Investigation of EMG Signals in Lower Extremity Muscle Groups During Robotic Gait Exercises

Authors : Esma UZUNHİSARCIKLI, Mehmet Bahadır ÇETİNKAYA, Uğur FİDAN, İsmail ÇALIKUŞU

Pages : 109-118

Doi:10.31590/ejosat.637577

View : 138 | Download : 25

Publication Date : 2019-10-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Birçok kişi nörolojik, patolojik veya trafik kazası gibi nedenlerle alt eksremite fonksiyon kayıplarına maruz kalmaktadır. Bu hastaların fizik tedavi ve rehabilitasyonunda konvaksiyonel yöntemler yerine robotik sistemlere dayalı tedavi programları tercih edilmeye başlanmıştır. Robotik yürüme rehabilitasyonun da Rewalk gibi mobilize alt ekstremite dış iskeletleri veya RoboGait gibi sabit alt ekstremite dış iskeletleri kullanılmaktadır. Alt ekstremite sorunu yaşayan hastalarda rehabilitasyon sürecinin değerlendirilmesi önem arz etmektedir. Tedavi sürecinde yüzey elektromiyogram (EMG) işaretlerinin ölçülmesi kaslarının fonksiyonel aktiviteleri hakkında bilgi vermektedir. Elde edilen bu bilgiler dış iskelet tasarımında hasta hareketi niyetinin belirlenmesinde ve dış iskeletin kas aktiviteleri üzerinde önemli rol oynamaktadır. Alt ekstremite dış iskeletlerinin kullanımı sırasında kas aktivasyon zamanlaması ve genliğindeki değişiklikler, EMG'nin analizi ile ortaya çıkarılabilmektedir. Bu çalışmada, robotik rehabilitasyon sürecinde yürüme hareketi sırasında görev alan kaslar incelenmiştir. İncelenen ilipsoas, Gluteus Maksimus, Gluteus Medius kasları kalçanın fleksiyon, ekstansiyon ve abdüsksiyon hareketlerini sağlarken Medial Gastrokinemus ve Tibialis Anterior kasları ayağın fleksiyon ve dorsifleksiyon hareketlerini gerçekleştirmektedir. Yürüme fazı sırasında diz eklem açıklığı ise Vastus Medialis ve Biseps Femorus kasları ile kontrol edilmektedir. Çalışmada alt ekstremitede fonksiyon yetersizliği olan 5 hastanın RoboGait cihazı üzerinde yürürken 7 farklı kas grubundan alınan kas aktivasyon potansiyelleri eş zamanlı ve kablosuz olarak bilgisayara aktarılmış ve Matlab ortamında görüntülenmiştir. MicroCor Lab cihazı ile ölçülen EMG sinyalleri yürüme sırasında kasların aktivasyonuna göre şekillenmiştir. EMG işaretlerinin analizinde elektrot yerleşim planı kritik öneme sahip olup çalışma sonucunda uygun elektrot yerleşim planı elde edilmiştir. Elektrot yerleşim planına uygun olarak ölçülen işaretler incelendiğinde yürüme fazının gerçekleştirilmesi sırasında kalçanın ektansiyon ve fleksiyon hareketlerini sorumlu Gletous maximum ve İlipsioas kaslarının daha etkin olduğu ölçülmüştür. Gletous maximum kasının yürümede en etkili kas olduğu görülürken İlipsioas kas grubunun bacağın ilk hareketinde yer aldığı EMG işaretlerinin analiz sonucunda belirlenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen bu bulgular hem tedavi sürecinde ki gelişimin takip edilmesinde hemde EMG kontrollü mobilize alt ekstremite dış iskeletlerin geliştirilmesinde yardımcı olacaktır.
Keywords : Alt Ekstremite, Robotik Yürüme, EMG, Yürüme Analizi, Biyotelemetri

ORIGINAL ARTICLE URL