‌بررسي و تحليل حركات ورزشي در حيطه مهندسي براي انجام صحيح اين حركات وارد شده  و ابزارهايي جهت اين امر مورد استفاده قرار گرفته است. الكترومايوگرام  )EMG(به عنوان يك روش براي به دست آوردن اطلاعات فعاليت ماهيچه هاي درگير در حركات ورزشي است. در اين مقاله به بررسي سه حركت ورزشي (الف) ركاب زني (ب) تمرين كششي و (ج) مچ اندازي، با استفاده از پردازش داده هاي  EMGمي‌پردازيم. بررسي مهندسي اين حركات مي تواند به جلوگيري از آسيب ديدگي، تقويت عضلات، توان بخشي و بهينه سازي حركات كمك كند كه حداكثر توان ماهيچه براي تحليل‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

 ‌با توجه به پيشرفت روز افزون علم و سعي بر برقراري رابطه تنگاتنگ مابين علم و طبيعت، ورزش نـيــز از ايــن اصـل مستثنـي نبـوده اسـت، به طوريكه مهندسي ورزش براي برقراري اين رابطه تعريف شده و وظيفه آن تحليل و بررسي دقيق تمام وسايل و حركات درگير در ورزش اسـت. امـا بـراي نـيل به اين هدف از ابزار هاي مـتـفـاوتـي كـمـك گـرفته است كه يكي از آن ها سيگنال  EMG ‌است. الكترومايوگرافي سطحي  (EMG ) روشي براي به دست آوري اطلاعات براي فعاليت ماهيچه اي است.  سطح دامنه  EMG ‌مـطـلـق بـه فـاكتورهاي مربوط  ماهيچه بستگي دارد كه به صورت گسترده پذيرفته شده است . در نتيجه يك روند نرمال سازي دامنه   EMGبراي موارد ذيل لازم است:
 1-انجام مقايسات بين و درون فردي سطح  فعال سازي درماهيچه هاي كاري،
 2-تسهيل مقايسه بين دو ماهيچه متفاوت، يا ماهيچه هاي طرف راست و چپ يك فرد،
 3-فراهم آوري امكان مقايسات بين زواياي مـتـفـاوت مـفـصـل، بـا نـام مـوقـعيت هاي خاص متفاوت در سراسر دامنه حركت يك مفصل،
 4-مقايسه نتايج با داده هاي مشابه از ديگر تحقيقات.

بررسي حركات ورزشيتمرين ركاب زني براي حداكثر سازي تقويت  عضله جهت نرمال سازي  EMGدر دوچــرخــه سـواري روشـي بـراي استخـراج يـك الگـوي منـاسـب بـراي نـرمـال سـازي  EMGبراي بيماران باليني است.

خلاصه عملكرديـك انـقـبـاض داوطـلـبـانـه ايـزومـتـريـك حـداكـثـر  (IMVC) عـمـدتا براي نرمال سازي  EMGاستفاده مي شود. روندي كه در ادبيات علمي درجهت مقايسه فعاليت ماهيچه اي درميان ماهيچه هاي متفاوت و اشخاص مختلف توصيف مي شود . به هرحال ، استفاده از  IMVCمحدوديت هاي خاصي دارد. بنابراين هدف مطالعه حاضر  پيشنهاد روشي جديد براي نرمال سازي دامنه  EMGدردوچرخه سواري و ارزيابي اعتبار آن است. 23 دوچرخه سوار 10 آزمون  پروتكل تقويت حداكثر عضله   )MIP(را روي يك سرعت سنج دو چرخه اي انجام دادند سپس  4 آزمون زير بيشينه اي ديگر، درحالي كه فعاليت  EMGاز 4ماهيچه  4عضو پايين تنه ثبت شد. درطول 10 آزمون بازده انرژي ( 19/2) CV= و فعاليت   EMG ( CVبـيـن 46/4 و 70/8 ) كـامـلا يـكـنـواخـت و پـايـدار بـودنـد. بـه عـلاوه ،حداكثر ارزش‌هاي آن ها ظرف چهارمين آزمون حاصل شد. در پروتكل زيربيشينه فعاليت EMG افزايشي را به عنوان عملكرد شدت ورزش بروز داد. 
  MIPمستلزم  انقباض ديناميك ماهيچه هاي دخيل درفعاليت ركاب زني است و جلسه نرمال سازي تحت همين شرايط بيومكانيكي همانند شرايط بيومكانيكي تست ذيل انجام مي شود، بنابراين كاملا مختص دوچرخه سواري است.
 MIPداراي اعتبار منطقي خوب  و قابليت توليدمثل فردي  است. 3 آزمون براي هدف نرمال سازي  EMGدر دوچرخه سواري كافي هستند.

پروتكل تمريندوچرخه سواران يك تمرين گرم كردن 10 دقيقه اي را در آهنگ توصيه شده  80 دور در دقيقه انجام دادند و سپس  MIPدرحالت تقويت عضله دستگاه سرعت سنج ، دريك فــراوانــي ركــاب زنــي ثــابــت مـعــادل 80 دور در دقـيـقــه انــدازه گـيـري شـد و در آخـر دوچـرخـه‌سـواران 10 دقيقـه استراحت كردند با  ركاب زدن با W50 ‌با ضرب آهنگ انتخاب شده به صورت آزاد براي SMP استفاده شد.

 ‌ثبت  EMG و موقعيت محورياميل لنگ زاويه اياز 4 ماهيچه پاي راست  درطول  EMGثبت شد ماهيچه هاي انتخاب شده عبارت بودند از ماهيچه هاي پهن جانبي (VL)، ماهيچه دوسرران  (BF)، ماهيچه قدامي درشت ني  (TA)و ماهيچه ساق پا  (GL) والكترودهاي 2 قطبي  AG/AGCLروي برآمدگي ماهيچه بخش هاي انتخاب شده در فاصله بين الكترودي 20 ميليمتري  قرارداده شدند.

نتايجپروتكل جديد پيشنهادي براي هدف نرمال سازي EMG در دوچرخه سواري شامل 3 حداكثر دو سرعت ركاب زني تقويت عضله حداكثر 6 ثانيه اي است، اعتبار منطقي بسيار خوبي دارد و درخلال قابليت بازتوليد فردي است، به علاوه اين تست همچنين بسيـار مختـص اقـدامـات همـراه بـا دوچـرخـه سـواري اسـت. آهنـگ انتخابي پروتكل نرمال‌سازي بايد همانند تمرين هاي زير حداكثر باشد.

محتواي فراواني  EMGعضله چهارسر ران به دنبال  تمرينات كششي ايزومتريك كمريهدف از اين آزمايش مقايسه محتواي فراواني نهايي الكتروميوگرافيك (SEMG) يا برق نگاري عضله پس از تمرينات خسته كننده پارا اسپينال كمري است.

خلاصه عملكرد 50نفر تمرين هاي كششي خسته كننده كمري را انجام دادند كه داراي شاخص تغييراتي به سوي پايين در فراواني ميانه  است كه از روي سيگنال  SEMGپارا اسپينال كمـري محـاسبـه شـده اسـت .قبـل و پـس از هـرتمـرين نيروي گشتاوري كششي زانو حداكثر، ايزومتريك و نسبت فعال سازي مركزي عضله چهارسرران   )QI(با استفاده از روش شروع ناگهاني شديد ثبت كرديم در حالي كه   SEMGماهيچه هاي پهن جانبي را ثبـت مـي كـرديـم.  كـل محتـواي فركانس سيگنال   SEMGرا محدوده طيف فركانس   SEMGعضله چهارسرران محاسبه كرديم.  FEMG  كلي عضلات چهارسرران از خط پايه به دنبال دسته تمرينات اول و دوم كاهش يافت.هيچ تغييرقابل ملاحظه اي در فركانس  SEMGميانه ارقام خط پايه و پس از تمرين مشاهده نشد. تغيير در  FEMG كلي با تغييردر  QIبه دنبال دسته تمرينات اول  (003/0% ,P=41)R=-و دوم( 2   % , P=32/0)R=- ‌تعيين همبستگي شد. 

ثبت EMGهمه اشخاص يك جلسه جمع آوري داده ها را در شرايط آزمايشگاهي كامل كردند. پـوسـت فـرد بـراي قـراردادن الكتـرود  emg سطحي آماده سازي شد و يك جفت از الكترودهاي داراي قطر كوچكmm (35 )خود چسبنده  AGCLروي پاي راست در قسمـت مـاهيچـه هـاي پهن جانبي قرار داده شد و روي قسمت راست بخش پاييني كمربرروي بافت ماهيچه اي پارا اسپينال كمري قرار داده شد و يك الكترود  EMGزميني روي بخش قدامي ميانه درشت ني قرارداده شد.

پروتكل
انـدازه گـيـري هـاي خـط پايه: افراد طوري نشسته بودند كه زانوها و لگن آن ها تقريبا تا 90 درجه در طول همه  SEMGكشش زانو و اندازه گـيـري نـيـروي گشت آوري خم شده باشد. ما  SEMGرا روي ماهيچه هاي پهن جانبي در طول انقباض كشش زانوي ايزومتريك قبل و درست پـــس از 2 دســتـــه از تــمـــريــنـــات پـــارا اســپــيـنــال خـسـتـه‌كـننده كمري ثبت كرديم. براي تحويل داده هـا مـا فـركـانـس مـتـوسـط مـيـانـه و محتواي   FEMG كــل را از 3 انـقـبــاض حــداكـثــر، كـشـش ايزومتريك زانو محاسبه كرديم. 

تمرينات خسته كننده: پروتكل خسته كننده  شـامـل كشش مستمر ايزومتريك زانو همراه با خـم كـردن زانـو تا 90 درجه تا زماني بودند كه نيروي حداكثر تا آستانه از پيش تعيين شده اي كـاهـش يافت. درمطالعه اخير ما شاهد كاهش درتــــولــيــــد نــيــــروي  MVICاز مــــاهــيــچــــه هـــاي منبسط‌كننده زانو بوديم هرچند، شاهد تغييردر فــركــانــس مـيــانــه مــاهـيـچــه هــاي پـهــن جــانـبـي اندازه‌گيري شده درطول تست  MVICنبوديم.

نتيجه گيري FEMG كـل عـضـلات چـهارسرران به دنبال تمرينات كششي خسته كننده كمري، در غيبت تغييرقابل ملاحظه در فركانس متوسط عضلات چهارسرران، كاهش يافت.

ارزيابي  EMGماهيچه هاي اندام فوقاني درگير در ورزش مچ اندازي، شبيه سازي شده در طول حالات ديناميك و استاتيك  هـــــدف ايـــــن تـــســـــت ارزيـــــابـــــي فــعــــالــيــــت الــكــتــرومــايــوگــرافــي عـضـلــه بــزرگ سـيـنــه اي (PM) بـراكـي بـايـسـپـس (BB) پـرونـاتـور بايسپس (PB) و اولـنار فلكسور كارپي  (FCU) ‌درگير در مچ‌اندازي است.

خلاصه عملكردده داوطـلـب آمـوزش داده شـده بـراي انـجام حركات مچ اندازي انتخاب شدند، در طي تست ديناميك  با بارگذاري انتخابي  حداكثر 40 تا 80 درصد  )MVL(و در ابتداي حركت استاتيك  ، در مـيـانـه و انـتـهـا ، داده هـاي الـكـتـرومـايـوگرافي و بارگذاري ها براي آناليز نرماليزه شدند. در تست ديـنــامـيــك بــا نـيــرو 40 درصــد  MVL، فـعــالـيـت الكتريكي عضله  PTاز  (01/0 FCU )p <و    (05/0 BB  )p <بزرگتر بود و در 80 درصد  MVL، عضله هاي  PMو PTبيشترين فعاليت را داشته اند. در تست استاتيك، فعاليت الكتريكي براي عضله  PMاز ابتدا تا انتها افزايش مي يابد (05/0 )p <، در حالي كه براي عضلات  BBو   PTكاهش مي يابد  .(05/0 and p < 001/0 )p <تغييرات قابل توجهي براي نيرو ها مشاهده نشد و هيچ رابطه‌‌اي بين فعاليت همزمان الكتريكي ديده نشد.

پروتكلاز افراد خواسته شد كه در جهت عدم خستگي روز قبل را   استراحت كنند. جمع آوري اطلاعات در 3 مرحله انجام شد:
1-مـاكـزيمـم فشار براي شناخت مقدار  MVL به كار برده شد.كه 5 دقيقه اعمال و استراحت داشت كه 5 بار اعمال شد،در تست ديناميك براي نرمال كردن 40% تا %80 MVL ‌اعمال شد.
2-بعد از يك هفته،تست ديناميك به صورت ايزوتونيك انجام شد و انرژي همانند بالا اعمال شد و هر دوره 30 ثانيه و استراحت 3 دقيقه اي وجود داشت و 4 بار مورد اعمال قرار گرفت (زاويه بين بازو و ساعد 90 درجه)  و سپس فشار با 60 ضربه بر دقيقه اعمال شد.
3-بعد از 48 ساعت استراحت تست مربوط به استاتيك و بارگذاري انجام شد و فشار ماكزيمم در سه نقطه ابتدايي، مياني و انتهايي اعمال شد(زاويه 90، 45 و 15.) اين تست در حالت فلكشن بازو (40 درجه) و ساعد (100 درجه) اعمال شد كه هر دفعه 30 ثانيه متداوم اعمال شده و 3 دقيقه استراحت كه 4 بار اعمال شد.
در طي سه مرحله از داوطلبان خواسته شد كه تنه و پاهاي خود را در حالت طبيعي قرار دهند.

ثبت EMGالكترودهاي سطحي فعال تفاضلي از دو صفحه موازي نقره در ابعاد 2*10 است. مقاومت دروني 10 گيگا اهم و  CMRRبزرگتر ازdb 90  ‌است و بهره آن 20 است. دستگاه داراي دو ليد كمكي در جهت اتصال سلول وزن و الكتروگونيامتر است؛ زمين به تمامي كانال ها متصل است؛ رزولوشن 12 بيت؛ فيلتر ميان گذر Hz500-20  ‌براي كانال  EMG؛ دامنه ورودي mV 10  ‌؛ محافظ ورودي  V40  ‌؛ تقويت قابل تنظيم و گين  بين100 تا 4960 را ارائه مي دهد.
مي‌توان نتيجه گرفت كه عضلات  PMو  FCUبه طور پيچيده در شبيه سازي مچ اندازي شركت مي كنند درحاليكه عضلات  BBو  PTبه نظر مي آيد كه عملكرد ثانويه دارند. فعاليت الكتريكي نشان داده است كه به ميزان بار و موقعيت تنه بالايي وابسته است ، نه به ميزان نيرو توليد شده در طي حركت.

نتيجه گيري نهاييدر كل مي توان نتيجه گرفت كه با استفاده از ابزار  EMG  ‌مي توان اطلاعات مورد نياز براي تحليل نحوه عملكرد ماهيچه هاي درگير در هر حركت ورزشي به نرمال كردن آن پرداخت تا بتوانيم در تمام افراد اعم از ورزشكار ، سالم و ناتوان و معلول را در محدوده عـمـلـكــردي اعـضـاي آن هـا بـه يـك بهينـه سـازي حـركتـي و تقـويـت عضـلات دسـت يـافـت.اطـلاعات به دست آمده مي تواند به مربيان و پزشكان فيزيوتراپ  در تربيت ورزشكاران حرفه اي يا تسريع در پروسه بازتواني بيماران كمك كند.  

اطلاع رسانياز كليه دانشجويان همكار در دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات تهران كه در انجام اين پروژه  ما را صميمانه همراهي و ياري كردند تشكر  مي كنيم

منابع[1]Electromyographic evaluation of upper limb muscles involved in armwrestling sport simulation during dynamic and static conditions; Daniela Cristina de Oliveira Silva a, Zenon Silva b, Gilmar da Cunha Sousa
[2] Ara?jo RC, Amadio AC. An?lise biomecânica da ativaç?o das porç?es superficiais do
m?sculo quadr?ceps femoral durante contraç?es excêntrica e concêntrica.
Revista Brasileira de Fisioterapia 1996;1:13-20.
[3]Basmajian JV, De Luca CJ. Upper Limb. In: Muscles alive: their function revealed by
electromyography. 5th ed. Baltimore: Williams & Wilkins; 1985. p. 265-89.
Chapter 12.
[4]Blackwell J, Knudson D. Effect of type 3 (oversize) tennis ball on serve performance
and upper extremity muscle activity. Sports Biomech 2002;1:187-92.
[5]منابع درس توان بخشي دكتر يثربي