MIO-A

Predlagani projekt naslavlja razvoj sistema za robustno in natančno ocenjevanje vzorcev vzbujanja skeletnih mišic med njihovimi dinamičnimi skrčitvami. Projektne dejavnosti bodo organizirane v naslednjih petih delovnih sklopih.

Glavni cilj tega delovnega sklopa je zasnovati in implementirati napredne računalniške algoritme za odstranjevanje vplivov akcijskih potencialov motoričnih enot iz posnetih površinskih signalov EMG. S tem bomo neposredno ocenili vzorce vzbujanja mišic med njihovim dinamičnim krčenjem. Ta cilj dopolnjujejo naslednji delni cilji:

• - Načrtovanje in implementacija računalniških algoritmov za paketno analizo prožilnih vzorcev motoričnih enot iz površinskih signalov EMG, posnetih med dinamičnimi gibanji mišic v zdravih preiskovancih in v bolnikih z različnimi patologijami (vključno z, vendar ne omejeno na bolnike po možganski kapi).
• - Načrtovanje in implementacija računalniških algoritmov za sprotno odstranjevanje akcijskih potencialov motoričnih enot iz posnetih površinskih signalov EMG in s tem neposredno ocenjevanje vzorcev vzbujanja skeletnih mišic med njihovim dinamičnim krčenjem.
• - Potrditev učinkovitosti in natančnosti algoritmov za sprotno odstranjevanje negativnih vplivov akcijskih potencialov na obsežnih množicah sintetičnih in eksperimentalnih površinskih signalov EMG.
• - Zasnova in izdelava prototipa naprednega vmesnika mišice-stroj, ki bo omogočal nemoteče in stroškovno učinkovito snemanje površinskih signalov EMG ter enostavno in hitro nameščanje merilnih elektrod.

Ta delovni sklop temelji na rezultatih DS1 in je usmerjen v ponovno presojo vzorcev sinergijskih mišičnih soaktivacij med različnimi dinamičnimi gibi in haptično nadzorovanimi nalogami zgornjih okončin. Glavni poudarek je na sistematični analizi razlik med "fantomskimi" mišičnimi soaktivacijami, ki nastopijo kot posledica omejenega števila mehanskih prostostnih stopenj pri izbranem gibu in dejansko funkcionalno sklopljenostjo vzbujanj skeletnih mišic s strani centralnega živčnega sistema. Delni cilji tega delovnega sklopa so:

• - Oceniti ponovljivost mišičnih vzbujanj med robotsko nadzorovanimi gibi zgornjih okončin.
• - Dekomponirati vzorce mišičnih soaktivacij v mišične sinergije in preučiti dolgoročno stabilnost in robustnost ocenjenih mišičnih sinergij. Ta aktivnost vključuje študije vpliva mišične utrujenosti in variacij gibanja na ocenjene vzorce mišičnih vzbujanj.
• - Medsebojna primerjava osnovnih vzorcev mišičnih vzbujanj, ki so ocenjeni s pomočjo v projektu razvite metodologije s tistimi, ki so ocenjeni s pomočjo do sedaj uveljavljene metodologije, ki izhaja iz dekompozicije energijskih ovojnic signalov EMG.

Namen tega delovnega sklopa je pojasnitev strategij nadzora mišic v paretičnih okončinah in njihovih odstopanj od prototipnih vzorcev vzbujanja zdravih mišic.
Delni cilji so:

• - Študija prožilnih vzorcev motoričnih enot v paretičnih okončinah in njihova primerjava s prožilnimi vzorci v zdravih mišicah.
• - Zasnova in implementacija učinkovitega postopka za sprotno odkrivanje in razpoznavanja anomalij v vzbujanju skeletnih mišic.
• - Zagotoviti hitro in natančno povratno informacijo o zaznanih anomalijah mišičnega vzbujanja pri posameznem hemiparetičnem pacientu.

Ta delovni sklop se izvaja sočasno z delovnim sklopom DS3 in temelji na rezultatih prvih dveh delovnih sklopov (DS1 in DS2). Namenjen je ocenjevanju učinka različnih motenj v obliki vizualne in haptične povratne informacije na formiranje in stabilizacijo vzorcev mišičnega vzbujanja med dinamičnim gibanjem in rehabilitacijo. Delni cilji so:

• - Integracija komponent v skupno platformo za enostavno spremljanje mišičnih vzbujanj. Platformo bodo sestavljali strojna oprema za zajem signalov EMG, osebni računalnik in programska oprema za avtomatsko obdelavo in kontrolo kakovosti posnetih površinskih signalov EMG.
• - Integracija omenjene platforme z robotom UHD.
• - Ocena vpliva različnih vizualnih in haptičnimi načinov povratne informacije na identifikacijo in formacijo vzorcev mišičnih vzbujanj med gibanjem zgornjega uda.

Cilji tega delovnega sklopa so definicija pravic intelektualne lastnine, sporazumov med projektnimi partnerji ter priprava načrtov za znanstveno in komercialno izkoriščanje rezultatov. Slednje bo vključevalo strategije izkoriščanja, specifikacijo ciljnih skupin uporabnikov in opredelitev merljivih kazalnikov strateškega vpliva projekta v smislu izboljšav v rehabilitaciji ter ustvarjanja novih tržnih priložnosti.
Delni cilji so:

• - Raziskati možnosti za komercialno eksploatacijo rezultatov projekta.
• - Oceniti družbeno-ekonomskih vpliv predlaganih konceptov v rehabilitaciji po možganski kapi.
• - Zaščititi intelektualno lastnino in rezultate projekta.
• - Diseminacija znanstvenih rezultatov.