Abstract
The purpose of this study is to develop a mathematical model for system identification in order to predIct muscle force based on eledromyographic signal. Therefore, a finding of the relalionship between characteristics of electromyographic signal and the corre spondng muscle force should be necessiiry through dynamic, joint model. To develop the dynamic joint model, the upper limb mcludmg the wrist and elbow joint has been considered. The kinematic and dynamic data, such as joint angular displacement, velocity, deceleration along with the moment of inertla, required to establish the dynamic model has been obtained by electrical flexible goniometer which has two degree-of-frcedoms. ln this model, muscle force can be predicted only electromyographs through the relationship between the integrated lorce and the mtegrated electromyographic signal over the duration of muscle contraclion in this study.
본 논문에서는 근전도의 신호만으로 동적 운동시 근육에 발생하는 근력 예측을 위한 수학적 모델의 개발에 목표를 두고 있다. 이를 위하여 인체의 관절 운동중에 발생하는 근력과 근전도의 상관관계를 규명하는 것이 필요하기 때문에 동역학적 관절모델로서 수근관절을 포함한 주관절이 고려되었으며, 기구학 및 동역학 해석을 위하여 2개의 자유도를 갖는 Flexible Goniometer 로 관절의 각변위, 각속도, 가가속도등의 데이터를 실시간 측정하였다. 근전도 측정을 위해서는 비교적 신호가 뚜렷한 이두박근이 선정되었으며, 운동시 발생하는 이두박근의 근전도 신호는 표면전극을 이용한 다태널 Noraxon EMG 장치로 측정하였다. 결과로서, 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례하는 상관관계로 표현됨을 알 수 있었으며, 동적인 운동시 발생하는 근수축을 동심 수축 구간( Concentric Contraction Period)과 편심 수축 구간(Eccentric Contraction Period)으로 양분하여 분석하였을 때도 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례함을 알 수 있었다. 이 상관관계식을 이용하여 근전도 신호 측정을 통하여 관절에 작용하는 근육의 근력 예측이 가능함을 알 수 있었으며, 각기 다른 신체 부위의 관절에도 적용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.
