הם הופכים להיות יחסית לא גמישים כמצטבר. כדי לאמן את האיזון עם מכשיר זה עליך להיות מסוגל להזיז את הראש בחופשיות תוך שמירה על רשת האלקטרודה בלשון במקומה. על הלשון. מסיבות אלה, היה הגיוני ביותר לחבר את מעגלי הנהג לקסדה.