Neuro-fuzzy modeling of multi-field surface neuroprostheses for hand grasp

Abstract

Las neuroprótesis aplican pulsos eléctricos a los nervios periféricos con el objetivo de sustituir funciones motrices/sensoriales perdidas, dando asistencia e influyendo positivamente en la rehabilitación motriz de personas con disfunciones motrices causadas por trastornos neurológicos. La complejidad de la neuroanatomía del antebrazo y la mano, su dimensionalidad, las diversas tareas no-cíclicas, la variabilidad de movimientos entre sujetos y la reducida selectividad de las neuroprótesis superficiales, ha dado lugar al diseño de un número reducido de neuroprótesis orientadas a agarres básicos. La posibilidad de hacer más selectiva la estimulación mediante los electrodos multi-campo, junto con el conocimiento sobre la incomodidad y los movimientos que genera la aplicación de la estimulación eléctrica funcional (FES por sus siglas en inglés) en miembro superior, podrían ser base fundamental para el desarrollo de neuroprótesis de agarre más avanzadas. La presente tesis describe un análisis de incomodidad como resultado de FES en el miembro superior, y propone modelos neuro-difusos para neuroprótesis de agarre tanto para personas sanas como para personas con trastornos neurológicos. El conocimiento generado respecto a la incomodidad puede ser utilizado como guía para desarrollar aplicaciones de FES de miembro superior más cómodas. Del mismo modo, los modelos propuestos en esta tesis pueden ser utilizados para apoyar el diseño y la validación de sistemas de control avanzados en neuroprótesis dirigidas a la función de agarre.