Разработка программного комплекса синхронного управления конечностями, синхронизация параметров электростимуляции и механического движения
Программное обеспечение (ПО)разрабатываемого аппарата с одной стороны должно обеспечить реализацию функциональных требований к разрабатываемому медицинскому комплексу для реабилитации пациентов с парализованными нижними конечностями, с другой стороны, само ПО должно предоставить возможность своей быстрой модификации (модернизации) для изменения по мере накопления эксплуатационных результатов при работе прототипа создаваемого комплекса.
В качестве инструментальной среды при создании ПО поэтому была выбрана широко распространенная при решении задач создания систем научных исследований и задач создания АСУ промышленных объектов система программирования LabView фирмы National Instruments (США).
Данный выбор представляется оптимальным дополнительно и по той причине, что фирмой National Instruments выпускается множество преобразователей для связи датчиков и систем управления с компьютерами, включая аналого-цифровые преобразователи (АЦП) различной точности и быстродействия.
В качестве устройства связи стенд – компьютер был выбран многоканальный АЦП NI U6009, позволяющий как передать аналоговый сигнал для обработки, так и обеспечить выдачу управляющих сигналов для управления миостимулятором Миоволна-4
В соответствии с идеологией инструментальной среды LabView для построения системы автоматизации необходимо создать «Виртуальный прибор» (ВП) верхнего уровня, объединяющий требуемые функциональные возможности системы программного управления.
В LabView каждый виртуальный прибор имеет две составляющие – переднюю панель (через нее осуществляется работа с прибором) и блок-диаграмму (на ней программируется последовательность работы прибора).
Программирование блок диаграммы осуществляется с помощью графического языка четвертого уровня – G.
На рис. 1 представлен внешний вид программы (передней панели ВП) при ее работе.
Рис. 1. Программа в процессе работы
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
4.1 Функциональные возможности программного обеспечения
Программное обеспечение комплекса позволяет:
Считывать данные об угле поворота, передаваемые от потенциометрического датчика и датчика на основе эффекта Холла.
Фильтровать помехи входного сигнала.
Определять диапазон, в котором находится величина угла поворота.
На основе номера диапазона выдавать сигналы включения/выключения каналов миостимулятора.
Определять скорость изменения угла поворота.
Изменять углы начала/окончания каждого из диапазонов угла поворота для срабатывания каналов миостимулятора.
Сохранять и восстанавливать сохраненные значения начала и окончания углов поворота.
Управлять всем комплексом.
4.2 Назначение элементов управления виртуального прибора
На рис. 2. представлен вид передней панели (окно программы). В левой части находится блок элементов для ввода значений углов срабатывания и выключения каждого из каналов миостимулятора.
Рядом с ними находятся индикаторы состояния каждого из четырех каналов.
В центральной части находятся (сверху-вниз): индикатор величины текущего угла, кнопки загрузки с диска и сохранения настроек, кнопка включения рабочего режима прибора, индикатор включения рабочего режима, кнопка выключения рабочего режима и кнопка выхода из программы.
В правой части находится графический индикатор, на нем показывается величина угла поворота (красный цвет) и величина скорости изменения угла поворота (белая линия).
Под рабочим режимом работы программы понимается режим в котором происходит сбор данных об угле поворота и выдача сигналов управления миостимулятором.
Рис. 2. Передняя панель разработанного «виртуального прибора»