مقایسه اثر روش نرمال کردن سیگنال الکترومیوگرافی در قابلیت اطمینان آن در حرکت روی پله و سطح شیب‌دار

مقدمه و اهداف با توجه به متغیر بودن سیگنال الکترومیوگرافی (emg) عضله‌ها در افراد مختلف، این سیگنال‌ها باید به یک سیگنال مرجع در هر فرد نرمال شود تا کمیتی قابل مقایسه بین افراد به دست آید. هدف اصلی مطالعه حاضر، مقایسه قابلیت اطمینان سیگنال emg عضله‌های اندام تحتانی در بین پنج روش نرمال کردن دامنه‌ی سیگنال در حرکت روی پله و سطح شیب‌دار است.مواد و روش‌ها چهارده نفر مرد سالم فعالیت‌های بالا و پایین رفتن از سطح شیب‌دار و پله را انجام دادند. تمامی این فعالیت‌ها شش بار تکرار شد. سیگنال الکترومیوگرافی از عضله‌های پهن میانی، پهن جانبی، راست رانی و تیبیالیس قدامی در هنگام هر حرکت و نیز در هنگام بیشترین انقباض ارادی ایزومتریک ثبت شد. این سیگنال‌ها به پنج روش نرمال گردید. در این روش‌ها سیگنال مرجع برای نرمال کردن، بیشینه سیگنال در بیش‌ترین انقباض ارادی ایزومتریک (mvic)، بیش‌ترین مقدار rms سیگنال در طول فعالیت (pt)، میانگین rms سیگنال در طول فعالیت (mt)، بیش‌ترین مقدار سیگنال خام در طول فعالیت (pt-raw) و میانگین سیگنال خام در طول فعالیت (mt-raw) انتخاب شد. یافته‌ها برای تمام فعالیت‌ها روش mvc قابلیت اطمینان بالا و کمترین خطا را نشان داد. در این روش متوسط ضریب همبستگی درون طبقاتی (icc) و خطای استاندارد اندازه گیری (sem) در فعالیت ها به ترتیب 0.74 و 4.80  به دست آمد. درروش mt نیز کمترین قابلیت اطمینان و بیشترین خطا مشاهده شد، به طوری که میانگین icc و sem در فعالیت ها به ترتیب 0.15 و 88.43 بود. اگرچه روش‌های pt، pt-raw و mt-raw قابلیت اطمینان مشابه و پایینی را نشان دادند، ولی روش ptraw دارای sem کمتری بود که نشان دهنده قابلیت اطمینان مطلق بالا می باشد.نتیجه‌ گیریدر حرکت روی پله و سطح شیب دار، در صورت موجود نبودن سیگنال mvc برای افراد سالم، روش pt-raw پیشنهاد می‌شود که قابلیت اطمینان نسبتاً بهتری از سایر روش‌ها داشت.

Effect of Normalization Methods on the Reliability of EMG during Stair Negotiation and Ramp Walking

Background and Aim: Due to the variability of the Electromyography (EMG) signals in different individuals, the signals need to be normalized to a reference signal in order to enable comparisons between individuals. The aim of the present study was to determine the reliability of EMG of lower extremity muscles in five signal normalization methods.Materials and Methods: A total of 14 healthy individuals ascended and descended a set of stairs and a ramp. Each task was repeated six times. Surface EMGs of the Vastus Medialis (VM), Vastus Lateralis (VL), Rectus Femuris (RF), and Tibialis Anterior (TA) muscles were recorded during each exercise and the isometric Maximum Voluntary Contraction (MVC) of the muscles. Electromyography signals were normalized using five different methods. The reference signal for the normalization was corresponding signal of each muscle in MVC, Mean Dynamic Task (MT), Peak Dynamic Task Activity (PT), Mean of Raw Signal (MTraw), and Peak of Raw Signal (PTraw).Results: The MVC method showed the highest reliability and the lowest standard measurement error (SEM). The averages obtained for ICC and SEM for the MVC method in different activities were 0.74 and 4.8, respectively. Also, the MT method showed the lowest reliability and the highest error. The averages obtained for ICC and SEM in different exercises were found to be 0.15 and 88.43, respectively. Although PT, PTraw, and MTraw methods showed a similar and average reliability (0.33< ICC<0.39), the MTraw method showed a low error (high absolute reliability).Conclusion: In conclusion, MVC demonstrated the highest reliability; therefore, it is suggested as the best normalization method for young healthy people during stair up and ramp walking.