کنترل نسبی پروتزهای میوالکتریک با هم افزایی عضلات (مقاله ترجمه شده)

چکیدهثابت شده است که ارزیابی نیرویی از الکترومیوگرام ( EMG) عاملی مهم در به دست آوردن کنترل نسبی برای دستگاه های میوالکتریک است. به نظر میرسد هم افزایی عضلات، مرتبط با ارزیابی نیرو است زیرا آن ها الگو هایی از فعالیت های هماهنگ عضلات در طول فعالیت هستند. این مطالعه، استفاده از هم افزایی عضلات که از EMG سطحی هدف دار به دست آمده است را، برای بررسی نیرو ها در طول درجات مختلف (Dof) آزادی انقباضات، شامل مچ و دست، بررسی میکند. برای این هدف، هم افزایی عضلات از 12 عضله جلوی بازو از 8 فرد دارای جسم توانا، استخراج شد. نیروی ایزوتونیک محدود تولید شده توسط مچ و دست در طول این انقباضات، در طول محور های گوناگون ثبت شد، که هر کدام مسئول یک Dof بودند. سپس ورودی های عصبی به دست آمده در یک شبکه عصبی مصنوعی فراهم آمدند (ANN) تا نیرو را تخمین بزنند. نتایج به دست آمده از هم افزایی عضلات نسبت به نتایج به دست آمده از مقادیر مطلق میانگین (MAV) ، برای تخمین نیرو، ارزیابی شدند. هم افزایی عضلات به طور مشهودی (P<0.05) بهتر از MAV در تخمین نیرو ها بودند هنگامی که با انقباضات 1-DoF و 2-DoF (p=0.02) و همچنین با تمرینات شامل قفط انقباضات 1-DoF تمرین میکردند.(p=0.001) موضوع بعدی، مهم بود، زیرا پروتکل های تمرینی که شامل تمام انقباضات مطلوب 2-DoF هستند، برای استفاده کنندگان قطع عضو شده، بسیار سخت است. این موضوع جایی است که هم نیرو زادی ، واقعا یک فایده بیش از MAVرا نشان داد، زیرا نتایج بسیار بهبود یافته بود.به علاوه، تنومندی هم نیرو زایی عضلات هم بر روی سطوح مختلف نیرویی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده این است که هم نیرو زایی عضلات، قوی هستند و در تخمین نیرویی کار های DoF ، قابل اعتماد هستند، که یک روش برنامه ای برای کنترل نسبی پروتز ها را پیشنهاد میکند. معرفیطراحی و کنترل پروتز های چالاک و خوب برای اندام بالایی، کاری چالش بر انگیز است.با وجود پیشرفت های زیاد در سالهای اخیر، هنوز در مورد کنترل و کارایی ، بین دست های طبعی انسان و دست های مصنوعی، تفاوت ها و کمبود های زیادی وجود دارد.راه حل های پردازش سیگنال الکترومیوگرافی فعلی ( EMG) برای رمزگشایی حرکات ارادی کاربر، هنوز برای فراهم کردن کنترل نیرو متناسب برای افراد قطع عضو شده، توانا نیستنددر واقع، این موضوع بسیار رایج است که برای افراد قطع عضو در اندام بالایی، استفاده نکردن از پروتز های ، رایج است ، زیرا در میان دلایل مختلف، آن ها کارایی کمی دارند.یک عامل مهم در کنترل نیرو متناسب، تخمین سطح فعالیت های عضلانی است که توسط کاربر هنگام انجام دادن یک کار، تولید میشود.برای مثال، نیروی گرفتن صحیح، برای کارهایی مانند گرفتن اجسم شکننده، مقاومت در برابر نیرو های خارجی ( مانند نگه داشتن یک قاشق در برابر نیروی گرانش) و ایجاد حرکت در اجسام، ضروری است ( چرخاندن یک دستگیره)یک دیدگاه اصلی در مورد الگویی که یک سیستم نوروحرکتی برای تنظیم عضلات استفاده میکند تا حرکات را تکمیل کند، بر اساس مدوله کردن کنترل حرکتی است.این دیدگاه، الگوهایی از فعالیت های همکاری گونه عضلات را فرض میکند، برای مثال، هم افزایی عضلات، در طول اجرای کار ها به همرا همکاری اجزای ابتدایی عضلات.هم نیرو زایی عضلات ، به معنی فعالیت های جفتی گروهی از عضلات است.در طرف دیگر، فراوانی در سیستم نوروحرکتی، به طور بالقوه، کیفیت همکاری عضلات برای تولید نیرو های زیر حداکثر، برای کار های مختلف، را ممکن میسازد.ازینرو، تناسب های مرتبط با فعالیت های عضلانی، میتواند به طور بالقوه، با شرایط محتلف از سطح نیرو، در طول یک حرکت، تغییر یابد. مواد و روش هاجمع آوری اطلاعاتپروتوکل های آزمایشی توسط انجمن اخلاقی تحقیقاتی دانشگاه New Brunswick ، تایید شد.هشت فرد با اندام معمولی ، یک زن و 7 مرد با سنی بین 23 تا 53 ، که همگی راست دست بودند، شرکت کردند.افراد هیچ پیش زمینه ای از مشکلات نوروعضلانی نداشتند. نتایج و بحثتکرار پذیری و قدرت هم نیروایی های عضلاتیشکل 2 (a) ( دو ردیف اول ) ، هم نیروزایی های استخراج شده برای انقباض های پایین برای دو فرد نشان داده شده است.همانطور که نشان داده شده است، هم نیروزایی های استخراج شده از مجموعه مبنا، تقریبا یکسان است.این برای هر فرد معمول بود، که نشان میدهد هم هم نیروزایی تکرار پذیری خوبی دارد.برای کمی سازی این ، ما رابطه بین هم نیروزایی های استخراج شده از مجموعه های مبنا را محاسبه کردیم و میانگین نتایج برای تمام افراد بود. نتایجهم افزایی عضلات، که از مجموعه ای از کار های دست و مچ استخراج شده بودند، تکرار پذیری ای مناسب برای تکرار های مختلف نشان داده و در میان سطوح محتلف نیرویی، مقاوم بودند.نتایج نشان میدهد که هم نیروزایی های عضلانی دارای پیشرفتی مناسب به سمت تخمین نیرو برای کار هایی با DoF های چندگانه هستند.مقادیر R2 نشان میدهند که ورودی های عصبی از MAV ها در تخمین های DoF های چند گانه بهتر عمل میکنند.هنگامی که در شرایطی با سطح نیروهای ناشناخته کار میکنیم، ورودی های عصبی از MAV های بهتر عمل کردند، مخصوصا هنگامی که با یک پروتوکل خاص از انقباضات 1-DoF کار میکردند.این نشان میدهد که هم نیروزایی ها دارای پتانسیل خوبی برای استفاده در تخمین نیروهای تولید شده در طول DoF های چندگانه در کارهایی هستند که نیازمند مقادی مختلف نیور است، که میتواند گامی ارزشمند به سمت بهبود کنترل متناسب پروتز ها باشد.علاوه بر این، تعداد ورودی های عصبی برای تخمین نیرو ، کمتر از تعداد عضلاتی است که در حرکت درگیر هستند، و این باعث کاهش ابعادی مدل تخمینی میشود، و به این وسیله نیازمندی های محاسباتی کاهش پیدا میکند.این مقاله در سال 2014 در مجله مهندسی پزشکی و زیستی، توسط موسسه مهندسی زیست پزشکی منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله کنترل نسبی پروتزهای میوالکتریک با هم افزایی عضلات در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.