Mavzu: Mushaklar biomexanikasi, emg signalini qayta ishlash. Reja

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
BIOINFORMATIKA VA BIOMEXANIKA FANIDAN
3-LABORATORIYA ISHI

MAVZU: Mushaklar biomexanikasi, EMG signalini qayta ishlash.

Bajardi: Fozilov Jasur
Tekshirdi: Sobirov Muzaffar
Toshkent – 2023
Mavzu: Mushaklar biomexanikasi, EMG signalini qayta ishlash.
Reja:

1. 
   Mushaklar biomexanikasi
   
2. 
   BITalino qurilmasi
   

Mushaklar biomexanikasi
Skelet mushaklari tanamizning asosiy harakatlantiruvchisi. Ularning soni 600 dan oshadi. Biomexanik nuqtai nazardan, ularning inson tanasidagi faoliyatining asosiy ko'rsatkichlari itarish kuchi va uzunlik o'zgarishi tezligidir. Shuni ta'kidlash kerakki, mushak faqat tortishi mumkin, u itarolmaydi. Shuning uchun bo’g’inlardagi harakatlarni u yoki bu darajadagi erkinlikka nisbatan boshqarish uchun kamida ikkita antagonist mushak talab qilinadi.
1.Mushaklar juftlikda ishlaydi. Mushaklar faqat qisqarishi mumkin, shuning uchun har bir bo'g'in uchun uni bitta yo'nalishda harakatlantirish uchun bitta mushak (yoki mushak guruhi) va teskari yo'nalishda harakat qilish uchun mos keladigan mushak (yoki mushak guruhi) bo'lishi kerak.
Yurak muskuli tuzilishi va vazifasiga koʻra koʻndalangtargil hamda sillits M.dan farq qiladi. Unda boshqa muskullarda boʻlmaydigan xususiyat — maʼlum ritm va kuchga ega boʻlgan qisqarishlar avtomatizmi bor. Yurak muskuli umr boʻyi ritm bilan toʻxtamasdan ishlaydi, uning faoliyatini nerv sistemasi boshqaradi.
2. Muskullar juft mushaklari bo'shashish muvozanatida bo'lganida eng samarali tarzda qisqaradi. Mushak engashgan bo'g'in harakati oralig'ida bo'lganida eng samarali ishlaydi. Bu ikki sababga ko'ra sodir bo'ladi: Birinchidan, agar qisqargan mushak qisqarsa, u cho'zilgan qarama-qarshi mushak bo'ylab cho'ziladi. Ikkinchisi cho'zilganligi sababli, qisqaruvchi mushakni engib o'tishi kerak bo'lgan elastik qarama-qarshi kuch paydo bo'ladi. 3-rasmda mushakning kuchi mushak uzunligiga qarab o'zgarib turishi ko'rsatilgan. Ikkinchidan, agar mushak qo'shma harakatning o'rtasida qisqarmasa, u mexanik jihatdan noqulay holatda harakat qiladi.


Elektromiyografiya (EMG) - bu mushaklarning bioelektrik faolligini va asab-mushaklarning uzatilishini o'rganish usuli. EMG paytida olingan individual mushak tolalari va ularning guruhlari faoliyati to'g'risidagi ma'lumotlar ushbu mushak tolalarini innervatsiya qiladigan asabning funktsional holatini baholash va periferik asab tizimining shikastlanish darajasini aniqlashga imkon beradi. Elektromiyografik tekshiruv ikkita texnikani o'z ichiga oladi:
1. Stimulyatsion elektromiyografiya - bu teri osti elektrodlari yordamida invaziv bo'lmagan usul bo'lib, u impulsning periferik nervlar bo'ylab o'tkazuvchanligini juda past elektr toki bilan stimulyatsiyasiga javoban baholashga imkon beradi.
Kapsam - vosita nervlarining o'tkazuvchan funktsiyasini o'rganish.
Usul quyidagilar uchun ishlatiladi:
1) periferik asab kasalliklari diagnostikasi,
2) asab ziyonining og'irligi va turini baholash (aksonal yoki demiyelinlovchi tip);
3) orqa miya motor neyronlari kasalliklarini tashxislashda;
4) sezgirlik buzilishini ob'ektiv ravishda aniqlash;
5) sezgirlikning buzilishi (markaziy yoki periferik) darajasini baholash.
Diagnostikada vosita nervlarining o'tkazuvchanlik funktsiyasini o'rganish qo'llaniladigan kasalliklar: periferik nervlarning kasalliklari: mononeuropatiya va polinevropatiya
Periferik asab kasalliklari bilan differentsial diagnostika qilish uchun o'murtqa vosita motorli neyronlari (o'murtqa amiotrofiyalar, amiotrofik lateral skleroz) va miopatiyalar (progressiv mushak distrofiyalari, miopatiyalar) kasalliklarini tashxislashda.
EMGni stimulyatsiya qilish uchun kontrendikatsiyalar: maxsus kontrendikatsiyalar mavjud emas. Implantatlar, yurak stimulyatorlari, epilepsiya mavjudligi tadqiqotga qarshi ko'rsatma emas.
2. Igna elektromiografiyasi - mushaklarning tinchlanish va taranglik holatidagi elektr faolligini, ularga eng nozik elektrodni kiritish orqali o'rganish usuli.
Igna EMG diametri 1 mm dan kam bo'lgan steril igna elektrodlari yordamida amalga oshiriladi. Tadqiqot davomida elektrodni mushak ichiga yuborish paytida oddiy igna teshigiga o'xshash ozgina og'riq paydo bo'ladi. Kelajakda og'riqli hislar paydo bo'lmaydi, qoida tariqasida.
Biosignallarni tibbiyot sohasida keng foydalaniladigan turlariga elektromiografiya (EMG) misol bo’la oladi. So’ngi bir necha o’n yillar mobaynida muhandislik tamoyillari va asbob-uskunalarini ushbu mavzuga tadbiq etish zamonaviy dunyoning zamonaviy texnika va ilmiy yutuqlariga olib boradigan muhim ahamiyatga ega yo’l ekanligini isbotladi. Bugungi kunda ushbu mavzu global mavzuga aylanib bormoqda. Biosignallarni zamonaviy usullarni qo’llagan xolda insonning ish faoliyatini monitoring qilish va xulosa qiluvchi mexanik muhandislik qurilmalarini tadqiq qilish orqali bu mavzuni rivojlantirishimiz mumkin bo’ladi. Ammo shunga qaramay, biosignallarni qayta ishlash, eksperimental faoliyat o’tkazish apparat va dasturiy muhit tomonidan bir qancha qiyinchiliklarga olib kelmoqda.
Shuning uchun xam bizga biosignallarni qayta ishlash va ularni xayotga tadbiq etadigan innovatsion dasturiy va apparat komplekslarni o’rganish, shu bilan birga ular orqali ilmiy tadqiqotlar va ilmiy tajribalarni amalga oshirishga imkoniyat yaratib beradi.
BITalino qurilmasi foydalanish uchun qulay va ixcham bo’lib, uning yordamida biosignallarni o’rganish orqali tibbiyotning nevrologiya, psixologiya, kardiologiya kabi soxalarda tashhis imkoniyatlarini oshirish va masofaviy (teletibbiyot) tibbiyotni rivojlantirish vazifalarini bajarishi
mumkin bo’ladi. Tadqiq etilayotgan qurilmani asosan quyidagi uchta rakursda ko’rib chiqamiz:
Asbob-uskunalar. Umuman olganda, ushbu qurilma biosignalni qayta ishlovchi xam nisbatan arzon va biosignal xususiyatlarining barchasini o’lchash imkonini beruvchi kompakt to’plamdan iborat.
Qabul qilish. Aksariyat arzon vositalar faqatgina signalni yuqori darajada kirishini ta’minlash maqsadida ularning imkoniyatlarini sezilarli darajada cheklaydi (masalan mushak signallari – EMG faqat shu signalni qo’llab-quvvatlaydi). Ushbu qurilmaga bir qancha turdagi kiruvchi va chiquvchi signal turlarini bir joyga (kompakt) jamlash va bir vaqtning o’zida ishlov berish kabi xususiyatni amalga oshirish imkoniyati mavjud. Odatda eksperiment o’tkazish qiziqarli bo’lishi uchun bir qancha dasturiy va apparat bloklar yordamida tajribalar o’tkaziladi.
Qayta ishlash. Biosignallarning ma’lumotlarini tahlil qilish va o’rganishda, odatda, filtratsiya, to’lqin xarakteristikalarini aniqlash, xususiyatni ajratish kabi xodisalarni o’z ichiga oladi. Asosiy qurilish bloklari Matlab va Labview kabi ilmiy hisob-kitob vositalari mavjud bo’lsa-da, ammo algoritmlar va funksiyalarni biosignallarga bog’lash bilan bartaraf etish uchun tuzilgan usullar to’plamini tuzishda, xamda bu sohada ishlashni alohida (personal) ta’minlab berishga xizmat qiladi.
BITalino yuqoridagi aytib o’tilgan muommolarni bartaraf etish uchun mo’ljallangan bo’lib, biosignallarni aniqlovchi (BITalino), dasturiy ta’minot va amaliy dasturlar interfeysi (API), signallarni vizuallashtirish (OpenSignals) va multimodal biosintez ishlov berish (BioSPPy) kabi qismlardan iborat bo’ladi.