Neuromechanical Assessment ofIntact and Impaired Muscle Control
High-density EMG-informed approach
Tid: Fr 2025-05-23 kl 09.00
Plats: Kollegiesallen, Room 4301, Brinellvägen 6
Språk: Engelska
Ämnesområde: Teknisk mekanik
Respondent: Asta Kizyte , Teknisk mekanik, MoveAbility lab
Opponent: Univ.Prof.Dr.rer.nat. Catherine Dißelhorst-Klug, RWTH Aachen University
Handledare: Ruoli Wang, BioMEx, Teknisk mekanik; Elena Gutierrez-Farewik, Teknisk mekanik, BioMEx
QC 250506
Abstract
Neuromuskulära funktionsnedsättningar i dorsal-/plantarflexor i fotledenutgör stora rehabiliteringsutmaningar efter ryggmärgsskada (RMS) och stroke.Att karakterisera muskel-funktionsnedsättningar är avgörande för att följa uppåterhämtning. Tillförlitlig vridmomentestimering är väsentlig för planering avrehabiliteringsstrategier. Denna avhandling syftar till att (i) bedöma hurhögdensitets elektromyografi (HDEMG) förbättrar vridmomentestimeringgenom att integrera rumsliga och neurofysiologiska data (Studie I & II) och (ii)undersöka muskelaktivering och motorenhetsbeteende (ME) hos individer medRMS och stroke (Studie III & IV).Metodologierna kombinerar HDEMG med avancerad signalbehandling. StudieI använder maskininlärning (ML) för att estimera vridmoment från EMG,HDEMG och EMG-baserade egenskaper. Studie II använder enberäkningsmodell för motoneuronpooler, driven av kumulativt spikmönster(CST), in i ett neuromuskuloskeletalt ramverk för att generera nervsignalstyrka.Studie III använder HDEMG-dekomposition för att analysera ME-avfyrning vidRMS. Studie IV undersöker ME/EMG-EEG corticomuskulär koherens (CMC)för att upptäcka corticospinala störningar hos individer efter stroke.Resultaten från Studie I och II visar att ML-metoder estimerar vridmomenttillförlitligt under statiska förhållanden men har svårigheter vid dynamiskarörelser på grund av saknande kinematisk information. Neuromuskuloskeletalmodellering avbildar bättre motorisk och mekanisk funktion genom attintegrera ME-avfyrningsegenskaper. Studie III och IV ger insikter i förändringarpå ME-nivå vid neuromuskulära sjukdomar. Studie III identifierar EMG- ochME-förändringar relaterade till RMS. Studie IV visar attmotorneuronparameterar inte påverkar CMC-styrka och att det grundläggandebeta-bandmönstret är identifierbart i alla CMC-modaliteter.Sammanfattningsvis visar denna avhandling att HDEMG förbättrarvridmomentestimering och neuromuskulär bedömning. Genom att integrerarumsliga EMG-egenskaper och ME-analyser fördjupas förståelsen förmotorstyrning och neurofysiologi, med implicita konsekvenser förrehabilitering, hjälpmedel och modellering.