R o m a n I a n a r I a L t I m e s n e w r o m a n = • Ç pÿÿÿk )e L e c t r o n I c m e d I c a L i I

 

 

Figura 5. Sisteme de control în FES (buclă deschisă, cu reacție negativă și adaptiv) 

Intrări de 

la pacient 

Control în 

buclă deschisă 

Reacție 

negativă 

Stimulare 

Adaptiv 

Sistem 

muscular 

Ieșiri de 

control

 

Metodele de control sunt de tipul buclă deschisă, cu reacție negativă și control adaptiv (Fig. 5).  

Strategia tip buclă deschisă cere multă informație despre comportarea biomecanică a 

membrului stimulat. Algoritmii de control specifică parametrii stimulului (intrările sistemului 

muscular scheletic) care sunt necesari producerii mișcărilor dorite (ieșirile sistemului). De obicei, 

pentru ”bucla deschisă” parametrii se identifică prin metoda ”încercare și eroare” (”trial and 

error”), iar stimulul cu o anumită formă de undă pentru o anumită mișcare este memorat într-un 

tabel de căutare (”lookup table”). Intervin aici trei probleme majore: (i) procesul de specificare a 

unei singure forme de undă pentru un anume pacient necesită o muncă laborioasă din partea 

unei întregi echipe de specialiști (medic, inginer, terapist), iar performanța obținută adesea nu 

justifică efortul consumat; (ii) forma de undă de stimulare fixă poate să nu fie adecvată după ce 

intervine oboseala musculară; (iii) forma de undă  fixă nu răspunde modificărilor mediului (de 

ex., pantei pe care se mișcă pacientul) și perturbațiilor externe (de ex. spasmelor musculare). 

Sistemul de control cu reacție negativă (feedback) rezolvă parțial limitările primei strategii 

de control. Acum senzorii monitorizează ieșirea  și corecțiile asupra intrării se fac în sensul 

minimizării erorii dintre ieșirea dorită  și cea reală (obținută tot cu senzori). Deoarece acest 

control este mai lent decât în cazul buclei deschise, el se folosește la mișcări lente (apucatul cu 

mâna) sau la posturi statice. 

Controlul adaptiv este cel mai utilizat pentru mișcări dinamice, aferente locomoției. El 

combină răspunsul controlerului și al sistemului, fiind mai liniar, repetabil, predictibil și adaptat 

pacientului. Un astfel de sistem conține un generator de forme de undă de control, specifice 

fiecărei mișcări de bază, precum și un formator de forme de undă care filtrează adaptiv undele 

generate și le trimite la mușchi. Astfel, adaptările la pacient și la oboseala musculară sunt mai 

bune și mai rapide. 

Alte tehnici de control cu rezultate bune sunt cea de tip proporțional-derivativ, precum și 

cea bazată pe rețele neuronale artificiale, care abordeaza bine caracterul neliniar al mușchilor și 

oboseala acestora. 

---

Curs: STIMULARE ELECTRICĂ FUNCȚIONALĂ 

 –  Prof. Hariton COSTIN 

 

6

Tehnici moderne de control se bazează pe prelucrarea EEG în cadrul aplicațiilor de 

interfață creier-calculator (”brain-computer interface”, BCI).