ES 使用電刺激來活絡具有中樞神經系統機能失調病人的肌肉，幫助他們以外力恢復肌肉活動的能力，例如站立或行走。然而，快速肌肉疲勞阻礙了實際使用FES 。減少疲勞的方法之一就是找出可以zui大限度減低疲勞并且增加肌力的刺激模式。我們利用數學模式和實驗測試得到的參數辨識出適用于每位病人的刺激模式。然后，我們利用計算機控制的硬件非常精確地將這些模式套用在病人身上。

每個模式中的杠代表 0.6 毫秒脈沖。底部序列為固定頻率序列 (CFT)，其固定脈沖間的間隔為 50 毫秒，因此稱為 CFT50。中間序列為可變頻率序列 (VFT)，其一開始的 2 個脈沖以 5 毫秒間隔，其余的脈沖間隔時間都相同。頂端序列為成對頻率序列 (DFT)，其具有成對的脈沖并且每對以 5 毫秒間隔。也可以用固定的間隔分割每對脈沖。每個序列的脈沖數會有變化，其范圍可能從 1 到 50。
 

背景數據到應用程序

我們使用 KinCOM 動力計評估有關響應刺激模式上肌肉的表現。病人會坐在動力計上，并在其踝關節上方放置力量傳感器。在電刺激方面，我們在病人大腿上放置一對用于電刺激的電極，由 PC 驅動的 Grass 刺激器透過這對電極刺激病人肌肉。肌肉會產生力量回應該刺激，病人的腿或許能移動，這端視于動力計的設定。當腿沒有動作產生時，我們將此肌肉收縮稱為等長收縮。當腿有動作產生時，我們將其稱為非等長收縮。NI 的DAQ 適配卡便可以在計算機上搜集與儲存肌力、姿勢角度與速度數據，以供日后分析。

之前，透過 AT-AO-6/10 適配卡，我們的實驗室在 LabVIEW 中使用客制化軟件產生刺激模式，并且透過 AT-MIO-16 適配卡擷取數據。然而，此系統無法調節或截斷作為肌肉表現函數的刺激模式。會產生此缺點是因為該軟件在我們將刺激模式加載 AT-AO-6/10 卡時無法控制脈沖。

新系統要求
上述缺點促使我們開發可在 Windows 2000 PC 平臺上，用于 LabVIEW 的高度可靠與靈活的軟件。

新系統的要求是為了達到以下目的：

§  以等長收縮與非等長收縮模式運作

§  提供刺激模式，其每個脈沖之間與每個序列之間的時序錯誤是微不足道的

§  在使用者定義的肌肉表現層級上，自動調節或截斷刺激序列，例如，當肌力因為疲勞而低于要求程度時，將可變更頻率序列切換成固定頻率序列

§  擷取并儲存肌肉表現數據，以供后續分析

§  以現有分析軟件兼容的格式寫入數據

§  方便使用者使用

§  提供安全機制，避免給病人不適當的刺激

PC 中的 TTL 脈沖驅動此 Grass 刺激器。該刺激器會在每個 TTL 脈沖達上升邊緣增強脈沖。透過置于病人肌肉上的電極，該增強脈沖會傳送到病人的肌肉上。肌肉就會產生力量并且腿就會有動作。我們使用 PC 上的 DAQ 卡，擷取來自 KinCOM 有關肌力、姿勢角度與速度的數據。

建置

LabVIEW 是建立符合上述需求的理想應用程序。其包含建立用戶接口與管理 I/O 適配卡*的功能。LabVIEW 本身的多線程能力非常適用于同時執行脈沖產生、資料擷取 (DAQ) 與儲存，與監督脈沖效能的回饋數據。關于脈沖產生，我們使用 PCI-6602 計數器/計時適配卡。對于數據擷取與回饋，我們使用 PCI-6024E 適配卡，而且我們將其分開使用，以確保 DAQ 回路持續運作，并且回饋回路脈沖產生回路*。

利用主要用戶接口，用戶可自多種模式中選取其中一種執行該測試，并且還有提供選擇回饋所需的肌肉效能數據的選項。用戶可以利用「偏好」按鈕選項設定 DAQ 與回饋參數。用戶選取特定測試模式后按下「執行」圖示，就會進入測試模式接口。該程序提示用戶加載文本文件，它含有刺激 序列的相關資料。之后會提示用戶輸入擷取數據想要儲存之處的文件名。使用者可以利用「實驗設定」區塊，設定想要的實驗變量值。當用戶按下「開始」按鈕，程序代碼就會開始執行，并且脈沖產生回路會根據文本文件中的信息按時發出 TTL 脈沖。回饋回路會實時監控肌肉表現的數據，所以刺激回路會切換到不同的刺激模式，或者截斷刺激停止實驗，這都會按照使用者的意思執行。回饋回路是以異步模式運作，所以會在有必要時產生關鍵時刻脈沖產生回路。DAQ 回路以用戶定義采樣頻率執行，持續將二位數據寫入 RAM，以避免將數據寫入硬盤的冗長過程。實驗zui后階段，所擷取到的數據會寫入至硬盤供稍后分析。另外，關于等長收縮或非等長收縮測試，該應用程序也可以以無回饋的模式執行，在此模式用戶可以單獨執行數據擷取與脈沖產生模式，或者同時執行兩者。

效能評估

目前的系統已密集地被測試并且符合上述需求。即使該應用程序因為時序緣故要依賴 CPU 頻率，它還是可以產生精確的脈沖，并且每個脈沖間zui大抽樣誤差為 0.5 毫秒，而且不會損及該應用程序實時回饋與數據擷取效能。目前，在我們的實驗室及臨床研究上我們使用這套系統。

系統優點

該新系統的主要優點為其強大的靈活性，可在多種實驗設定下測試病人。能這么做要歸功于 LabVIEW 的多線程能力，該能力讓我們能夠使用軟件時序，非常準確地產生所需的刺激模式，運行 DAQ 與執行實時回饋。此回饋功能內建于應用程序中，取代了在每個測試期間實驗者必須監控病人表現的需求。此外，LabVIEW 的程序設計功能，可讓我們在 EFS 中使用便宜的 NI 實時應用程序的即插即用適配卡，達到降低成本的目的。

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      王

LabVIEW開發功能性電刺激實時系統

LabVIEW開發功能性電刺激實時系統