آسیب های وارده به سیستم اعصاب محیطی در اثر حوادث مختلف از جمله تصادفات، بریدگی ها و له شدگی ها یکی از مهمترین مشکلات افراد آسیب دیده در این سوانح می باشد که باعث از دست رفتن توانایی و عدم کارکرد صحیح اندامها و عضلات مختلف و در برخی موارد فلج کامل می شود .هدف این رساله کمک به این افراد برای بازیابی هر چه سریعتر توانایی های خود و برگشتن به زندگی عادی با کمک علوم پزشکی و الکترونیک می باشد .هدف این طرح طراحی و امکان سنجی ساخت سیستمی است که بتواند سیگنال های عصبی بلوکه شده یا تضعیف شده در اثر آسیب سیستم عصب محیطی را در محل قبل از آسیب ثبت کرده و با بازسازی و اعمال این سیگنال ها به محل بعد از آسیب، کارآیی اندامها را بازگرداند .نوع آسیب باید به گونه ای باشد که آکسونهای بعد از محل ضایعه از بین نرفته باشند تا بتوانند سیگنال های بازسازی شده را انتقال داده و به عضله مورد نظر برسانند .بدین منظور ابتدا توسط الکترود کاف که به این منظور طراحی و ساخته شده است سیگنال های عصبی قبل از ضایعه ثبت شده و سپس سیگنال های بازسازی شده توسط الکترود کاف محل بعد از ضایع را تحریک می کنند تا توانایی عضله مورد نظر بازیابی شود .مسائلی که در این طرح با آنها روبرو بودیم عبارت بودند از طراحی الکترود کاف و یافتن ابعاد مناسب و مکان قرار گرفتن اتصال ها، مدل سازی و شبیه سازی سیستم اعصاب محیطی و الکترود کاف و بررسی پارامترهای ثبت و تحریک عصبی، طراحی مدار ثبت کم نویز و با دقت بالاو طراحی مدار تحریک که مورد بررسی قرار گرفتند .تمام مدل سازی ها توسط نرم افزار COMSOL انجام گشته و نوع چینش اتصالات و ساختار آنها در الکترود جهت ثبت و تحریک بهینه سیگنال های عصبی و همچنین مدل تولید و انتشار سیگنال عصبی به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است .همچنین جهت ثبت سیگنال های عصبی دو نوع طراحی مورد بررسی قرار گرفته است .طراحی اول توسط قطعات گسسته مانند تقویت کننده های عملیاتی و مقاومت ها و خازنها و طراحی دوم توسط تراشه های PSoC انجام شده است که طراحی دوم به علت نیاز به فضای کمتر و کارآیی بالا انتخاب شده است .آزمایشات انجام شده بر روی نمونه حیوانی که موش صحرایی می باشد نتایج مطلوبی در پی داشته و کارآیی این ساختار را به اثبات می رساند .
متن يادداشت
Peripheral nervous system damage caused by accidents, lesion and etc. are of those important problems of injured people in these accidents that lead to disability and loss of proper functions of organs and muscles and in some cases complete paralysis. The goal of this study was to help such people to restore their ability and return to their usual life with the use of medical and engineering science. In this study, the goal was to design and study the feasibility of a system that could regenerate blocked or weakens neural signals due to injury and then these regenerated signals stimulate distal site of injury to restore missing functions. The type of injury should be such that axons be intact after the site of injury and be able to carry restored signals to their related muscles. To this end, neural signals of proximal site of injury should be recorded using cuff electrode, designed and fabricated to this goal and then regenerated signals stimulate distal site of injury with the cuff electrode. The main problems faced in this design were as follow: the design of cuff electrode and its appropriate size and location of the contacts, modeling and simulation of peripheral nervous system and cuff electrode, investigation of nerve stimulation and recording parameters, low noise and high precision recording and stimulation circuit design. All of the modelling were performed using COMSOL software and the kind and location of contacts and their structure were thouroughly investigated for optimally recording and stimulating nervous signals as well as dispersing nervous signals. There were two approach for neural signal recording. The First included discrete components such as operational amplifiers and resistors and capacitors and the second was through the use of PSoC integrated circuits. The second design was selected to be implemented due to the need of high integrity and efficiency.The experiments done on animal samples (RAT) showed desirable results and the efficiency of such a structure
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )