تخمین نیروهای عضلات کمر تحت فعالیتهای فیزیکی مختلف با استفاده از یک مدل ترکیبی بهینه سازی و الکترومایوگرافی از ستون فقرات

با توجه به افزایش میزان کمردرد در جوامع مختلف و مشکلات استفاده از روشهای اندازه گیری مستقیم برای اندازه گیری نیرو عضلات و نیروی وارد بر مهره ها، استفاده از مدلهای بیومکانیکی به عنوان یک روش اندازه گیری نیروهای وارده بر ستون فقرات در موقعیت های مختلف کاربرد فراوانی دارد. بدین منظور از یک مدل اسکلتی عضلانی آناتومیکی شامل6 مفصل سه درجه آزادی و 76 فسیکل عضلانی استفاده شده است. بعلت ازدیاد تعداد مجهولات (نیروی عضلات) از تعداد معادلات تعادل، مسئله نامعین میباشد که جهت حل آن در این پژوهش از روشهای ترکیبی بهینه سازی-الکترومایوگرافی برای تخمین نیروی عضلات استفاده شده است و با ارائه ی یکسری ضرایب تصحیح در نیروهای حاصله از روش الکترومایوگرافی سبب ارضای معادلات تعادل در سطوح مفصلی با روش بهینه سازی میگردند. طبق نتایج حاصله در تمامی مدلها برای یک فعالیت فیزیکی خاص، بعلت استفاده از الگوریتم های مختلف جهت یافتن نیروها، ضرایب تصحیح متفاوتی برای هر عضله در روش های ترکیبی مختلف بدست می آید. نیروی عضلات و میزان پایداری تخمینی توسط روشهای مختلف ترکیبی متفاوت بوده ولی نیروهای مفصلی فشاری و برشی در مدلهای ترکیبی به یکدیگر نزدیک میباشد. جهت صحت سنجی نتایج مدل با داده های فشار دیسک L4-L5 در یک مدل آزمایشگاهی، هر دوفشار را در محدوده 1,8-0,3 گزارش کرده اند.

کلیدواژه ها:

الکترومایوگرافی ، بهینه سازی ، روشهای ترکیبی ، فشار درون دیسکی ، نیروی عضلات کمری