M O D E L O W A N I E I N Y N I E R S K I E n r 4 7, I S S N 1 8 9 6-7 7 1 X O K R E L A N I E S I M I N I O W Y C H P O D C Z A S C H O D U N A P O D S T A W I E S Y G N A W s E M G E u g e n u s z w t o s k 1 a, A g n e s z k a G o w a c k a 1 b 1 K a t e r a M e c h a n k T e o r e t y c z n e j S t o s o w a n e j, P o l t e c h n k a l ą s k a a e u g e n u s z.s w t o n s k @ p o l s l.p l, b a g n e s z k a.g l o w a c k a @ p o l s l.p l S t r e s z c z e n e P r a c a z a w e r a o p s m e t o y k w y z n a c z a n a s m n o w y c h n a p o s t a w e z a r e j e s t r o w a n y c h p o t e n c jyaƒ n n ow - c z c o w y c h m n k o c z y n o l n y c h p o c z a s c h o u l a z r o w e j o r o s e j o s o b y a. n Ba a w r a m a c h n n e j s z e j p r a c y z o s t a y p r z e p r o w a z o n e zw y k o r z y s t a n e m z e s t a w u o e l e k t r o m o g r a f p o w e r z c h n o w e j B T S P o c k e t E M G. S o w a k l u c z o w e : c hƒ, e l e k t r o m o g r a f a p o w e r z c h n o w a, s y m n o w e, m n e k o c z y n y o l n e j D E T E R M I N A T I O N O F M U S C L E F O R C E S D U R I N G G A I T B A S E D O N T H E s E M G S I G N A L S S u m m a r y T h e p a p e r c o n t a n s a e s c r p t o n o f t h e m e t h o o l o g y f o r e t e r m n a t o n o f m u s c l e f o r c e s o n o f t hre e cboa rs es a c t o n p o t e n t a l s o f l o w e r l m b m u s c l e s u r n g g a t f o r a a h ue la t l. t h Ty h e r e s e a r c h n t h s s t u y w e r e c o n u c t e u s n g B T S P o c k e t E M G s u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y s y s t e m. K e y w o r s : g a t, s u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y, m u s c l e f o r c e s, l o w e r l m b m u s c l e s 1. W S T P M n e s t a n o w ą b a r z o w a n y e l e m e n t w n a r z ą z e 2. M E T O D Y K A B A D A r u c h u c z o w e k a, g y u m o l w a j ą p o r u s z a n e s o - p s z c z e gƒ l n y c h c z c c a a. W e z a n a t e m a t s o -g e n e r 2. 1 B A D A N I A P O T E N C J A W w a n y c h p r z e z m n e s t a n o w c e n n ą n f o r m a c j o a- g n C Z Y N N O C I O W Y C H M I N I s t y c z n ą l a l e k a r z y, c z y f z j o t e r a p e u tƒ w. N e s t e t y n e m a m o l w o c b e z p o r e n e g o p o m a r u s m n o w y c h, W b a a n a c h w z a u z a j ne a o s o b a o r o s a a l a t e g o w o s t a t n c h l a t a c h p o j a w o s w e l e par-a c bm c z y z n a w w e k u 3 1 l a t ( w z r o s t 1 8c 4m, m a s a 8 9 k g ). a w c z y c h o t y c z ą c y c h o k r e l a n a s m n o w y c h, b ą M e t o y k a b a a z o s t a a p r z e s t a w o n a z g o n e z moe- t t o p r z y w y k o r z y s t a n u m e t o o p t y m a l z a c j [ 5, 6 ], b ą y k ą p r o j e k t u S E N I A M. B a a n a c h o u z o s t a y p rez- t e n a p o s t a w e s y g n aƒ w e l e k t r o m o g r a f c z n y c h E M G p r o w a z o n e z w y k o r z y s t a n e m z n t e g r o w a n e g o s y s t e m u [ 1, 2, 3, 4 ]. C e l e m p r a c y j e s t o k r e l e n e s my c h n o w o t rƒ j w y m a r o w e j a n a l z y r u c h u T S B S m a r t, w k tƒ r e g o k o c z y n o l n y c h l a o r o s e j z r o w e j o s o b y p o c z a s s k a w c h o z z e s t a w o e l e k t r o m o g r a f p o w e r oz -c h n c h o u n a p o s t a w e b a a n a p o t e n c j aƒ w c z y n n o o c- w e j. D o z a r e j e s t r o w a n a p o t e n c j aƒ w c z y n n o c o w y c h w y c h m n m e t o ą e l e k t r o m o g r a f p o w e r z c h n o w e j m n k o c z y n o l n y c h p o c z a s c h o u w y k o r z y s t a n o s E M G. 1 6 -k a n a o w y z e s t a w o e l e k t r o m o g r a f p o w e r z c h n o w e j B T S P o c k e t E M G. S y g n a s E M G b y r e j e s t r o w a n y l a 1 6 m n, p o o s e m l a k a e j k o c z y n y. O k l e j o n o n a s t p u j ą c e m n e : p s z c z e l o w y p r z e n, b r z u c h a t y y k g o w a b o c z n a p r z y r o k o w a, p r o s t y u a, o b srz-e n y b o c z n y p r z y r o k o w y, w u g o w y u a o r a z p o la- k o w y w e l k ( r y s. 1 ). J e n yz m e t a pƒ w p r z e k s z t a c a n a s y g n a u s E M G o s y m n o w e j j e s t n o r m a l z a c j a 185

O K R E L E N I E S I M I N I O W Y C H P O D C Z A S C H O D U N A P O D S T A W I E S Y G N A W a m p l t u y, l a t e g o t e n a l e a o w y k o n a ć b a a n e u-m o w y m b a a n e m c h o u. A b y m e ć p e w n o ć, e s k u r c z l w a j ą c e t c z y n n o ć. B a a n e z o s t a o p r z e p r o w a z o n e z o m e t r y c z n y b y m a k s y m a l n y, o b s e r w o w a n o g e n e r o wa - w y k o r z y s t a n e m f o t e l a o ć w c z e o p o r o w y c h z c zu-j n k e m m o m e n t u s y plo e g a o n a w y k o n a n u t e s t u M V C ( M a x m a l V o l u n t a r y C o n t r a c t o n), t z n. m a k s y m a l n e g o s k u r c z u o w o l n e g o w w a r u n k a c h s k u r c z u z o m e t r y c z ne - n y m o m e n t s y, r e j e s t r o w a n y p r z y u y c u f o t e l a o ć w c z e o p o r o w y c h z c z u j n k e m m o m e n t u s y. D z k z a s t o s o w a n u s y s t e m u o t rƒ j w y m a r o w e j a a- n l z y r u c h u m o l w a b y a n o r m a l z a c jya g n sa u w c z a s e g o. R y s. 2 o b r a z u j e p o z y c j e, l a k tƒ r y c h z a s t o s o w a pn o j e y n c z e g o c y k l u c h o u. t e s t M V C. B a a n e M V C w y k o n a n o t u p r z e w a c - R y s. 1. B a a n a o s o b a z n a k l e j o n y m n a m n a c h e l e k t r o a m 2. 2 W Y Z N A C Z A N I E S I M I N I O W Y C H R y s. 2. P o z y c j e, w k tƒ r y c h w y k o n a n o t e s t M V C n a f o t e l u o ć w c z e o p o r o w y c h [ 7 ] P r z e p r z y s t ą p e n e m o w y z n a c z a n a s m o- n w y c h o t r z y m a n e s y g n a y s E M G n a l e a o p o a ć o po - w e n e j o b rƒ b c e m a t e m a t y c z n e j. S u r o w y s y g n a s E M G p r z e f l t r o w a n o p r z y u y c u f l t r a gƒ r n o p r z e p u s t o w e g o B u t t e r w o r t h a z c z s t o t l w o c ą g r a n c z n ą H z 3 0 w c e l u u s u n c a a r t e f a k tƒ w z w ą z a n y c h z r u c h e m, n a s t p n e s y g n a z o s t a w y p r o s t o w a n y wy g a z o n y, a w o s t a t n e j k o l e j n o c p r z e f l t r o w a n y f l t r e m o l n o p r z e p u s t o w y m B u t t e r w o r t h a z c z s t o t l w o c ą g r a n c z n ą 6 H z. S y g n a s E M G z n o r m a l z o w a n o o p o j e y n c z e g o c y k l u c h o u o r a z o m a k s y m a l n e j s y p r z y s k u r c z u z o m e t r y c z n y m ( % M V C ). T a k p r z y g o t o w a n y s y g n a z a s t o s o w a n o o w y z n a c z e n a a k t y w a c j n e r w o w e j ( t z w. p r o c e s y n a zm - c 186

E u g e n u s z w t o s k, A g n e s z k a G o w a c k a n e j a k t y w a c j ) ; wt y m c e l u z a s t o s o w a n o f l t r r e k u r s y w n y 3. O T R Z Y M A N E W Y N I K I r u g e g o r z u. N a s t p n y m k r o k e m b y o p r z e k s z t a c e n e s y g n a u o a k t y w a c j m n o w e j, a w a l s z e j k o l e j n o c N a r y s. 4 a p r z e s t a w o n o p r z y k a o w e w y n k n a p o s t a w e t a k p r z e k o n w e r t o w a n e g o s yn ga u o k r e l o n o o t r z y m a n y c h s m n o w y c h ( m n a o b s z e r n e g o s y m n o w e z w y k o r z y s t a n e m m o e l u m n a t y p u p r z y r o k o w e g o, p s z c z e l o w e g o p r z e n e g o, p o l a e k- o w H l l a ( r y s. 3 ) [ 1, 2, 3, 4 ]. g o w e l k e g o, w u g o w e g o u a g o w y u g e j, b raz-u c h t e g o y k g o w y p r z ry o k o w e j b o c z n e j ) o b y w u k o c z y n. S y m n o w e z o s t a y u r e n o n e l a k l k u p r z e j ć o s o b y b a a n e j o n e s o n e o c a r u c a a. a ) R y s. 3. A l g o r y t m p r z e k s z t a c a j ą c y s y g n a s E Mn G a s m n o w ą b ) c ) 187

O K R E L E N I E S I M I N I O W Y C H P O D C Z A S C H O D U N A P O D S T A W I E S Y G N A W a ) b ) c ) R y s. 4. P o rƒ w n a n e o t r z y m a n y c h s m n o w y c h z a n y m l t e r a t u r o w y m, g ) z se : y a m n o w e w y g e n e r o w a n e z p r z e k o n w e r t o w a n e g o s y g n a u s E M G, b ) w z o r c o w a a k t y w n o ć m n p o c z a s c y k l u c h o u c ) w z o r c o w y s y g n a s E M G ( z e l o n a l n a ) a zn y c h l t e r a t u r o w y c h ( n e b e s k ą p r z e r y w a n ą l n ą o z n a c z o n o p o b u z e n e m n o w e ) 4. P O D S U M O W A N I E I W N I O S K I 2 0 % o r a z 7 0 % a 1 0 0 % c y k l u c h o u, a m a k s y m a l n a w a r t o ć s y m n o w e j k o c z y n y p r a w e j w y n o s o k. 0, 5 5 P r z e p r o w a z o n e w r a m a c h n n e j s z e j p r a c y b a a n a c a r u c a a, n a t o m a so t ckz y n y l e w e j o k. 0, 3 7 c a r u u m o l w y w y z n a c z e n e w e l k o c s g e n e r o w a n y c h c a a. M n e b r z u c h a t y y k g o w a p r z y r o k o w a o r a z p r z e z m n e. b o c z n a c e c h u j ą s n a j w k s z ą a k t y w n o c ą m z y 2 0 % P r z e b e g w z g l n y c h w a r t o c s m n o w y c h l a 6 0 % c y k l u c h o u. M a k s y m a l n a w a r t o ć s y m o n- m n a o b s z e r n e g o p r z y r o k o w e g o u k a z u j ą, e m s e w e j p e r w s z e g o z n c h w z a l e n o c o k o c z y n y m e c t e n j e s t n a j b a r z e j a k t y w n y m z % y a 0 4 0 % c y k l u s w g r a n cah 1, 6 a 1, 8 c a r u c a a, n a t o m a s t e - r u g c h o u, p o c z y m s a m a l e j e m z y 4 0 % a 8 0 % c y k l u g o o k. 0, 5 c a r u c a - ka o c z y n y p r a w e j 0, 5 5 c a r u j e s t b l s k a z e r u, p o c z y m r o n e w p r z e z a l e o 8 c 0 % a a - k o c z y n y l e w e j. o 1 0 0 % c y k l u c h o u. M a k s y m a l n a w a r t o ć s y t e g o W o b e c t y c h m n p o rƒ w n a n o a k t y w n o ć m n m n a p r z y p a a m z y 0 % a 1 0 % c y k l u c h o u w p o c z a s p o j e y n c z e g o c y k l u c h o u za n y m o s t p n y m z a l e n o c o t e g o, c z y r o z p a t r u j e k o s c z y n o l n ą w l t e r a t u r z[ e8, 9 ]. N a p o s t a we o k o n a n e g o p o rƒ w na - p r a w ą c z y l e w ą, w y n o s o p o w e n o l a k o c z y n y n a m o n a s t w e r z ć, e m s n e a k t y w u j ą s w p- r a w p r a w e j o k. 0, 6 c a r u c a a, n a t o m a s t l a k o c z y n y o w y s p o sƒ b o r a z e k s z t a t k r z y w y c h j e s t p o yrƒ - w n l e w e j 0, 5 c a r u c a a. M s e p s z c z e l o w y p r z e w a n l n y z a n y m o s t p n y m w l t e r a t u r z e ( r y s. 4 ). c h a r a k t e r y z u j e s n a j w k s z ą a k t y w n o c ą m z y 0 % a W a l s z y m e t a p e z a k a a s, e b a a n a z o s t a n ą 2 0 % o r a z 6 0 % a 1 0 0 % c y k l u c h o u. W a r t o ć m a k s y m a l - p r z e p r o w a z o n e n a w k s z e j g r u p oesƒ b z r o w y c h o r a z n a s y m n o w e j t e g o m n a m e c s w g r a n c a c e h s y m n o w e, w y z n a c z o n e n a p o s t a w e s y g n aƒ w o 0, 3 o 0, 4 c a r u c a a o b y w u k o c z y n. D l a m n z a a r e j e s t r o w a n y c h p r z y u y c u e l e k t r o m o g r a f o - p p o l a k o w e g o w e l k e g o a k t y w n o ć p r z y p a a o k. 0 % a w e r z c h n o w e j, z o s t a n ą p o rƒ w n a n e z s a m o t r z y m a n y m 3 5 % o r a z m z y 8 0 % a 1 0 0 % c y k l u c h o u. M a k s y m a l n a z b a a m o e l o w y c h p r z y w y k o r z y s t a n u m e t o o pyt - w a r t o ć s y t e g o m n p ra z y p a a m z y 0 % a 2 0 % m a l z a c y j n y c h. c y k l u c h o u w y n o s o k. 0, 3 7 c a r u c a a. M s e w u g o w y u a g o w a u g a j e s t a k t y w n y m z y 0 % a P r a c a n a u k o w a f n a n s o w a n a z e r o kƒ w M n s t e r s t w a N a u k S z k o l n c t w a W y s z e g o n a n a u k w r a m a c h j epk rt ou b a a w c z e g o p r o m o t o r s k e g o N r N N 5 1 8 3 8 4 3 3 7 188

E u g e n u s z w t o s k, A g n e s z k a G o w a c k a L t e r a t u r a 1. B u c h a n a n T. S., L l o y D. G., M a n a l K., B e s e r T. NF e. u: r o m u s c u l o s k e l e t a l m o e l n g : e s t m a t o n o f m u s c l e e s f o r c a n j o n t m o m e n t s a n m o v e m e n t s f r o m m e a s u r e m e n t s o f n e u r a l c o m m a n. J o u r n a l o f A p p l e B o m e c h as n c 2 0 0 4, 2 0 ( 4 ), p. 3-36 97 5. 2. L l o y D. G., B e s e r T. F. : A n E M G- r v e n m u s c u l o s k e l e t a l m o e l t o e satte m m u s c l e f o r c e s a n k n e e j o not - m m e n t s n v v o. J o u r n a l o f B o m e c h a n c s 2 0 0 3, 3 6 ( 6 ), -7p 7. 6. 7 6 5 3. S h a o Q., B a s s e t t D. N., M a n a l K., B u c h a n a n T. S. : A n E M G- r v e n m o e l t o e s t m a t e m u s c l e f o r c e s a n j o n t m o m e n t s n s t r o k e p a t e n t s. C o m p u t e r s n B o l o ng y Ma e c n e 2 0 0 9, V o l. 3 9, I s s. 1 2, p.-1 01 80 8. 3 4. H e n t z S., G u t e r r-f e za r e w k E. M. : S t a t c o p t m z a t o n o f m u s c l e f o r c e s u r n g g a t n c o m p a r s o n -tto- o E M G f o r c e p r o c e s s n g a p p r o a c h. G a t & P o s t u r e 2 0 0 7, V o l. 2 6, I s s. 2-2, 8 p 8. 2 7 9 5. M c h n k R., J u r k o j c J. P, a u k J. : I e n t f c a t o n o f m u s c l e s f o r c e s u r n g g a t o f c h l r e n w t h f o o t s a b l t e s. M e c h a n k a 2 0 0 9, n r 6 ( 8 0 ), s.-5 41 8. 6. M c h n k R., J u r k o j ć J., J u r e c z k o P., G u z k A., T e j s z e r s ki a e nd t. : f c a t o n o f l o a s n t h e l o w e r l m b j o n t s u r n g g a t f opr a t e n t s a f t e r t o t a l k n e e o r h p r e p l a c e m e nxt X. I V I n : I n t e r n a t o n a l S y m p o s u m o n B o m e c h a n c s n S p o r t s2 0 0 6, S a l z b u r a g A u s t r a (h t t p : / / w 4. u b. u n -k o n s t a n z. e / c p a / s s u e / v e w / I S B S 2 0 0 6a 1 5. 0 5. 2 0 1 1 ). 7. N s h j m a Y., K a t o T., Y o s h z a w am., M y a s h t a M., I a H. : A p p l c a t o n o f t h e s e g m e n t w e g h t y n a m c m o v e m e n t m e t h o t o t h e n o r m a l z a t o n o f g a t E M G a m p l t u e. J o u r n a l o f E l e c t r o m y o g r a p h y a n K n e s o l o g y 2 0 1 0, V o l. 2 0, p. 5-5 5 05 7. 8. V a u g h a n C h. L., D a v s B. L., O C o n n o r J. C. : D y n a m co s f h u m a n g a t. C a p e T o w n : K b o h o P u b l., 1 9 9 9. 9. S a s a k K., N e p t u n e R. R. : D f f e r e n c e s n m u s c l e f u n c t o n u r n g w a l k n g a n r u n n n g a t t h e s. a J m e o us rpne ael o f B o m e c h a n c s 2 0 0 6 3, 9 ( 1 1 ), p. 2 0 0-2 50 1 3. 189