شماره ركورد
25358
شماره راهنما
BIOMED2 243
عنوان
بررسي الگوريتم تجزيه نامنفي ماتريسي براي استخراج سينرژي هاي عضلاني توسط سيستم كنترل عصبي: مطالعه موردي حركت راه رفتن نابينايان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي- ورزش
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1401/10/28
صفحه شمار
60 ص .
استاد راهنما
حامد اسماعيلي
استاد مشاور
شهرام لنجاننژاديان
كليدواژه فارسي
الگوريتم تجزيه نامنفي ماتريسي , نابينا , سينرژي , راه رفتن
چكيده فارسي
سيستم عصبي مركزي، فعاليت عضلات را در قالب دسته¬هاي كوچك و سينرژي¬هاي عضلاني كنترل مي¬كند تا درجه آزادي كنترلي براي هدايت حركات را كاهش دهد. راه رفتن نيز از جمله حركاتي است كه از كنترل سينرژيستيك تبعيت مي¬كند. از عوامل تاثيرگذار روي مكانيك راه رفتن حس بينايي است. به طوريكه افراد نابينا مكانيك متفاوتي حين راه رفتن از خود نمايش مي¬دهند. اثر نبود بينايي روي سينرژي¬هاي عضلاني حين راه رفتن ناشناخته است. هدف از مطالعه حاضر بررسي الگوريتم تجزيه نامنفي ماتريسي براي استخراج سينرژ¬هاي عضلاني توسط سيستم كنترل عصبي كه به طور موردي روي حركت راه رفتن نابينايان انجام شده بود. تعداد هشت نفر نوجوان نابينا و 8 نفر نوجوان سالم در اين مطالعه شركت كردند. فعاليت عضلات درشت نئي قدامي، نازك نئي طويل، دوقلوي داخلي، نعلي، پهن داخلي، پهن خارجي، دوسر راني، نيمه وتري، سريني مياني و سريني بزرگ حين راه رفتن با سرعت خود انتخابي ثبت گرديد. الكترود¬گذاري¬ها براساس پيشنهادهاي ارائه شده از پروتكل اروپايي SENIAM انجام گرديد. داده¬هاي حاصل ابتدا تمام يكسويه شده و سپس با يك فيلتر پايين گذر 6 هرتز مرتبه 4 فيلتر شدند تا پوشش خطي ايجاد شود. سپس در زمان نرمالايز شدند. از الگوريتم تجزيه نامنفي ماتريسي براي استخراج سينرژي عضلات استفاده شد. در تعيين تعداد سينرژي مورد نياز براي بازسازي سيگنال اصلي استفاده از الگوريتم VAF ضروري است. بنابراين از VAF براي به دست آوردن تعداد سينرژي مناسب براي بازسازي سيگنال اصلي استفاده شد. براي بررسي مشابهت الگوهاي فعالسازي سينرژي ها از ضريب همبستگي پيرسون و براي مقايسه وزن نسبي عضلات در سينرژي¬ها بين دو گروه از آزمون تي مستقل استفاده شد. نتايج مطالعه نشان داد كه براي افراد نابينا سه سينرژي براي بازسازي سيگنال اصلي كفايت مي¬كند، در حاليكه افراد سالم از پنج سينرژي براي بازسازي سيگنال اصلي استفاده مي¬كنند. همچنين، نتايج مطالعه حاضر نشان داد كه الگوهاي فعالسازي سينرژي¬ها بين دو گروه از مشابهت پايين تا متوسطي برخوردار است. با توجه به يافته¬هاي حاضر مي¬توان گفت كه افراد نابينا از تعداد سينرژي¬هاي كمتري براي كنترل عضلات حين راه رفتن استفاده مي¬كنند. اين تعداد سينرژي كمتر به نظر مي¬رسد براي تسهيل و ساده سازي كنترل حركت در افراد نابينا باشد.
كليدواژه لاتين
Non-negative matrix factorization algorhythm , blind , synergy , synergy
عنوان لاتين
Investigation of non-negative matrix factorization Algorithm for Extraction of Muscular Synergies by Nervous Control System: A Case Study of Blind Gait Movement
گروه آموزشي
مهندسي پزشكي
چكيده لاتين
Centeral nervous system controls muscules activity in small blocks and muscular synergies due to movement conduction reduced degrees of freedom. Walking is of movements which follows synergistic control. Vision is one of factors affecting walking mechanics is. So that, blind individuals exhibit different walking mechanics. Effects of lack of vision on synergistics control of muscles during walking is not well known. The aim of this study was to investigate non-negative matrix factorization algorhythm to extract muscular synergies recruited by nervous system specifically focusing on blind individuals while walking. Eight blind and eight normal adolescent boys participated in this study. Tibialis anterior, peroneus longus, gastrocnemius medialis, soleus, vastus medialis, vastus lateralis, biceps femoris, semi tendinosous, gluteus medius and gluteus maximus emg activity was recorded in self-selected walking speed. Electrodes were placed according to recommendations of electrode placement from european SENIAM protocol. Data were rectified and low pass filtered with a 4th order 6Hz filter to create linear-envelops. Then, data were time normalized. Non-negative matrix factorization algorhythm was used to extract muscular synergies. In determining number of sufficient number of synergies, VAF is necessary. So, Variance account for (VAF) was used to find sufficient number of synergies to reconstruct original data in the groups. To assess similarity of activation patterns in the synergies, pearson correlation coefficient was used, and independent t-test was used to compare relative weights of muscles in the synergies between the groups. The results showed that in blind group, three synergies is sufficient to reconstruct origional data, while, able-bodied individuals five synergies are sufficient to reconstruct origional data. Also, the results showed that there is low to moderate similarity between activation patterns of the synergies between the groups. According to the results of the current study, it can be concluded that blind individuals use lesser synergies to control muscular activity in walking. This lesser synergies seems to be due to simplifying walking motor control in blind individuals.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
150388
نويسنده