:عنواناستفاده از مفهوم سینرِژ ی عضالنی

برای کاهش خستگی در تحریک الکتریکی

دانشگاه صنعتی امیرکبیردانشکده مهندسی پزشکی

:ارائه کنندهمهندس حسین شریفی

93خرداد

فهرست عناوین

تعریف خستگی عضالنی•روش های ارزیابی خستگی عضالنی•عوامل موثر در ایجاد خستگی •مفهوم سینرِژی عضالنی•روش های استخراج سینرِژی•ارتباط بین خستگی و سینرِژی عضالنی•کاربرد مفهوم سینرِژی درکاهش خستگی عضالنی•جمع بندی و نتیجه گیری•منابع و مراجع•

تعریف خستگی عضالنی

[ 1]کاهش توان تولید نیرو یا توانایی حفظ نیروی عضله دریک سطح مشخص•

خستگی استاتیک در انقباضات ایزومتریک•

خستگی دینامیکی•

•CNS ابتدا فیبرهای عضالنی آهسته و سپس فیبرهای سریع را تحریک می

کند.

در تحریک الکتریکی افراد معلول این روند معکوس می باشد.•

روش های ارزیابی خستگی

هدف کمی کردن و سطح بندی میزان خستگی •می باشد.

استفاده ازسیگنال الکترومایوگرام و •مکانومایوگرام

MPF[1]شاخص فرکانس میانگین طیف توان•[1 سیگنال الکترومایوگرام]RMSشاخص •CWT[1استفاده از تبدیل ویولت پیوسته ]•STFTاستفاده از تبدیل فوریه با پنجره محدود•

استفاده از روش تبدیل فوریه با پنجره محدود•استفاده از روش تبدیل موجک )ویولت(•

m1=2.1464,m2=-54.14,m3=215.8تبدیل موجک

m1=0.0004,m2=-0.029,m3=0.531تبدیل فوریه

روش های ارزیابی خستگی[1]

Y=m3+m2*x+m1*x^2

استفاده از تبدیل ویولت وشبکه عصبی برای تعیین خستگی• بخش مستقل16 یا 8تقسیم طیف سیگنال الکترومایوگرام به •محاسبه انرِژی برای هر باند فرکانسی مستقل•

n=0,1…….,15 Sn=

انرِژی کل سیگنال • S =

انرِژ ی نرمالیزه شده هرباند • ξn=Sn/S

]X=]ξ0 ξ1 ξ2 ξ3 ξ4 ξ5 ξ6 ξ7بردار ویژگی • خروجی به عنوان معیار خستگی1 ورودی و 8استفاده از شبکه عصبی با •

روش های ارزیابی خستگی[2]

عوامل موثر درایجاد خستگی[3] هرتز(60 تا 10افزایش فرکانس تحریک )بین • میکروثانیه(500تا300افزایش پهنای پالس تحریک )بین •افزایش دامنه تحریک•آتروفی عضالت •ترتیب به کارگیری معکوس فیبرهای عضالنی•

مفهوم سینرِژی عضالنی]4[

هماهنگی بین عضالت برای انجام یک حرکت •استفاده از مفهوم سینرِژی برای موضوع افزونگی حرکت •یک شیوه کاهش بعد برای کنترل عضالت•انواع سینرِژی ها•سنکرون)سینرِژ ی ثابت و ضرایب متغیر( و آسنکرون)سینرِژی متغیر و •

ضرایب ثابت(تحت شرایط مختلف مکانیکی تعدادشان تغییر نمی کند.•بهره گیری ازالگوی سینرِژی درتحریک الکتریکی •سینرِژی عضالنی فعالیت منسجم زمانی و مکانی مجموعه ای از •

ماهیچه ها در ارتباط با یکدیگر به منظور پایدار ساختن یک متغیر عملکردی خاص است.

روش های استخراج سینرِژی]4,5[

)ICA)Independent component analysisشیوه •آنالیزمولفه های مستقل

PCA)Principal componentشیوه •analysis(آنالیزمولفه های اساسی

آنالیز غیرخطی مولفه های اساسیNPCAشیوه •

(NMF)Non negative matrix factorizationشیوه •

نمونه ای از سینرِژی استخراج شده]5[

ارتباط بین خستگی و سینرِژی عضالنی]5[

براثرخستگی عضالنی تعداد سینرِژی ها کاهش نمی یابد.•دامنه وضرائب سینرِژی درهنگام خستگی تغییرمی کند.••CNS درافراد سالم خستگی ماهیچه های سینرِژیک را جبران

می کند.استفاده از الگوهای طبیعی در تحریک الکتریکی •

ارتباط بین خستگی و سینرِژی عضالنی]6[

استفاده از مفهوم سینرِژی در تحریک الکتریکی رکابزنی•

ارتباط بین خستگی و سینرِژی عضالنی

کاربرد مفهوم سینرِژی در کاهش خستگی عضالنی]5[

استفاده در تحریک الکتریکی رکابزنی•

کاربرد مفهوم سینرِژی در کاهش خستگی عضالنی

کاربرد مفهوم سینرِژی در کاهش خستگی عضالنی

کاربرد مفهوم سینرِژی در کاهش خستگی عضالنی

کاربرد مفهوم سینرِژی در کاهش خستگی عضالنی

جمع بندی و نتیجه گیری

خستگی عضالنی تعداد سینرِژی ها را کاهش نمی •

دهد.

فقط ضرایب فعالسازی و دامنه سینرِژی ها تغییر می •

کنند.

به کارگیری الگوی سینرِژی)الگوی بهینه( در تحریک •

الکتریکی

کاهش میزان خستگی عضالنی •

افزایش مدت زمان رکابزنی •

افزایش مقدار مسافت طی شده •

منابع و مراجع• [1] F.Bai,T.M.Lubecki,C.M.Chew,C.L.Teo,”Novel time-frequency approach for

muscle fatigue detection based on sEMG”.• [2] Y.Rong,N.Monacel,Y.Zhang,D.Zhang,D.Hao,”Fatigue muscle detection using

time-frequency methods”, 4th International congress on image and signal processing,2011.

• [3]P.C.Eser,N.N.Donaldson,H.Knecht,E.Stussi,”Influence of Different Stimulation Frequencis on Power Output and Fatigue During FES-Cycling in Recently Injured SCI Pepole”,IEEE transaction on neural system and rehabilitation engineering,vol.11,No.3,2003.

• [4]N.Kaboodvand,F.Towhidkhah,S.Gharibzadeh,”Extracting and study of synchronous muscle synergies during fast arm reaching movements”,Proceedings of 20th Iranian conference on biomedical engineering,Tehran,2013.

FES بریم�انی س، اس�تفاده از س�ینرِژی اج�زای عض�النی جهت بهب�ود کن�ترل سیس�تم رک�ابزنی [5[در کارب�رده�ای توان�بخش�ی" �پای�ان �نام�ه کارش�ناس�ی �ارش�د، د�انش�کده مه�ندس�ی �پزش�کی، د�انش�گاه

.1392امیرکبیر، اسفند ماه • [6]M.J.Decker,L.Griffina,L.D.Abraham,L.Brandt,”Alternating stimulation of synergistic

muscles during functional electrical stimulation cycling improves endurance in persons with spinal cord injery”,Journal of Electromyography and Kinesiology, 20,1163-1169,2010.

امش هجوت زار کشت اب