1. به نام آسمانی ترین مهربانی ها . . .

2. استخراج و بررسی سینرجی های عضلانی در حرکت رسنده ی دست
اساتید راهنما:
دکتر توحیدخواه
دکتر غریب زاده
ندا کبودوند
فروردین 1393

3. synergy
It required a synergy of human effort and grace. In that synergy,
weaker men need and get more of God’s collaborative effort. Those with strong
faith do not require too much help to reach God, and God’s contribution to this
process is accordingly decreased.
An illustration of the Palama concept of a synergy between Man and God. total distance of 10 units is covered by the
combined effort of Man and God .

4. Asynergy

5. Asynergy
تصویری از مثال سطل کهنه. آب با نرخ Q به داخل سطل می ریزد و با نرخ های qi از سوراخها بیرون می زند. در سطح خاصی از آب تعادل ایجاد شده است.

6. چند نتیجه کلی:
اشتراک گذاری یک وظیفه بین مجموعه ای از عناصر، دلیل متقاعد کننده ای برای وجود سینرجی نیست.
وجود قابلیت جبرانسازی خطا بین عناصر، می تواند نتیجه طراحی مکانیکی معین و نسبتاً ساده ای باشد. در مثال مربوط به سطل، قوانین هیدرواستاتیک و پایستگی جرم، شار آب خارج شده از هر سوراخ را سازماندهی می کنند.
اگر فقط به خروجی عناصر به قول معروف یک سینرجی نگاه کنیم این احتمال وجود دارد که گمراه شده و نتیجه بگیریم که یک کنترل کننده هوشمند وجود دارد.

8. تاریخچه سینرجی در حرکات موجودات زنده
CNS چیزی درباره ی عضلات نمی داند!
بلکه فقط حرکات را میشناسد. در بخشهای فوقانی کنترلی مغز (پریفورنتال) عضله های یکسانی در تعداد بیشماری از حرکات پیچیده، حرکات ترکیبی و حرکات ویژه تظاهر مییابند .
J. Hughlings Jackson
عصب شناس بریتانیایی، J. Hughlings Jackson در سال 1889 در صفحه 358 از کتابش نوشت:
CNS چیزی درباره ی عضله ها نمیداند، بلکه فقط حرکات را میشناسد. در بخشهای فوقانی کنترلی مغز (پریفورنتال) عضله های یکسانی در تعداد بیشماری از حرکات پیچیده، حرکات ترکیبی و حرکات ویژه تظاهر مییابند .

9. تاریخچه سینرجی در حرکات موجودات زنده
Babinski
به مطالعه فعالیت هماهنگ عضلات در افراد سالم و نیز بیمارانی با اختلالات عصبی پرداخت
هماهنگی معیوب عضلات را به آسیبی در مخچه نسبت داد و حرکات ناهماهنگ را "غیر سینرجیهای مخچه ای" نام نهاد.
عصب شناس فرانسوی، Joseph Felix Francois Babinski مفهوم سینرجیهای عضلانی را توسعه داد. بیشتر کارهای وی در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم به زبان فرانسوی منتشر شدند. وی فعالیت هماهنگ عضلات را در افراد سالم و نیز بیمارانی که اختلالات عصبی داشتند مطالعه کرد. در سال 1899، هماهنگی معیوب عضلات را به آسیبی در مخچه نسبت داد و حرکات ناهماهنگ را "غیر سینرجیهای مخچه ای" نام نهاد.

10. سینرجی & برنشتاین
پیچیدگی کنترل حرکات
بینهایت تراژکتوری ممکن برای دست
ترکیبات متعدد از حرکات مفصلی (در شانه، آرنج و مچ) برای هر تراژکتوری
ترکیبات متعدد عضلانی منجر به گشتاور مفصلی مشابه
افزونگی حرکتی این امکان را می دهد که یک عضو چند مفصلی از راههای بیشماری (ترکیبات بیشمار زوایای مفصلی) به هدف برسد.

11. یک مفصل که سه عضله جمع کننده و باز کننده از آن عبور کرده اند
یک مفصل که سه عضله جمع کننده و باز کننده از آن عبور کرده اند. بینهایت ترکیب مختلف از نیروهای عضلانی میتواند گشتاور مفصلی دلخواه را تولید کند.

13. مسأله ی افزونگی از مجموعه ای افزونه از مفاصل و عضلات استفاده می کند!
CNS برای تضمین انعطاف پذیری و پایداری در رسیدن به هدف . . .
از مجموعه ای افزونه از مفاصل و عضلات استفاده می کند!
برای اغلب پژوهشگران حوزه مطالعات حرکت، واژه سینرجی با نام برنشتاین پیوند خورده و از مسأله مشهور افزونگی حرکت، قابل تفکیک نیست .
برای قرار دادن نوک انگشت در هر نقطه ای از فضا، سه مختصات مربوط به فضای سه بعدی باید مشخص شوند.
برای این که هفت زاویه مربوط به هفت محور بدون ابهام تعیین شوند، وجود هفت محدودیت ضروری است. به بیان دیگر، برای حل سیستمی از معادلات با هفت مجهول، هفت معادله باید در سیستم حل شوند. از طرفی در مثال تماس با نوک انگشت، فقط سه معادله تأمین میشوند بنابراین تعداد نامحدودی پاسخ (راه حل) وجود خواهد داشت.

14. پیچیدگی کنترل حرکات
در اصل، انتخاب حرکت مناسب برای یک هدف، کار به شدت پیچیده ایست !
بعد بالای فضای جستجو
طبیعت غیرخطی و پویای تبدیلات بین فعالیت عضلانی و حرکت

15. مسأله اصلی برای درک نحوه کنترل حرکت در انسان
مهمترین مسأله در کنترل حرکت
درک روش به کار گرفته شده توسط سیستم کنترل بدن ، در کنترل درجه های آزادی ست .
مساله درجه های آزادی بسیار و
دردسر بعد زیاد

16. روش های پيشنهاد شده برای حل مشكل درجات آزادی:
استراتژی حذف كردن
استفاده از روش‌های بر مبنای بهينه‌سازی
کنترل پودمانی
بر مبنای این نظریه، حرکات پایه(واحدهای حرکتی)ای در سیستم کنترل حرکات وجود دارند که حرکات پیچیده با تلفیق این حرکات پایه ایجاد میشوند.
واحدها می توانند با روش خطی یا غیرخطی ترکیب شده و فهرست وسیعی از حرکات را تولید نمایند.
از میان این روش­ها، فرضیه­ی کنترل واحدمند توانایی توجیه بسیاری از ویژگی­های حرکات موجودات زنده از جمله یادگیری، تطبیق پذیری، انجام سریع حرکات و حتی انعطاف پذیری و پایداری در رسیدن به هدف حرکتی در حرکات هدف گرا، را دارد.
پایه های حرکتی کینماتیک :
زیر حرکات
پایه های حرکتی دینامیک :
میدان های نیرو
سینرجی های عضلانی

17. میدان های نیرو به عنوان پایه های حرکتی
تحریک الکتریکی نخاع کمری قورباغه، بالانس خاصی از فعالیت عضلانی را تحمیل میکند.
پاسخهای مکانیکی عضلات فعال شده با اتصال عضو به مبدلهای نیرو، اندازه گیری شد.
جهت و بزرگی نیروی contracting، در نقاط مختلف فضای کاری عضو، اندازه گیری شد.
انقباضات حاصله، عضو را به یک نقطه تعادل در فضا، سوق می دهند.
در دو دهه اخیر یافته­هایی مبنی بر وجود پایه­های حرکتی در نخاع مهره­دارانی نظیر قورباغه، گربه و موش صحرایی منتشر شده ­است [2]، [33] و [39]. این یافته­ها حاکی از وجود تعداد محدودی واحد مجزا در نواحی بین نورونی نخاع مهره­داران می­باشد. نحوه انجام آزمایش­ها، تحریک شیمیایی و تحریک جلدی اندام پشتی [1] بوده است که وجود یک سری پایه حرکتی را نشان داده ­است. پایه­های حرکتی واحدهای عملکردی مجزا در نخاع می­باشند که پاسخ حرکتی خاصی را به وسیله انتخاب یک الگوی خاص از تحریک عضله­ها تولید می­نماید.
آزمایش بیزی، برای یافتن پایه های نخاعی در قورباغه بدین صورت بود که ابتدا پای قورباغه قطع نخاع شده را در محل خاصی از صفحه ثابت نگاه می داشت. سپس نیروسنجی را به آن متصل نموده و به وسیله تحریک الکتریکی میکرونی، مکانهای خاصی را در نخاع تحریک و علاوه بر ثبت بردار نیروی ناشی از تحریک، سیگنال EMG عضله­های تحریک شده را نیز ثبت می کرد. ادامه کار ثبت بردار نیرو و EMG، با ثابت نگاه داشتن پای قورباغه در نقاط مختلف صفحه ولی همان تحریک الکتریکی ثابت در همان مکان خاص نخاع بود.
Bizzi et al. 2002

18. جمع برداری و ظهور پایه های حرکتی
میدانهای نیرو از قاعده جمع برداری پیروی می کنند.
این میدانهای نیرو که در نخاع ذخیره شده اند می توانند بوسیله superposition ، ترکیب شده و حرکات بسیار زیادی را تولید کنند.
سپس میدان نیروی اندازه گیری شده در نقاط متفاوت صفحه کاری ناشی از تحریک مکانی خاص در نخاع را بدست آورده و به وسیله درونیابی برای نقاط بیشتری رسم نمود . لکه سیاه نشانگر نقطه تعادل این میدان نیرو است
دیده می شود که هر یک از این میدان های نیرو به یک نقطه جاذب همگرا می شوند که برای هر یک از پایه­های حرکتی ثابت است.
نکته دیگر بدست آمده از این آزمایشات این است که میدان های نیروی به دست آمده برای پایه­های مختلف، اصل جمع پذیری خطی را برآورده می سازند. یعنی با تحریک همزمان دو پایه متفاوت با ضریبی خاص، میدان نیروی حاصل بسیار شبیه به جمع برداری این دو میدان نیرو خواهد بود.

19. سینرجی های عضلانی به عنوان پایه های حرکتی
تعدادی عضله به گونه ای به یکدیگر پیوند خورده اند که یک سیگنال حرکتی مرکزی تمامی آن ها را با یکدیگر و به نسبت فعال می سازد.
تغییر هدف تغییر سیگنال حرکتی مرکزی
بنابراین کنترل یک حرکت در شرایط مختلف، فقط با انتخاب تعداد کمی پارامتر، انجام می شود.
multiple muscles are bound together such that a central control signal activates all the muscles jointly and proportionally in the synergy. When task demands vary, the control signal to the synergy changes leading to parallel alterations in all muscles bound together in the synergy

20. شمای كلی پيشنهاد شده توسط چونگ در سال 2007 کنترل حرکت با استفاده از سینرجی های عضلانی
پروفايل فعاليت ماهيچه‌ای از تركيب اين سينرجی‌ها (شيفت زمانی و ميزان فعاليت) ايجاد می ‌شود

21. دو مدل برای سینرجی های عضلانی
فعالیت عضلانی
تجزیه
سنکرون
(ثابت با زمان)
آسنکرون
(متغیر با زمان)

22. سینرجی های متغیر با زمان
سینرجی های ثابت با زمان
سینرجی های متغیر با زمان

23. مطالعات زیادی انجام شده است که منجر به کشف جنبه های متنوعی از سینرجیهای حرکتی شده اند.

24. نقش پسخورد در سینرجیهای عضلانی
قطع آوران
حذف تعامل (نبود اصلاحات هوشمند)
تجربه های قبلی حیوان (مدل درونی از حرکت)
میزان فعالیت و تأخیر سینرجیها

25. نقش پسخورد در سینرجیهای عضلانی
اعمال اغتشاش در طول حرکت
سینرجیهای عضلانی ساختارهایی هستند که نسبت به شرایط دینامیکی متفاوت مقاومند.
الگوهای جبرانی مشاهده شده میتوانند می توانند توسط مدولاسیون (تغییر پروفایل فعالیت زمانی) الگوی فعالیت سینرجی هایی که معمولاً برای تولید حرکت استفاده می شوند، تولید شده باشند.

26. مرور پژوهش‌های انجام شده
مرور پژوهش‌های انجام شده

27. مرور پژوهش‌های انجام شده
مرور پژوهش‌های انجام شده
Chicago
Carol Courtney
Central somatosensory changes and altered muscle synergies in subjects with anterior cruciate ligament deficiency." Gait & posture, 2005

28. انواع سینرجی های عضلانی
فعالیت عضلانی
تجزیه
سنکرون
(ثابت با زمان)
آسنکرون
(متغیر با زمان)

29. سینرجی های متغیر با زمان
سینرجی های ثابت با زمان
سینرجی های متغیر با زمان

31. داده های مورد بررسی
در کلیه­ی آزمایش­ها، سوژه دستگیره­ای با وزن 150 گرم را در دست گرفته است. بدون شک در همه­­ی حرکات انجام شده، بخشی از فعالیت عضلانی مربوط به گرفتن دستگیره در دست بوده است. با این حال، فرض می­کنیم که سیگنال الکترومایوگرام ثبت شده تنهااختصاص به حرکت دست رسانی در جهت مربوطه دارد.
سپس از آن­جایی که تعداد نمونه­ها برای ثبت­های مختلف، متفاوت بود (تعداد نمونه­های داده با حداکثر و حداقل نمونه­ها، اختلافی برابر 269 نمونه داشتند)، بر اساس راهنمایی دکتر دئاولا، از روی اطلاعات مربوط به نشانگر روی دستگیره، برای هر آزمایش، تراژکتوری و پروفایل سرعت را رسم کرده و بیشینه­ی سرعت پیدا شد. لحظاتی که در آن 10% بیشینه­ی سرعت رخ داده بود به ترتیب به عنوان زمان شروع و پایان حرکت گرفته ­شدند و از آن ها برای هم طول کردن EMG­ها استفاده شد. بدین ترتیب در بازه­ی زمانی500 میلی­ثانیه قبل شروع حرکت تا 1000 میلی­ثانیه پس از شروع حرکت، نمونه­های ثبت­های مختلف را همتراز کرده و در نتیجه داده­های مربوط به ثبت­های مختلف، متناظر و هم طول شدند. البته داده­های حرکتی نیز طول برابری نداشتند. پس ابتدا آن­ها نیز با روشی مشابه آن­چه برای EMGها، انجام شد، هم طول شدند. علاوه بر آن فرکانس نمونه برداری داده های حرکتی و EMG متفاوت بود. البته داده­های حرکتی و EMG با هم سنکرون بودند. بنابراین هر نمونه در داده حرکتی متناظر با نمونه ی ضربدر در داده EMG متناظر بود پس با این روش داده های متناظر بدست آمدند و برای این که 500 تا نمونه EMG قبل زمان شروع حرکت و 1000 نمونه بعد از شروع حرکت را نگه داریم تقریباً 62 نمونه قبل از زمان شروع حرکت و 125 نمونه پس از شروع حرکت را در داده­های حرکتی نگه داشتیم.

32. خطای بازسازی بسیار بالا (R2=71%)
نبود توجیه فیزیولوژیکی برای سینرجی های استخراج شده
نبود رابطه معنادار بین عضلات هر سینرجی

33. عملکرد عضلات عضلات عملکرد عضله خم کننده ی ساعد در آرنج 5و4و3و2و1
Biceps brachii, s 2
Biceps brachii, L 3
Brachialis 4
Pronator teres 5
Brachioradialis 6
Triceps brachii, Lateral 7
Triceps brachii, L 8
Triceps brachii,M 9
Deltoid,A 10
Deltoid,M 11
Deltoid,P 12
Pectoralis Major,clavicular 13
Trapezius, S 14
Trapezius, M 15
Latissimus Dorsi 16
Teres Major 17
InfraSpinatus
عملکرد عضلات
عملکرد
عضله
خم کننده ی ساعد در آرنج
5و4و3و2و1
باز کننده ی ساعد در آرنج
8و7و6
خم کننده ی بازو در شانه
12و9و1
باز کننده ی بازو در شانه
16و15و11و7
به داخل برگرداننده ی بازو در شانه
16و15و12و9
به خارج برگرداننده ی بازو در شانه
17و11
نزدیک کننده ی بازو به بدن در شانه
16و15و14و12
دور کننده ی بازو از بدن در شانه 10
سوپیناتور
2و1
پروناتور 4
برافراشتن اسکاپولا و چرخش رو به بالای آن 13
نکته این­که در تمامی حرکت­ها، به دلیل افزایش سفتی ناشی از محکم گرفتن دستگیره در آزمایش­ها، هم انقباضی بین عضله­های باز کننده و خم­کننده­ی آرنج به چشم می­خورد.

34. Semi-NMF مدل
Flandersدر سال 1992 نشان داد که می توان مؤلفه­ای از سیگنال EMG را که مربوط به نگه داشتن دست در وضعیت ثابت است (“تونیک”) از بخش مربوط به حرکت (“فازیک”) جدا کرد.
مؤلفه­ی تونیک مسئول حفظ یک موقعیت پایدار برای دست در برابر جاذبه­ی زمین است. مؤلفه­ی فازیک هم مربوط به شتاب دست می­باشد
روش تفریق : مؤلفه­ی تونیک را قبل و بعد از حرکت، با یک فعالیت عضلانی ثابت مدل نمودیم. در طول حرکت نیز مؤلفه­ی مورد نظر را با یک شیبخطی که دو سطح فعالیت ثابت را به هم وصل می­کرد، مدل نمودیم. به منظور تخمین فعالیت هر عضله در موقعیت­های آغازین و پایانی، سیگنال­های EMG تجمیع شده را از زمان آماده شدن برای حرکت تا 200 میلی ثانیه پیش از شروع حرکت، و نیز در بازه­ی 200 میلی ثانیه بعد از اتمام حرکت تا آخر، متوسط گیری نموده و به ترتیب "سطح تونیک آغازین" و "سطح تونیک نهایی" نام نهادیم. در گام بعدی، مؤلفه­ی تونیک تخمین زده شده را از سیگنال EMG کم کردیم. این رویه را برای تک تک عضله­ها در تک تک آزمایش­ها برای هر هشت حرکت انجام دادیم.

35. تغییرات R-squared reconstruction goodness
where SSE is the sum of the squared residuals, and SST is the sum of the squared residual from the mean activation vector (m ), i.e., the total variation multiplied by the total number of samples.
یکی دیگر از روش­های رایج استفاده از معیار R2 است. این معیار برای سنجش خوبی fitness مدل، استفاده می­شود. در شکل زیر تغییرات R2 به صورت تابعی از تعداد سینرجی­ها، رسم شده است. همانطور که می­بینیم به ازای تعداد 6 سینرجی، کاهش قابل توجهی در شیب منحنی ایجاد شده

36. سینرجی های مشترک A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 سینرجی تکلیف Dot=zarbe bordari2 3 4 5 6 7 8
Dot=zarbe bordari
dot(A,B) returns the scalar product of the vectors A and B
cross(A,B) returns the cross product of the vectors A and B
بعد از اینکه 6 سینرجی را در هر حرکت استخراج نمودیم، کسینوس زاویه اصلی بین هر سینرجی را با تک تک سینرجی­های سایر حرکات محاسبه نموده (با استفاده از تابع dot در Matlab) و سینرجی­هایی که حاصلضرب داخلی(یا همان زاویه بینشان) بیش از 95% بود ، به عنوان سینرجی­های مشترک گزارش نمودیم.

37. سینرجی های مشترک عضلات A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Biceps brachii, s 2
Biceps brachii, L 3
Brachialis 4
Pronator teres 5
Brachioradialis 6
Triceps brachii, Lateral 7
Triceps brachii, L 8
Triceps brachii,M 9
Deltoid,A 10
Deltoid,M 11
Deltoid,P 12
Pectoralis Major,clavicular 13
Trapezius, S 14
Trapezius, M 15
Latissimus Dorsi 16
Teres Major 17
InfraSpinatus
سینرجی های مشترک A B
همانطور که پیش­تر اشاره شد، فعالیت منفی در سینرجی­ها متناظر با کاهش فعالیت وضعی عضلات مربوطه در حرکت مورد مطالعه می­باشد. به طور خلاصه هر شش سینرجی­ای که استخراج نمودیم شامل گروهی از عضلات بودند که با نسبت مشخصی نسبت به همدیگر، در حرکت مربوطه، فعال یا غیر فعال می­شدند. C

38. سینرجی های اختصاصی در حرکت هشتم
عضلات 1
Biceps brachii, s 2
Biceps brachii, L 3
Brachialis 4
Pronator teres 5
Brachioradialis 6
Triceps brachii, Lateral 7
Triceps brachii, L 8
Triceps brachii,M 9
Deltoid,A 10
Deltoid,M 11
Deltoid,P 12
Pectoralis Major,clavicular 13
Trapezius, S 14
Trapezius, M 15
Latissimus Dorsi 16
Teres Major 17
InfraSpinatus
سینرجی های اختصاصی در حرکت هشتم
خم کننده ی آرنج
خم کننده ی شانه
دور کننده ی شانه از بدن
سوپیناتور آرنج
در حرکت آخر، عضلات خم کننده­ی آرنج (هر دو سر biceps brachii، brachialis و pronator teres) و شانه (هر دو سر biceps brachii)، عضله­ی دور کننده­ی شانه از بدن(بخش میانی deltoid)، عضله­ای که شانه را رو به خارج می­گرداند(بخش عقبی deltoid) و عضلاتی که ساعد را رو به خارج (بالا) می­گردانند(هر دو سر biceps brachii) فعالیت قابل توجهی داشتند. همچنین سر میانی triceps brachii (که ساعد را در آرنج باز می­کند) برای هم انقباضی با عضلات خم کننده­ی ساعد در آرنج، فعالیت چشمگیری داشت.‌
8 فعالیت چشمگیری در عضله­ی مربوط به بالا بردن کتف(upper trapezius) وجود داشت

39. جمع بندی مرحله اول صحت سنجی و توجیه فیزیولیژیکی
استخراج سینرجی ها به صورت یکتا
خطای بازسازی ناچیز
استخراج و بررسی سینرجی های سنکرون وابسته/غیروابسته به جهت
پیشنهاد استفاده از مدل semi-NMF برای بررسی حرکت های رسنده ی دست در صفحات عمودی (حل مشکل ناشی از حذف مؤلفه ی تونیک از سیگنال EMG)
اطلاعاتی راجب سازماندهی عضلات ؟ !!!!!

40. فصل دوم
استخراج سینرجی ها بر اساس رفتار سیگنال های الکترومایوگرام در فضای فاز
سیگنال های الکترومایوگرام مربوط به سیستمی غیر خطی با بعد بالا می باشند.

41. بازگشت
در صورتی که بازگشت، از مشخصه های اساسی یک سیستم دینامیکی نباشد، قطعاً در زندگی انسان استفاده از تجربه ها جایگاهی نخواهد داشت.
هنری پوانکاره در سال 1890 :
بازگشت یکی از مشخصه های اساسی سیستم های پایستار
هفتاد سال بعد، إکمن و همکاران :
معرفی گراف بازرخداد (روشی برای تجسم خاصیت بازگشت در سیستم های دینامیکی)
پوانکاره: سیستمهای دینامیکی برای دفعات متعدد و بیشمار به نزدیکترین فاصله از شرایط اولیه خود باز می گردند.

42. گراف بازرخداد عضله اول در آزمایش اول
بعد جاسازی=6
تاخیر=5
آستانه = 0.1=10% fixed neighbors amount
آیا در تبدیل تراژکتوری از فضایی با بعدهای بیش از 2، به یک فضای دو بعدی، تمام اطلاعات حفظ می شود ؟!!!
گاهی تمام نقاط تراژکتوری در دسترس نیست!
گاهی حجم بالای دادگان تراژکتوری مانع از استفاده بهینه و مناسب از این اطلاعات می شود!
بنابراین روشهایی مانند قطع پوانکاره در صورت استفاده ماهرانه و هنرمندانه، نقاطی از تراژکتوری با غنی ترین اطلاعات را انتخاب میکند که با
بررسی این نقاط میتوان تا حدود زیادی از دینامیک سیستم اطلاعات مفیدی کسب نمود و در واقع با نوعی ساده سازی میتوان از اطلاعات
تراژکتوری به نحو احسن استفاده نمود. روش RP نیز نوعی ساده سازی و کاهش بعد تراژکتوری است. در این نگاشت نیز سعی بر آن شده
که اطلاعاتی درباره نحوه حرکت تراژکتوری و نحوه همسایگی حالات در فضای فاز را در خود نگه دارد(راحت تر قابل کمی سازی هستند)(یک
دید بصری از تراژکتوری و وضعیت آن در فضای فاز در اختیار قرار میدهد).

51. آنالیز کمی سازی بازگشت ها (RQA)
ساختارهای موجود در منحنی های بازگشتی
تک نقطه ها
خطوط قطری
خطوط افقی و عمودی
کمی سازی ساختارهای موجود
آنالیز کمی سازی بازگشت ها (RQA)
علاوه بر اطلاعات دیداری که از بررسی ساختارهای موجود در RP بدست می آید با استفاده از شاخصهایی که از RP بر اساس الگوهای مقیاس کوچک استخراج میشود، اقدام به کمی سازی این اطلاعات و رفتار تراژکتوری در فضای فاز شده است. این شاخصها بر اساس خطوط قطری و خطوط عمودی موجود در RP استخراج شده و بیان کننده تغییرات سیستم دینامیکی دو معیاری از پیچیدگی آن هستند.

52. شاخص های انتخاب شده برای استخراج سینرجی ها با سعی و خطا
شاخص های انتخاب شده برای استخراج سینرجی ها با سعی و خطا
قطعیت
متوسط طول خطوط قطری
طول بلندترین خط قطری
لامیناریتی
زمان به دام افتادن
زمان بازگشت نوع دوم
از 13 تا
با این هدف که خوشه بندی بر اساس ویژگی های انتخابی، توجیه فیزیولوژیکی داشته باشد

53. عملکرد عضلات عضلات عملکرد خم کننده ی ساعد در آرنج 5و4و3و2و1
Biceps brachii, s 2
Biceps brachii, L 3
Brachialis 4
Pronator teres 5
Brachioradialis 6
Triceps brachii, Lateral 7
Triceps brachii, L 8
Triceps brachii,M 9
Deltoid,A 10
Deltoid,M 11
Deltoid,P 12
Pectoralis Major,clavicular 13
Trapezius, S 14
Trapezius, M 15
Latissimus Dorsi 16
Teres Major 17
InfraSpinatus
عملکرد عضلات
عملکرد
عضله
خم کننده ی ساعد در آرنج
5و4و3و2و1
باز کننده ی ساعد در آرنج
8و7و6
خم کننده ی بازو در شانه
12و9و1
باز کننده ی بازو در شانه
16و15و11و7
به داخل برگرداننده ی بازو در شانه
16و15و12و9
به خارج برگرداننده ی بازو در شانه
17و11
نزدیک کننده ی بازو به بدن در شانه
16و15و14و12
دور کننده ی بازو از بدن در شانه 10
سوپیناتور
2و1
پروناتور 4
برافراشتن اسکاپولا و چرخش رو به بالای آن 13

54. عدم دستیابی به اطلاعات کمی (نسبت فعالیت عضلات هر سینرجی)
اهداف مرحله دوم
صحت سنجی و توجیه فیزیولیژیکی
تکرارپذیری
استخراج و بررسی سینرجی های وابسته/غیروابسته به جهت
بررسی 17 عضله در حرکت رسنده دست بر روی صفحه عمودی
استفاده از روش های غیر خطی
دستیابی به رابطه معنادار بین عضلات عضو هر سینرجی (اطلاعات سازماندهی)
محدودیت این روش:
عدم دستیابی به اطلاعات کمی (نسبت فعالیت عضلات هر سینرجی)

55. فصل سوم
بررسی تأثیر مقید کردن حرکت رسنده دست و اثبات کارایی آن در توانبخشی

56. In this study, the surface EMG signals were recorded from 16 muscles during simple upward reaching both with and without double spatial constraints.

57. ‌آنالیز کمی سازی بازگشت ها در پنجرهای کوچک
‌آنالیز کمی سازی بازگشت ها در پنجرهای کوچک

58. آنالیز کمی سازی بازگشت ها در پنجرهای کوچک
آنالیز کمی سازی بازگشت ها در پنجرهای کوچک
حضور قید کاهش میانگین شاخص ها
کاهش پیچیدگی سیگنالهای EMG
کاهش درجات آزادی
det

59. نرخ بازسازی (معیار: مربع R)

60. سینرجیهای مشترک سینرجی اختصاصی
Shared muscle synergies (W1 and W2) and specific muscle synergy for simple upward reaching movement (W3) are shown. In each diagram, The horizontal axis shows the number of muscles and the vertical axis shows normalized muscle activations in different synergies.
سینرجی اختصاصی

61. مقید کردن حرکت
کاهش تعداد سینرجی ها
یادگیری راحت تر

62. جمع‌بندی و پیشنهادها

63. جمع بندی توجیه و صحت سنجی فیزیولیژیکی
تکرارپذیری استخراج سینرجی ها و خطای بازسازی ناچیز
استخراج و بررسی سینرجی های سنکرون وابسته/غیروابسته به جهت
استخراج و بررسی سینرجی های سنکرون در حرک دست رسانی روی صفحه ی عمود (معرفی مدل semi-NMF)
استفاده از روش های خطی و رسیدن به اطلاعاتی راجب سازماندهی عضلات در سینرجی ها
بررسی تأثیر مقید کردن حرکت رسنده دست و اثبات کارایی آن در توانبخشی

64. پیشنهادها مدلسازی دقیق تر مؤلفه تونیک و کاهش خطای بازسازی
استخراج سینرجی های متغیر با زمان:
پنجره گذاری سری های زمانی و بررسی گراف بازرخداد متقابل عضلات هر سینرجی
مزیت مهم این روش این است که میتوان از آن در پردازش سیگنالهای با طول کم نیز استفاده نمود.

69. نمایش مفهوم نزدیکترین همسایگی

70. تعیین این آستانه بخاطر آن است که سیستمهای دینامیکی آشوبناک دارای یک دینامیک مکرر ولی غیرتکراری هستند، به همین خاطر سیستم آشوبناک هیچگاه دقیقاً به حالت اولیه خود بازنمی گردد بلکه به نزدیکی های آن رجوع میکند.
ماتریس بازرخداد:
این ماتریس، وضعیت سیستم را در لحظه iام و jام با هم مقایسه میکند، در صورتی که تراژکتوری در لحظه jام به حالت لحظه iام رجوع کرده باشد، این درایه ماتریس برابر با 1 و در غیر اینصورت برابر با صفر است. بنابراین این ماتریس به ما خواهد گفت که در چه زمانهایی حالتهای مشابه برای سیستم دینامیکی زیربنایی سری زمانی، رخ خواهد داد.

75. sine

76. White noise

77. Loreens system