تعیین نیروهای عضلات اندام فوقانی با روش بهینه سازی و مقایسه آن با نتایج الکترومایوگراف ‏‎(emg)‎‏ در رانش ویلچر

در این مقاله تعیین نیروهای ماهیچه های اندام فوقانی، ناحیه شانه، در رانش ویلچر مدنظر است. این کار در دو مقوله، تعیین نیروهای عضلات با استفاده از مدلسازی رباتیکی، دینامیک معکوس و استخراج نیروهای عضلات با روش اپتیمایزیشن و مقایسه فعالتیهای عضلات این ناحیه با استفاده از الکترومایوگرافی و بررسی آنها می باشد. به منظور کسب اطلاعات سینماتیکی شامل اندازه گیری مقادیر سرعت زاویه ای، شتاب زاویه ای و موقعیت هندسی رابطهای مکانیزم اندام فوقانی افرادی که برای آزمایش انتخاب می شوند، از سیستم ‏‎bts-504‎‏ استفاده شده است. این سیستم مجهز به دو دوربین تلویزیونی تصویربدرای تله متری با فرکانس تصویربرداری 50 هرتز می باشد که پس از کالیبراسیون اطلاعات را به صورت سه بعدی دریافت کرده و برای پردازش به یک کامپیوتر منتقل می کند. این اطلاعات بعنوان ورودی یک برنامه کامپیوتری منظور می شوند و مقادیر واقعی سرعت و شتابهای رابطهای بازو در مختصات محلی بدست می آیند. نتایج این برنامه کامپیوتری، در برنامه دیگری مورد استفاده قرار می گیرد. در این برنامه با فرض مقادیر جرم بازو، ساعد و دست، تقریب ممان جرمی آنها و محل آن با فرض شکل هندسی مشخص برای رابطها و در نظر گرفتن مقادیر نیرو و ممان وارده به دست از مقالات دیگر و ساده سازی حرکات دست بصورت سه درجه آزادی در مچ، یک درجه آزادی در مفصل آرنج و دو درجه آزادی در مفصل گلنوهیومرال و با صرفنظر از حرکات جزئی این مفصل، مقادیر نیروها و گشتاورهای مفصل گلنوهیومرال بدست می آید. نتایج این بنرامه که شامل سه ترم نیرو و سه ترم گشتاور می باشد، در برنامه دیگری به منظور استخراج سهم هرکدام از عضلات ناحیه شانه از نتایج برنامه های قبلی و تکنیک اپتیمایزیشن به روش مینیمم کردن تنش عضلات استفاده می شود. نتایج فوق برای 6 عدد از عضلات سطحی ناحیه شانه که امکان استخراج فعالیت الکتریکی آنها بصورت غیر تهاجمی وجود داشت بدست آمده است. راستای قرار گیری عضلات و مختصات محلی ابتدا و انتهای عضلات از نتایج مقالات دیگر بدست آمده است. مقایسه نتایج این قسمت با الکترومایوگرام متوسط عضلات و میزان خستگی آنها حین فعالیت و در نهایت مقایسه سهم هر کدام از عضلات سطحی با فرض ناچیز بودن سهم عضلات میانی صورت گرفته است. استخراج فعالیتهای عضلات با کمک سیستم ثبت سیگنالهای ماهیچه ای ‏‎mespec 4000‎‏ موجود در مجموعه ورزشی انقلاب برای عضلات سطحی صورت گرفته است. بدین منظور از الکترودهای ‏‎pregel‎‏ و سیستم جمع آوری اطلاعات چهار کاناله، و سیستم ارسال اطلاعات بصورت تله متری با فرکانس دریافت 1000 هرتز در مدت نزدیک به یک دقیقه رانش صورت گرفته است. تعداد نفرات جهت انجام آزمایش 3 نفر از قهرمانان رشته بسکتبال معلولین کشور در رده سنی 20 -28 سال بودند. مقایسه نتایج روی متوسط ‏‎emg‎‏ عضلات صورت پذیرفته است.