Hallo Microcontroller-Gemeinde, ich wurde aus dem Roboternetz.de Forum hier auf dieses Forum mit meiner Anfrage verwiesen. Vorab möchte ich kurz klarstellen, dass ich nicht vom Fach bin, also nicht so viel mit Elektronik zu tun habe. Aus diesem Grund bin ich mir auch nicht sicher, ob meine Frage schon gepostet ist, habe danach gesucht, konnte aber nichts für mich gewinnen. Meine Frage bezieht sich auf das Gebiet Health Care, in welchem heutzutage verstärkt Elektronik angewandt wird. Bevor ich ganz konkrete Fragen stelle, möchte ich mein Ziel erklären. Ich suche nach einer Möglichkeit Muskelaktivitäten für den Menschen nachvollziehbar zu machen. Um genau zu sein, geht es um die Oberschenkelmuskulatur, die dazu dient durch Anspannung, die Kniegelenksbewegung zu kontrollieren. In der sportmedizinischen Literatur wird die neuromuskuläre Kontrolle als ein wesentlicher Faktor gesehen, welcher vor Kniegelenksverletzungen schützen kann. Diese Einsicht resultiert aus einer Studie die gemacht wurde. Durch ein erhöhtes Aktivierungsverhältnis zwischen oberere und unterer Oberschenkelmuskulatur soll es zu den dort geschilderten Verletzungen kommen. Wie ich aus der Studie schließen konnte, wurden diese Messergebnisse ebenfalls mittels des EMG ( mit Oberflächenelektroden) erzielt. Die Datenaufbereitung fand mittels verschiedener Filter und Verstärkungen statt, auf die ich mich jetzt nicht beziehen kann, weil mir die nötigen Kenntnisse fehlen. Mein Ansatz ist, dieses Verfahren des EMG-Monitoring transportabel zu machen, so wie es bei heutigen Biofeedback-Geräten der Fall ist. Das Problem, das sich jetzt für mich stellt ist, die Muskelüberlagerungen in der betroffenen Muskulatur, und die somit zahlreich vorhandenen Artefakte im Ausgangssignal. Ich habe schon verstanden, dass es nicht so einfach ist, mittels Oberflächenelektroden ein genaues Signal zu bekommen. Vielleicht gibt es neue Erkenntnisse oder Algorithmen oder sonstiges, die diese Störsignale herausfiltern können, und die derzeit über das Internet nicht auffindbar sind. Vielleicht gibt es auch ein anderes Feedback-System um eine Muskelaktivität anzuzeigen. Mir würde ebenfalls helfen, wenn jemand mit Zuversicht sagen könnte, dass diese Systeme in näherer Zukunft so ausgereift und modifiziert sind, dass die erforderlichen Werte sicher angezeigt werden können. Was heißt jetzt "erforderliche Werte"; Nun das kann ich selber nicht so genau sagen. Bin ebenfalls kein Mediziner oder Biomechaniker. Dieses Feld unterliegt, so nehme ich an, noch weiterer Forschungsnot. Hilfreich wäre es, wenn man die überlagernden Muskelstränge gegeneinander mittels Algorithmen ausrechnen könnte. Vielleicht mit einer höheren Anzahl an Elektroden. Wie gesagt, eine zuversichtliche, theoretische Realisierbarkeit in naher Zukunft würde mir schon helfen. Grundlegende Informationen zu EMG und Biofeedback habe ich hier aufgeführt. Ebenfalls einen Link zu einem Biofeedback-Gerätehersteller. Wie glaubhaft und nützlich könnten diese Geräte für meinen Anwendungsfall sein? http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/emg1.htm http://www.biometricsltd.com/semg.htm?gclid=CKq15oq4h6QCFceOzAod3XJsIg Lieben Gruß und ein Dankeschön vorab, Christoph
Das wird ein schwieriges Unterfangen, da wie Du schon angeführt hast die Unterscheidung der einzelnen Muskelgruppen das Problem sein wird. Mir ist auch kein Gerät bekannt das dies leisten kann. Da wird man ein eigenes Gerät entwickeln müssen. Vorstellbar wäre ein Mapping des gesamten Oberschenkels mit vielen Elektroden. Anhand eines daraus erstelltem Plots könnte man vielleicht die Muskelgruppen unterscheiden und auch auswerten. Aber das ist nur ein theoretischer Ansatz. Viel Erfolg.
Christoph schrieb: > Ich suche nach einer Möglichkeit Muskelaktivitäten für den Menschen > nachvollziehbar zu machen. Hallo Christoph, was du suchst, ist Knowhow über Muskelaktionspotentiale und ihre Messung/Auswertung. Knowhow soll heissen, nicht irgendeine Formel, sondern jahrzehntelange Erfahrung. Die findest du bei der Fa. Otto Bock, dem weltführenden Prothesenhersteller, denn die fertigen seit Jahrzehnten Prothesen mit Steuerung durch solche Potentiale. Ob sie dir helfen können und wollen, musst du halt fragen, eine direkte Konkurrenz bist du ja nicht. Beispiel: eine elektrische Hand wird von den Potentialen im (am) Oberarmstumpf gesteuert. Das gibt es seit mindestens 30 Jahren. Vielleicht kann man dir dort auch ein Universitätsinstitut nennen, das sich damit befasst. Gruss Reinhard
@Reinhard > Die findest du bei der Fa. Otto Bock, > dem weltführenden Prothesenhersteller, denn die fertigen seit > Jahrzehnten Prothesen mit Steuerung durch solche Potentiale. Soweit ich richtig informiert bin, funktioniert diese Art von äußerst spezifischer Prothesen-Steuerung aber mittels implantierter Elektroden (an den jeweiligen synapt. Endungen per Mikro-Chirurgie). Ich denke nicht, dass derart spezifische Steuerungen mit Oberflächen-Elektroden möglich sind - oder ist man heute so weit, Reinhard? Aber Christoph, Du vermischt hier auch zwei Dinge: Wenn Du von 'oberer' und 'unterer' Oberschenkelmuskulatur sprichst, geht es eher um das zeitliche Muster der Reizleitung (was sich sicher durch entsprechende Elektrodenanzahl erfassen lässt). Die Filterung besteht im Wesentlichen auf eine Konzentration auf den Bereich von 100-500 Hz; dadurch werden schon eine Reihe von Artefakten ausgefiltert. Die reale Oberschenkelmuskulatur würde ich (aus meiner Erinnerung aus 'Anatomie-Klausur' und aus eigener Vorstellung) aber nicht nach 'oberer' und 'unterer' Oberschenkelmuskulatur gliedern, sondern eher nach oberflächlichlich gelegenen und tiefen Muskeln. Letztere dürften durch eine Ableitung per Oberflächen-Elektroden schwer zu differenzieren sein. Möchte ein Neurologe solche Muskelgruppen untersuchen, so piekst er Dich (mit seinen EMG-Elektroden), was nicht sehr angenehm ist... (Wenn er die Reizleitung testen möchte, jagt er zusätzlich einen Impuls durch - was noch unangenehmer ist.)
Vielen Dank für die Rückmeldung. Sicherlich habe ich mich mit der Nomenklatur "obere" und "untere" Oberschenkelmuskulatur falsch ausgedrückt. Was ich genau mit "obere" meine, ist die Oberseite des Oberschenkels also anatomisch der quadriceps femoris und die weiteren lateralen Muskeln. Analog dazu meinte ich mit "untere" die ischiocrulale Muskulatur (biceps femoris und weitere) Vielen Dank für den Tipp mit Otto Bock, daran habe ich auch schon gedacht. Das wäre so der letzte Strohhalm, an den ich mich klammern würde, da die Firma, falls sie in diesem Bereich Fortschritte erzielt hat, dieses Wissen sicherlich für sich behält, es sei denn man geht eine Kooperation oder ähnliches ein. @Ronny Schmiedel >Vorstellbar wäre ein Mapping des >gesamten Oberschenkels mit vielen Elektroden. Anhand eines daraus >erstelltem Plots könnte man vielleicht die Muskelgruppen unterscheiden >und auch auswerten. Aber das ist nur ein theoretischer Ansatz. In meinen Vorstellungen habe ich diesen Ansatz gehabt..ich wusste halt nur nicht, ob das überhaupt machbar wäre. Werde wohl das Netzwerk noch weiter stricken müssen, Ärzte etc. hinzuziehen. Falls noch jemand weitere Einfälle hat, bitte posten. Vielen Dank, Christoph
Nils schrieb: > @Reinhard > Soweit ich richtig informiert bin, funktioniert diese Art von äußerst > spezifischer Prothesen-Steuerung aber mittels implantierter Elektroden > (an den jeweiligen synapt. Endungen per Mikro-Chirurgie). Ich denke > nicht, dass derart spezifische Steuerungen mit Oberflächen-Elektroden > möglich sind - oder ist man heute so weit, Reinhard? Hallo, Verzeihung wenn ich lache, solche Oberflächen-Elektroden (mit Verstärker, Filter usw.) wurden schon etwa 1975 oder 1980 gefertigt. Die waren etwa markstückgross, wurden von einem Spezialisten an den geeignetsten Stellen positioniert (waren aber mit einer Art Strumpf abnehmbar), und dazu gehörte auch ein entsprechender Lernprozess, weil man nicht sofort damit umgehen kann - was Prothesen wohl allgemein an sich haben. Damals zumindest konnte man mit der Hand greifen, aber soweit ich mich erinnern kann nicht einzelne Finger steuern. Es mag sein, dass mit implantierten Elektroden mehr möglich ist. Dann ist vielleicht die Entwicklung andersrum verlaufen als du vermutet hast. Gruss Reinhard
So nachdem in diesem Forum mehr Feedback kommt, als im anderen, möcht ich mich an dieser Stelle an der Diskussion beteiligen. Im anderen Thread gings ja nur um die Frage: "Wie kann man Muskelaktivität messen?". Aber hier sind wir ja schon etwas weiter. Nun wenn das Gerät tragbar werden sollte, dann wirds wohl auf Elektroden hinauslaufen, da mir kein anderes Verfahren bekannt ist, das eine Mobilität in dem Maße erlauben würde. Im anderen Thread wurde auch gesagt, das ein invasives EMG eher unerwünscht ist. Der TE besitzt weder gute Kenntnisse in der Elektorinik -> kein Techniker Der TE ist auch kein Mediziner. Im anderen Thread war was von Produktdesigner?! die Rede. Da ist jetzt natürlich die Frage ob es hier nur um eine Konzeptstudie geht oder ob hier wirklich ein Prototyp realisiert werden sollte. Wenn ein Prototyp realisiert werden sollte, dann möcht ich gleich klar stellen, dass es sich hier um ein medizinisch/diagnostisches Gerät handelt und damit um ein Medizingerät und das unterliegt daher erhöhten Anforderungen. Wenn es wirklich nur Batteriebetrieben wird fällt es unter die Schutzklasse "Batteriegeräte". Wird das Gerät zusätzlich noch beim Laden ans Netz gehängt, muss sichergeställt werden, das das Gerät nicht in Betrieb genommen werden kann, sonst muss auch Schutzklasse 1 und/oder 2 erfüllt werden. Wenn das Gerät auch von nichtmedizinsichem Personen bedient werden soll, dann sieht der Gesetzgeber vor, das das Gerät so konstruiert ist, das ein 10 jähriges Kind diese Gerät bedienen kann (Laie = 10 jähriges Kind). Man sieht also, dass das Thema nicht ganz trivial ist. So gesehen würd ich gern wissen wo der TE hin will um die Diskussion weiterführen zu können. MfG
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