Hodnocení kvality pohybu prostřednictvím povrchové elektromyografie a kinematických dat

Jana Bahrová

Diplomová práce

Motion Quality Evaluation Based on Surface Electromyography and Kinematic Data

Anotace:

Diplomová práce se zaměřuje na hodnocení kvality pohybu ramenního kloubu pomocí kombinace povrchové elektromyografie a IMU senzorů s akcelerometry a gyroskopy pro získání kinematických dat za účelem sledování pohybu v reálném čase. Práce poskytuje anatomický popis ramenního kloubu a příslušných svalových struktur. Dále se zabývá syndromem zmrzlého ramene a analyzuje pohybové vzorce pacientů trpících tímto onemocněním. Pro zpracování naměřených dat byl vyvinut software v MATLAB verze R2023b, umožňující filtraci signálů a extrakci příznaků důležitých pro zhodnocení zdravotního stavu pacientů. K lepšímu odhadu stavu pohybu v prostoru byl využit Kalmanův filtr. Výsledky Friedmanovy ANOVA a post-hoc Wilcoxonových testů ukázaly, že správně nastavená léčba vedla ke zlepšení rozsahu pohybu v ramenním kloubu a svalové aktivity u nemocné končetiny pacientů. Závěrečná část práce prezentuje výsledky statistické analýzy, srovnání léčebných intervencí a zhodnocení rozdílů v rozsahu pohybu. Tato práce nabízí komplexní pohled na hodnocení kvality pohybu ramenního kloubu a poskytuje náhled na využití moderních technologií v rehabilitačním výzkumu a terapii.

Abstract:

The master's thesis focuses on evaluating the quality of shoulder joint movement using a combination of surface electromyography and IMU sensors with accelerometers and gyroscopes to obtain kinematic data for real-time motion tracking. The thesis provides an anatomical description of the shoulder joint and relevant muscle structures. Additionally, it addresses frozen shoulder syndrome and analyzes movement patterns in patients with this condition. A software was developed in MATLAB version R2023b to process the collected data, enabling signal filtration and feature extraction important for assessing patients' health status. Kalman filtering was utilized for better estimation of spatial movement. The results of Friedman's ANOVA and post-hoc Wilcoxon tests indicated that properly adjusted treatment led to improvements in the range of motion in the shoulder joint and muscle activity in the affected limb of patients. The final part of the thesis presents the results of statistical analysis, compares treatment interventions, and evaluates differences in movement range. This work provides a comprehensive perspective on evaluating the quality of shoulder joint movement and offers insights into the utilization of modern technologies in rehabilitation research and therapy.

Klíčová slova

Ramenní kloub, povrchová elektromyografie, analýza elektromyografických dat, analýza kinematických dat, IMU senzor, akcelerometr, gyroskop, syndrom zmrzlého ramene

Keywords

Shoulder Joint, surface electromyography, analysis of electromyographic data, analysis of kinematic data, IMU sensor, accelerometer, gyroscope, frozen shoulder syndrome

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 6. 2024
• Vedoucí: Jan Kubíček
• Oponent: Barbora Kolářová

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Biomedicínské inženýrství