Translingual Neurostimulator: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang proyektong ito ay kinomisyon ni Mark mula sa Nova Scotia. Nagkakahalaga ito ng $ USD 471.88 sa mga bahagi, at tumagal ng 66.5 na oras upang mag-disenyo at magtayo. Ang dalawang larawan sa itaas na may plastic box ay mula sa pangalawang (nakapaloob) na pag-ulit ng aparato, na kinomisyon ng isang kapwa sa Alemanya.

Kung katulad mo ako, ang iyong unang pagkakalantad sa aparatong ito ay sa mga artikulo ng balita na may mga larawan ng mga bulag na gumagamit nito upang "makita" ang isang mababang-resolusyon na imahe sa pamamagitan ng pagpapakita nito sa isang electrode grid sa kanilang dila. Ang aparato ay mayroon ding mga aplikasyon sa iba't ibang mga uri ng rehabilitasyon - ang variant na "BrainPort" ay maaaring magamit upang matrato ang mga deficit ng balanse sa pamamagitan ng substitusyon ng vestibular sensory, at nagpapadala lamang umano ng mga pulso sa bawat electrode ng isang electrotactile dila na stimulasi ng dila (na sinamahan ng mga kaugnay na ehersisyo, hal. balansehin ang pagsasanay) ay maaaring mapabuti ang ilang mga kundisyon ng neurological, na kung saan puzzle sa akin. Narinig ko rin ang ilang mga ulat na ang aparato ng PoNS (na nagpapasigla sa dila ngunit hindi nagpapadala ng impormasyon sa pamamagitan nito) ay pseudoscience, at walang ginagawa sa mga tuntunin ng pagpapabuti ng mga kondisyong medikal ng mga tao. Sa kasalukuyan ay walang sapat na pagsasaliksik upang masabi na may katiyakan na ang aparato ng PoNS ay kapaki-pakinabang para sa anumang bagay, at ang mga papel na inaangkin ang pagiging epektibo ng aparato ng PoNS at iba pa tulad nito ay pinondohan ng mga tagagawa ng aparato, na lahat ay mga kahina-hinala dahil sa likas na mga salungatan ng interes. Ako, quicksilv3rflash, ay hindi kumukuha ng mga paghahabol tungkol sa pagiging epektibo ng medikal ng aparatong ito, kung paano lamang ito maitatayo kung nais mo.

Gayunpaman, tulad ng laging nangyayari para sa aking mga proyekto sa clone ng hardware na pang-medikal, ang manu-manong para sa komersyal na bersyon na nahanap ko ay naglilista ng isang walang katotohanan na mataas na presyo - higit sa $ 5000 USD, labis na mataas na binigyan ng aktwal na gastos ng mga bahagi ($ 471.88 USD noong 2018-09 -14). Mayroong maraming magkakaibang mga disenyo ng komersyo ng teknolohiyang ito, na may iba't ibang mga resolusyon ng grid at maximum na mga pagtutukoy ng output (Nakita ko ang output boltahe ng maxima mula 19v hanggang 50v, ang output pagkatapos ay inililipat sa pamamagitan ng isang halos 1kOhm risistor at isang 0.1uF DC-block capacitor). Hindi ito isang eksaktong kopya ng anumang isang komersyal na bersyon; idinisenyo ito upang tularan ang maraming magkakaibang mga disenyo ng komersyo, at may isang ganap na bagong mode (pagsasanay na Dexterity) sa kahilingan ng komisyoner.

Hakbang 1: Mga Mode ng Output

Ang aparato na inilalarawan dito ay may tatlong mga mode ng paglabas:

1. Emulator ng balanse ng BrainPort

Ang BrainPort ay binuo batay sa naunang Tongue Display Unit (TDU). Para sa balanse ng pagsasanay, ang BrainPort ay ginagamit upang ipakita ang isang pattern na 2x2 sa isang 10x10 dila electrode grid. Ang pattern sa dila ng electrode grid ay kumikilos na parang ito ay isang pisikal na bagay na inilipat ng gravity; mananatili ito sa gitna ng grid kung ang ulo ng gumagamit ay gulong gulong gulong. Kung ang gumagamit ay nakasandal, ang pattern ay gumagalaw patungo sa harap ng dila ng gumagamit, at kung ang gumagamit ay nakasandal sa kanan, ang pattern ay gumagalaw patungo sa kanang bahagi ng dila ng gumagamit. Ang parehong humahawak para sa pagkahilig sa kaliwa o likod (ang pattern ay lilipat mula sa gitna ng grid patungo sa kaliwa o likod ng dila ng gumagamit).

2. PoNS emulator

Hindi tulad ng BrainPort o Tongue Display Unit, ang output ng PoNS ay hindi nagdadala ng anumang impormasyon at hindi maaaring gawing modulate ng isang panlabas na signal. Upang paraphrase ang papel sa nakaraang link, pagkatapos nalaman ng mga mananaliksik na ang pagsasanay sa balanse sa BrainPort ay napabuti ang pagganap kahit na para sa buwan pagkatapos na ang aparato ay tinanggal mula sa bibig, pinaghihinalaan nila na ang pagpapasigla ng electrotactile mismo ay maaaring kahit papaano mapabilis ang neurorehabilitation, kahit na walang impormasyon na pinakain sa pamamagitan ng ang display ng dila. Ang unang bersyon ng aparato ng PoNS ay may parisukat na grid ng elektrod tulad ng inilarawan sa aparato dito, ngunit mahalagang tandaan na ang mga kasunod na bersyon (simula sa bersyon 2 noong 2011) ng aparato ng PoNS ay walang parisukat na output na electrode grid, gamit ang isang hindi malinaw na crescent -moon hugis ng isa na umaangkop sa harap ng dila at may 144 electrodes. Mangyaring tandaan na ang may-akda ng Instructable na ito ay hindi maaaring sabihin nang may kumpiyansa na ang aparato ng PoNS ay talagang gumagawa ng anumang kapaki-pakinabang.

3. Dexterity mode

Partikular na hiniling ng komisyoner, sinusubaybayan ng mode ng dexterity ang pagbaluktot ng una at pangalawang mga buko ng bawat daliri sa kanang kamay. Sampung mga aktibong electrode ay ipinapakita kasama ang harap ng dila kung ang kamay ay hindi nabaluktot, ang bawat aktibong elektrod ay tumutugma sa isang pinagsamang. Habang ang mga kasukasuan ay baluktot, ang kaukulang mga aktibong electrode ay lumilipat mula sa harap hanggang sa likuran ng dila, na nagbibigay ng electrotactile feedback na naglalarawan sa posisyon ng gumagamit.

Hakbang 2: Listahan ng Mga Bahagi

[Kabuuang gastos: $ 471.88 USD hanggang 2018-09-14]

10x 47K ohm 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 Ribbon cables babae-sa-babae, 40 wires / cable

5x Tongue electrode grid circuit boards

5x Mga output board ng driver ng circuit

2x Arduino uno

2x XL6009 Boost modules

1x 6AA na may hawak

1x 9v clip ng baterya

1x Power switch

1x VMA203 keypad / screen

1x Accelerometer, module ng ADXL335

10x Flex sensor, simbolo ng spekra flex 2.2"

50ft. 24 AWG wire

2x Guwantes (ibinebenta lamang sa pares)

Hakbang 3: Mga Circuit Board

Nag-order ako ng mga circuit board sa pamamagitan ng Seeed Studio FusionPCB. Ang mga.zip file na kasama sa hakbang na ito ay ang kinakailangang mga gerber file. Ang mga board ng driver ay maaaring gawin sa mga default na setting ng Seeed, ngunit ang grid ng dila ng electrode ay nangangailangan ng mas mataas na katumpakan (5/5 mil clearance) at ginto na kalupkop (ENIG - kahit na maaari kang makakuha ng matapang na ginto sa halip kung nais mong magtagal sila, at kung mayroon kang dagdag na $ 200). Nakuha ko rin ang dila ng electrode grid na gawa-gawa sa pinakapayat na pagpipilian ng circuit board, 0.6mm, na ginagawang bahagyang may kakayahang umangkop.

Dahil sa mataas na halaga ng kakayahang umangkop na mga circuit board ng polyimide, pinili namin na gumamit ng isang matibay na board para sa prototype na ito. Ang iba na nagbabasa ng mga tagubiling ito na nais na gawa-gawa ang aparatong ito sa polyimide ay dapat tandaan ang kinakailangang katumpakan ay 5mil bakas / 5mil clearance, na hindi ibibigay ng Seeedstudio sa flex PCB. Maaari kang -pwedeng mawala- sa pagkakaroon nito na gawa-gawa sa proseso ng 6mil / 6mil na Nakitang paggamit para sa polyimide, ngunit asahan na ang ilan sa mga board ay magiging sira, at suriin / subukan ang bawat isa. Gayundin, ang isang pagpapatakbo ng nababaluktot na mga board ng polyimide ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang na $ 320, huling sinuri ko.

Matapos matanggap ang mga board ng electrode ng dila, kakailanganin mong putulin ang labis na materyal. Gumamit ako ng isang dremel clone na may nakasasakit na disc na cut-off.

Hakbang 4: Output Driver Arduino

Kinokontrol ng output driver na Arduino ang mga output circuit board upang himukin ang mga electrode batay sa serial input mula sa frame generator Arduino. Tandaan na ang kalahati ng mga output ay naka-plug in bilang isang inverted na imahe ng iba, kaya ang output driver code ay medyo kakaiba upang isaalang-alang ito.

Hakbang 5: Frame Generator Arduino

Ang frame generator na Arduino ay kumukuha ng data mula sa posisyon-sensing na guwantes at ang accelerometer at pinapalit ito sa output frame data na sa huli ay makokontrol ang pagpapakita ng dila. Ang frame generator na Arduino ay mayroon ding module na VMA203 Keypad / button na naka-plug dito, at kinokontrol ang interface ng gumagamit ng aparato. Ang driver code sa loob ng frame generator na Arduino ay puno ng mga magic number (literal na halaga na ginamit nang walang paliwanag sa code) batay sa mga output ng mga indibidwal na flex sensor - na malawak na nag-iiba - at ang accelerometer.

Hakbang 6: Sensor Multiplexer Circuit

Mayroon akong mas maraming mga analog sensor kaysa sa mga input ng analog, kaya kailangan kong gumamit ng multiplexer.

Hakbang 7: Output Driver Circuit

Nakalakip dito bilang isang.pdf dahil kung hindi man ay mai-compress ito ng mga Instructable kaya't ito ay nababasa.

Hakbang 8: System Layout

Tandaan: Parehong ang mga aparatong BrainPort at PoNS ay nagpapagana ng maramihang mga electrode nang sabay-sabay. Tulad ng naka-wire at naka-code dito, ang aparato na ito ay nagpapagana lamang ng isang electrode nang paisa-isa. Ang bawat output circuit board ay may magkakahiwalay na chip select at output na paganahin ang mga linya, kaya ang disenyo na ito ay maaaring ma-set up upang maisaaktibo ang maraming mga electrode nang sabay-sabay, hindi ko lang ito na-wire upang gawin ito.

Hakbang 9: Paghahanda ng Flex Sensor Glove

Ang mga pin ng flex sensor ay napaka-marupok, at madaling mapunit. Ang nakahantad na ibabaw ng mga flex sensor ay madaling kapitan din sa mga maikling-circuit. Nag-solder ako ng mga wire sa mga flex sensor at pagkatapos ay buong napalibutan ang mga junction ng hot-glue upang maprotektahan sila mula sa pinsala. Ang mga flex sensor ay pagkatapos ay nakakabit sa isang guwantes na may gitna ng bawat sensor na nakalagay sa buong buko na ang pagsukat ay susukat. Naturally, ang komersyal na bersyon ng ito ay ibinebenta ng higit sa $ 10, 000.

Hakbang 10: Physical Assembly

Dahil ang daang mga wires mula sa mga circuit circuit board hanggang sa dila ng electrode grid ay napakarami, naging medyo hindi nababaluktot bilang isang pinagsama-sama. Upang sanayin ang balanse sa aparatong ito kailangan mong malayang ilipat ang iyong ulo habang pinapanatili ang dila ng electrode grid sa lugar sa dila. Para sa mga kadahilanang ito, mas may katuturan na mai-mount ang mga circuit circuit board sa isang helmet.