Messung und Analyse myoelektrischer Signale - Communications ...

4. Signalanalyse
4.5. Normierung der Messwerte
Die hier vorgestellten Methoden der Erfassung und Signalanalyse beinhalten ein inhärentes
Problem. Sie basieren letztendlich auf der Amplitude und der spektralen Leistungsdichte
des Signals. Diese Parameter können jedoch nicht als absoluter Maßstab herangezogen
werden.
Die Impedanz zwischen Muskelfasern und Elektrode variiert und ist zudem unbekannt.
Dies gilt sowohl bei Messungen am selben Muskel einer Person (wenn die Elektroden
nicht bei jeder Messung exakt gleich positioniert sind), als auch bei Messungen an verschiedenen
Personen. Selbst Messungen an identischen Positionen des selben Muskels
der gleichen Person können aufgrund der Gewebeeigenschaften von Tag zu Tag dieser
Variation unterliegen. Die aus der variierenden Impedanz resultierenden und somit ebenfalls
variierenden Amplituden sind folglich in hohem Maß von den gegebenen Mess- und
Ableitbedingungen anhängig. In klinischen Studien, in denen eine Vielzahl verschiedener
Muskeln verschiedener Personen miteinander verglichen werden sollen, ist eine Lösung
dieser Problematik daher zwingend notwendig.
In solch klinischen Fällen normiert man die Messergebnisse in geeigneter Weise. Die
Amplitude bezieht sich dabei auf einen Referenzwert, der in direktem Zusammenhang
mit einem physiologisch relevanten Parameter, wie beispielsweise Kraft oder Spannung
des Muskels, steht. In der Fachliteratur [12, 13] wird als Referenzwert oftmals der Messwert
einer maximal möglichen Kontraktion herangezogen. Auf diese Weise wird der
Einfluss der Mess- und Ableitbedingungen eliminiert. Die Messwertskalierung der Y-
Achse in Spannungswerten wird dabei in Prozentwerte des gewählten Referenzwertes
umskaliert.
MVC 13 -Normierung bezeichnet dieses Konzept in der Fachliteratur. Dieses Konzept
gewährleistet die in klinischen Studien geforderte Vergleichbarkeit der Messresultate
ausreichend [12, 13]. Vor der eigentlichen Messung wird der Muskel gegen einen statischen
Widerstand maximal angespannt, um den Referenzwert zu erhalten. Ein solches
Vorgehen erfordert einen konzentrierten und differenzierten Bewegungsablauf des betrachteten
Muskels und ist in der Durchführung entsprechend aufwändig. Ein gewisses
Maß an Übung wird bei der Testperson vorausgesetzt. Aus diesen Gründen kann die Prozedur
nur von Testpersonen mit gesunder und gut funktionierender Muskulatur unter
klinischen Bedingungen durchgeführt werden. Da die vorliegende Arbeit keine klinischen
Vergleichsuntersuchungen enthält, wird auf die Normierung der Messwerte in Kapitel
6 verzichtet. Detaillierte Erläuterungen des hier vorgestellten Normalisierungskonzepts
sind in [12, 13] beschrieben.
13 engl. Maximum Voluntary Contraction MVC
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