Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu

Kävely on ihmiselle luonnollinen tapa liikkua ja sitä voidaan tutkia biomekaniikan menetelmin. Tietotekniikka on mahdollistanut ihmisen liikkumisen biomekaanisen mallinnuksen, jonka avulla voidaan laskennallisesti mallintaa vaikeasti mitattavia asioita, kuten esimerkiksi kävelyn aikaista lihaskohtai...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Hägg, Lari
Other Authors: Liikuntatieteellinen tiedekunta, Faculty of Sport and Health Sciences, Liikunta- ja terveystieteet, Sport and Health Sciences, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2021
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/75420
_version_ 1826225736773533696
author Hägg, Lari
author2 Liikuntatieteellinen tiedekunta Faculty of Sport and Health Sciences Liikunta- ja terveystieteet Sport and Health Sciences Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Hägg, Lari Liikuntatieteellinen tiedekunta Faculty of Sport and Health Sciences Liikunta- ja terveystieteet Sport and Health Sciences Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Hägg, Lari Liikuntatieteellinen tiedekunta Faculty of Sport and Health Sciences Liikunta- ja terveystieteet Sport and Health Sciences Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Hägg, Lari
datasource_str_mv jyx
description Kävely on ihmiselle luonnollinen tapa liikkua ja sitä voidaan tutkia biomekaniikan menetelmin. Tietotekniikka on mahdollistanut ihmisen liikkumisen biomekaanisen mallinnuksen, jonka avulla voidaan laskennallisesti mallintaa vaikeasti mitattavia asioita, kuten esimerkiksi kävelyn aikaista lihaskohtaista voimantuottoa, liikkeen synnyttämiseksi tarvittavia lihasaktiivisuuksia ja niveliin kohdistuvia kontaktivoimia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli verrata kävelyn aikana merkitsevästi säären voimantuottoon osallistuvien lihasten mitattua lihasaktivaatiota sekä simuloitua lihasaktivaatiota keskenään. Tutkimuksessa käytetty aineisto oli osa Jyväskylän yliopiston EXECP-projektissa muodostunutta aineistoa, josta tähän tutkimukseen on valittu 17 normaalisti kehittyneen lapsen ja nuoren kävelyanalyysin mittausdata. Kävelyanalyysiaineiston mittausdatan avulla koehenkilöiden kävely mallinnettiin biomekaaniseen mallinnukseen tarkoitetulla OpenSim-ohjelmalla. Mallinnuksen tuloksena saatua simuloitua lihasaktiivisuutta verrattiin kävelyanalyysin aikana ihon pinnalta mitattuun lihasaktiivisuuteen. Lihasaktiivisuuksien eroa tutkiin niin lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoituksen, kuin koko kävelysyklin aikaisen eroavaisuuden kannalta. Lisäksi simuloinnin validiteettia ja reliabiliteettia arvioitiin lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoituksen perusteella. Tutkimuksen perusteella OpenSim:n staattisen optimointityökalun avulla simuloitujen lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoitus eroaa merkitsevästi soleus (SOL, 10.92%, 100ms.) ja mediaalinen gastrocnemius (MG, 16.14%, 159ms.) lihasten osalta mitatusta lihasaktivaatiosta. Tibialis anteriorin (TA) kohdalla ajoituksen ero ei ollut merkitsevä kummankaan mittauspisteen kohdalla (distaalinen (TAd) 2.86%, 28ms. ja proksimaalinen (TAp) 0.43%, 4ms.) ja simuloinnin validiteetti oli hyvä sekä reliabiliteetti kohtalainen (ICC 0.598). Tutkimuksen perusteella kaikkien tarkastelun kohteena olleiden lihasten simuloitu lihasaktiivisuus erosi merkitsevästi kävelysyklin aikana mitatuista lihasaktiivisuuksista (SOL 71.2-, MG- 31.5- ja TAd 28.2-, TAp 35.5 prosenttiyksikköä koko kävelysyklin kestosta). Tutkimuksessa mitatun ja simuloidun lihasaktiivisuustason normalisoiminen kävelysyklin aikaiseen maksimiarvoon on saattanut muuttaa todellista lihasaktivaatioiden eroavaisuutta, joten tutkimuksen tuloksiin tulee suhtautua kriittisesti. Walking is a natural way to move for humans and it can be studied by biomechanical methods. Technology has enabled biomechanical modeling of human movement, which can be used to computationally model things that are difficult to measure. These things for example are muscle-specific force generation during walking, muscle activities that are needed to generate movement, and joint contact forces. The purpose of this study was to compare measured and simulated muscle activation from shank muscles that are significantly involved in the strength production during walking. The research material used in this study is from Jyväskylä University’s EXECP-project. Data from walking analysis of 17 normally developed children and young adolescent was selected for this study. The walking of participants was modeled with biomechanics modeling software OpenSim based on the data from walking analysis. The simulated muscle activity was compared with to muscle activity which was measured during the walking analysis. The differences in muscle activations were studied from the perspective of the time-to-peak values and the amount of difference during the entire walking cycle. Also, the validity and reliability of the simulation were evaluated based on time-to-peak values. Based on the study, the timing of the simulated muscle activation peak values produced by the OpenSim static optimization tool diffeed significantly from the measured muscle activity in soleus (SOL, 10.92%, 100ms) and medial gastrocnemius (MG, 16.14%, 159ms). For tibialis anterior (TA), the difference in timing was not significant at either measurement points (distal (Tad) 2.86%, 28ms, and proximal (Tap) 0.43%, 4ms). The validity of simulation was good whereas reliability was moderate (ICC 0.598) for TA time-to-peak values. Based on the study all simulated muscle activities differed significantly from measured muscle activities during the walking cycle (SOL 71.2, MG-31.5 and TAd 28.2, TAp 35.5 percentage points). In this study the muscle activations were normalized to walk cycles peak values, thereby there is possibility that the real difference between muscle activations have been changed. Therefore, the results of this study should be observed critically.
first_indexed 2021-05-11T20:05:17Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Cronin, Neil", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Juutinen, Taija", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "H\u00e4gg, Lari", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2021-05-11T05:27:59Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2021-05-11T05:27:59Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2021", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/75420", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "K\u00e4vely on ihmiselle luonnollinen tapa liikkua ja sit\u00e4 voidaan tutkia biomekaniikan menetelmin. Tietotekniikka on mahdollistanut ihmisen liikkumisen biomekaanisen mallinnuksen, jonka avulla voidaan laskennallisesti mallintaa vaikeasti mitattavia asioita, kuten esimerkiksi k\u00e4velyn aikaista lihaskohtaista voimantuottoa, liikkeen synnytt\u00e4miseksi tarvittavia lihasaktiivisuuksia ja niveliin kohdistuvia kontaktivoimia. T\u00e4m\u00e4n tutkimuksen tarkoituksena oli verrata k\u00e4velyn aikana merkitsev\u00e4sti s\u00e4\u00e4ren voimantuottoon osallistuvien lihasten mitattua lihasaktivaatiota sek\u00e4 simuloitua lihasaktivaatiota kesken\u00e4\u00e4n. \nTutkimuksessa k\u00e4ytetty aineisto oli osa Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopiston EXECP-projektissa muodostunutta aineistoa, josta t\u00e4h\u00e4n tutkimukseen on valittu 17 normaalisti kehittyneen lapsen ja nuoren k\u00e4velyanalyysin mittausdata. K\u00e4velyanalyysiaineiston mittausdatan avulla koehenkil\u00f6iden k\u00e4vely mallinnettiin biomekaaniseen mallinnukseen tarkoitetulla OpenSim-ohjelmalla. Mallinnuksen tuloksena saatua simuloitua lihasaktiivisuutta verrattiin k\u00e4velyanalyysin aikana ihon pinnalta mitattuun lihasaktiivisuuteen. Lihasaktiivisuuksien eroa tutkiin niin lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoituksen, kuin koko k\u00e4velysyklin aikaisen eroavaisuuden kannalta. Lis\u00e4ksi simuloinnin validiteettia ja reliabiliteettia arvioitiin lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoituksen perusteella.\nTutkimuksen perusteella OpenSim:n staattisen optimointity\u00f6kalun avulla simuloitujen lihasaktivaatiohuippuarvojen ajoitus eroaa merkitsev\u00e4sti soleus (SOL, 10.92%, 100ms.) ja mediaalinen gastrocnemius (MG, 16.14%, 159ms.) lihasten osalta mitatusta lihasaktivaatiosta. Tibialis anteriorin (TA) kohdalla ajoituksen ero ei ollut merkitsev\u00e4 kummankaan mittauspisteen kohdalla (distaalinen (TAd) 2.86%, 28ms. ja proksimaalinen (TAp) 0.43%, 4ms.) ja simuloinnin validiteetti oli hyv\u00e4 sek\u00e4 reliabiliteetti kohtalainen (ICC 0.598). Tutkimuksen perusteella kaikkien tarkastelun kohteena olleiden lihasten simuloitu lihasaktiivisuus erosi merkitsev\u00e4sti k\u00e4velysyklin aikana mitatuista lihasaktiivisuuksista (SOL 71.2-, MG- 31.5- ja TAd 28.2-, TAp 35.5 prosenttiyksikk\u00f6\u00e4 koko k\u00e4velysyklin kestosta). Tutkimuksessa mitatun ja simuloidun lihasaktiivisuustason normalisoiminen k\u00e4velysyklin aikaiseen maksimiarvoon on saattanut muuttaa todellista lihasaktivaatioiden eroavaisuutta, joten tutkimuksen tuloksiin tulee suhtautua kriittisesti.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Walking is a natural way to move for humans and it can be studied by biomechanical methods. Technology has enabled biomechanical modeling of human movement, which can be used to computationally model things that are difficult to measure. These things for example are muscle-specific force generation during walking, muscle activities that are needed to generate movement, and joint contact forces. The purpose of this study was to compare measured and simulated muscle activation from shank muscles that are significantly involved in the strength production during walking.\nThe research material used in this study is from Jyv\u00e4skyl\u00e4 University\u2019s EXECP-project. Data from walking analysis of 17 normally developed children and young adolescent was selected for this study. The walking of participants was modeled with biomechanics modeling software OpenSim based on the data from walking analysis. The simulated muscle activity was compared with to muscle activity which was measured during the walking analysis. The differences in muscle activations were studied from the perspective of the time-to-peak values and the amount of difference during the entire walking cycle. Also, the validity and reliability of the simulation were evaluated based on time-to-peak values.\nBased on the study, the timing of the simulated muscle activation peak values produced by the OpenSim static optimization tool diffeed significantly from the measured muscle activity in soleus (SOL, 10.92%, 100ms) and medial gastrocnemius (MG, 16.14%, 159ms). For tibialis anterior (TA), the difference in timing was not significant at either measurement points (distal (Tad) 2.86%, 28ms, and proximal (Tap) 0.43%, 4ms). The validity of simulation was good whereas reliability was moderate (ICC 0.598) for TA time-to-peak values. Based on the study all simulated muscle activities differed significantly from measured muscle activities during the walking cycle (SOL 71.2, MG-31.5 and TAd 28.2, TAp 35.5 percentage points).\nIn this study the muscle activations were normalized to walk cycles peak values, thereby there is possibility that the real difference between muscle activations have been changed. Therefore, the results of this study should be observed critically.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2021-05-11T05:27:59Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2021-05-11T05:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2021", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "78", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "OpenSim", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "K\u00e4velyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202105112705", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Liikuntatieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sport and Health Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Liikunta- ja terveystieteet", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Sport and Health Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Biomekaniikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Biomechanics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "5012", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "simulointi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "mallintaminen", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "k\u00e4vely", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "lihasaktiivisuus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "elektromyografia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_75420
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:54:56Z
main_date 2021-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2021
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/e5eb144e-05af-45d7-8a3b-20f398d5811a\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202105112705.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2021
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Hägg, Lari Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu OpenSim Biomekaniikka Biomechanics 5012 simulointi mallintaminen kävely lihasaktiivisuus elektromyografia
title Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_full Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_fullStr Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_full_unstemmed Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_short Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_sort kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
title_txtP Kävelyn aikaisen mitatun lihasaktiivisuuden ja simuloidun lihasaktiivisuuden vertailu
topic OpenSim Biomekaniikka Biomechanics 5012 simulointi mallintaminen kävely lihasaktiivisuus elektromyografia
topic_facet 5012 Biomechanics Biomekaniikka OpenSim elektromyografia kävely lihasaktiivisuus mallintaminen simulointi
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/75420 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202105112705
work_keys_str_mv AT hägglari kävelynaikaisenmitatunlihasaktiivisuudenjasimuloidunlihasaktiivisuudenvertailu