Insan kasında ivme sensörleri ile ölçülen elektromekanik gecikmenin araştırılması
The investigation of electromechanical delay which is measured by accelerometers on human muscle
Yazar: ŞÜKRÜ UTKU YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. MURAT PEHLİVAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Cinsel kimlik = Gender identity ; Eklemler = Joints ; Elektrikle uyarma = Electric stimulation ; Elektromekanik = Electromechanic ; Elektromiyografi = Electromyography ; Kaslar = Muscles ; Yaşlanma = Aging

Özet:
Kasta elektriksel aktivitenin başlaması ile o kasın bağlı olduğu eklemde hareketin başlaması arasında geçen süre Elektromekanik Gecikme olarak adlandırılmaktadır. Literatürde elektromekanik gecikme, farklı yöntemlere bağlı olarak, 8-120 ms gibi geniş bir aralıkta rapor edilse de standart bir yöntem tanımlanamamıştır. Bu tez araştırmasında, elektromekanik gecikme ölçüm yöntemi tartışılarak, önerilen yeni yöntemler ile elektromekanik gecikmenin cinsiyet, yaş, kasılma şiddeti gibi parametreler ile nasıl değiştiği araştırıldı. Bununla beraber, aşil tendonu ve metatars üzerine yerleştirilen iki ivme sensörünün kullanıldığı yeni bir yöntem ile eklem mekaniğinin elektromekanik gecikme'ye katkısı da belirlendi.Katılımcılar 18-57 yaş arası sağlıklı, 12 erkek ve 12 kadından oluşmaktadır. Elektromiyogram kayıtları triseps surae kası üzerinden yüzeyel elektrotlarla alındı. Katılımcılar kaslarını maksimum istemli kasılmalarının belli yüzdelerinde kasarken, tibial sinire supramaksimal elektrik uyarı verilip, kasta oluşan motor cevap ile ivme sensörü yardımıyla algılanan eklem hareketi arasında geçen süre, elektromekanik gecikme olarak belirlendi.Bu araştırmanın sonucunda elektromekanik gecikme değeri önceki araştırmalarda yayınlanan değerlerden daha düşük olduğu bulundu (kas serbest halde iken ortalama elektromekanik gecikme 6,2 ± 1,2 ms). Literatürdeki birçok araştırmanın aksine kadın ve erkek elektromekanik gecikme değerleri arasında bir fark bulunamadı. Ayrıca, kasılma seviyesinin artması ile birlikte metatars ve tendon üzerinden ölçülen elektromekanik gecikme değerinin azaldığı ancak eklemden kaynaklanan gecikmenin değişmediği ve yaşlanma ile elektromekanik gecikme değerinin arttığı bulundu. Eklem mekaniğinden dolayı oluşan gecikmenin elektromekanik gecikme içerisindeki miktarının ortalama 1,7±0,9 ms olduğu tespit edildi. Aynı zamanda yaşlanma ile beraber kadınlarda eklemde meydana gelen gecikmenin arttığı gözlemlendi (p < 0,05).

Abstract:
Electromechanical delay is defined as the latency between the onset of electrical activity in a muscle and the onset of force generation by that muscles contraction. Since in previous studies value of the electromechanical delay was found to vary between 8 ms and 120 ms depending on the method used, there is no consensus about standard and accura method. Within this thesis research, the measurement method of the electromechanical delay was discussed and the variation of electromechanical delay with particular parameters such as gender, age and contraction level was examined by new method which is suggested in this study. Additionally, the contribution of joint mechanics to the electromechanical delay was determined by new method where the two accelerometer sensors placed over achilles tendon and metatarsi.Twelve male and twelve female healthy subjects (aged between 18 and 57) participated in our study. Electromyogram (EMG) recordings were taken from triceps surae muscle with surface electrodes. While subjects contracted their muscles voluntarily at specified percentages of maximum voluntary contraction, ten supramaximal stimuli were delivered to the tibia nerve and the time delay between onset of direct motor response and the onset of acceleration signal was determined as electromechanical delay.As a result of this research the electromechanical delay was found to be much shorter than those reported in previous studies (in relax position of muscle; the average electromechanical delay is 6.2 ± 1.2 ms). It was also determined that the contribution of ankle joint to the electromechanical delay was 1.7±0.9 ms in average. Contrary to previous studies, no significant difference between genders could be found. Additionally, it was found that the electromechanical delay that was measured from achilles tendon and metatarsi was decreased by increasing in contraction level. However the delay is caused by joint mechanic was not change by contraction level. It was also found that there was a direct correlation between electromechanical delay and age. On the other hand, the amount joint delay was found as to be significantly longer only in elder women group (p < 0.05).