Characteristics of surface electromyography during strength training of 12 weeks.

재활학과/석사[한글] 본 연구는 DeLorm의 방법을 이용한 12주 근력강화 훈련기간 동안 등척성 및 등장성 운동에서 수집한 표면근전도 신호를 연속중첩FFT로 얻은 중앙주파수 관련 변수와 적분EMG로 분석하였을 때, 이들과 근력과의 연관성을 분석함으로써 근력강화 훈련의 효과를 유의하게 표현할 수 있을지를 검정해 보고자 하였다. 이를 위해 건강한 남자 5명을 대상으로 12주 훈련기간 동안 3주 간격으로 등척성 및 등장성 수축시 팔굽관절 굽힘근(위팔두갈래근)과 무릎관절 폄근(넙다리곧은근)에서 최대근력, 표면근전도 신호, 근육둘레를 측정하였다. 또한 MVC의 80%와 10RM에서 실시된 각각의 운동 동안 적분EMG와 중앙주파수의 회귀직선 변수인 초기중앙주파수, 피로지수, 회귀직선 기울기를 구하였다. 그 결과 12주 근력강화 훈련 동안 MVC, 1RM, 적분EMG, 초기중앙주파수는 선형으로 증가하였으며, 피로지수와 회귀직선 기울기는 6주까지 일시적으로 증가하다가 감소하였다. 본 결과에서 전반 6주까지는 속근섬유의 동원력의 증가로 초기중앙주파수가 증가하고, 후반 6주는 속근섬유 동원의 지속적인 증가와 비대발생으로 인하여 근피로 저항력이 강해졌음을 추측할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 적분EMG 및 중앙주파수 분석기법은 12주 근력강화 훈련 중 등장성 및 등척성 평가 모두에서 훈련 효과를 표현할 수 있었으며, 이는 근육의 전기생리적 변화 및 조직학적 변화를 추정하는데 사용될 수 있을 것이다. [영문] This study tested whether repeated measurement of median frequency (MDF)-related variables could express the muscle power changes during a 12-week DeLorme strengthening program, by using consecutive overlapping FFT (fast Fourier transformation) and integrated EMG (IEMG) from surface EMG data for isometric and isotonic exercise. To evaluate the effect of training, the following were recorded every 3 weeks for the elbow flexors and knee extensors of 5 healthy male volunteers: MVC, 1RM, limb circumference, and surface EMG during isometric MVC or isotonic contraction at 10RM load. From the EMG data, IEMG and variables from a regression analysis between MDF and time were obtained.MVC, 1RM, IEMG, and initial MDF increased linearly over the training period. The fatigue index and slope of the regression line increased temporarily until the 6th week and decreased thereafter. From these results, there appeared to be enhanced neural recruitment of fast twitch fibers in the first 6 weeks and continued enhancement in the recruitment and hypertrophy of fast twitch fibers, which led to increased fatigue resistance, over the last 6 weeks.Accordingly, the MDF and IEMG analysis technique could demonstrate the effect of the program detected significant changes in both isometric and isotonic contractions. EMG analysis methods can be used to estimate the electrophysiological and histological changes in skeletal muscles during a strengthening program.ope

Cortical reorganization and functional motor recovery induced by EMG-triggered electrical stimulatino in post-stroke paretic hand

재활학과/박사[한글]본 연구의 목적은 손기능이 저하된 만성 뇌졸중 환자에게 실시한 근전도 유발 전기자극 치료(electromyography-triggered electrical stimulation: EMG-stim)가 손의 기능적 운동 회복과 그와 관련된 뇌재조직화에 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다.이를 위해 14명의 뇌졸중 환자를 무작위로 EMG-stim군과 대조군에 각각 7명씩 배정하였다. EMG-stim군은 하루에 30분씩 2회, 주 5일, 10주 동안 손가락 폄근(extensor digitorum communis)에 EMG-stim 치료를 실시하였다. 대조군은 어떠한 치료도 받지 않았다. EMG-stim의 치료 효과를 알아보기 위하여 종속변수는 손의 운동 기능과 뇌 활성의 변화로 분류하였다. 손의 운동 기능 검사로 1) Box-block 검사, 2) Fugl-Meyer 평가, 3) 손가락손허리 관절(metacarpophalangeal joint: MCP joint) 추적 검사 동안의 정확 지수와 최대 폄 각도, 4) 손가락 폄근의 등척성 수축 동안 개시 및 종료 지연과 최대 장력 측정하였다. 뇌활성의 변화는 기능적 자기 공명 영상(functional magnetic resonance image: fMRI)을 통하여 얻는 기능적 뇌영상의 편측 지수(laterality index)를 구하였다. fMRI는 1.5T 자기 공명 스캐너(1.5T magnetic resonance scanner)를 사용하여 전두엽과 두정엽으로부터 수집하였다. 관심영역(region of interests: ROIs)은 1차 감각운동 피질(primary sensorimotor cortex: SMC), 전운동 피질(premotor cortex: PMC), 보조 운동 영역(supplementary motor area: SMA)으로 정하고, 편측 지수(laterality index: LI)를 구하였다.EMG-stim 치료 후, EMG-stim군은 운동기능 중 Fugl-Meyer 평가를 제외한 모든 종속변수에서 대조군 보다 유의하게 개선되었다(p<0.05). 반면, LI는 SMC만이 대조군 보다 유의하게 증가하였다(p<0.05). 기능적 회복과 뇌재조직화의 상관성을 알아보기 위한 운동기능과 LI의 상관분석 결과 Box/block 검사, 최대 폄 각도, 추적 정확 지수, EMG와 장력의 종료 지연만이 유의한 상관관계가 있었다(p<0.05).본 연구는 EMG-stim 치료가 동측 또는 양측 활성에서 반대측 SMC 활성으로의 뇌 재조직화를 유도할 수 있으며, 이러한 뇌 재조직화는 만성 뇌졸중 환자의 손 기능 회복에 기여한 것으로 판단된다. [영문]Cortical reorganization and functional motor recovery were studied in subjects with chronic stroke paretic hand using functional magnetic resonance image (fMRI) before and after intensive treatment with an electromyography-triggered, neuromuscular stimulation (EMG-stim). Subjects were assigned randomly to either the EMG-stim group (n=7) or control group (n=7). The EMG-stim group received 2 sessions (30min/session) per day, five days per week over 10 weeks (100 sessions in total) on the extensor digitorum communis. The control group did not receive any treatment. The dependent variables consisted of the variables for hand function and for cortical activation. The hand function was measured by 1) the box and block test, 2) Fugl-Meyer assessment (FMA), 3) accuracy index and peak extension during metacarpophalangeal joint (MCP) tracking test, and 4) the delay in onset and offset and maximal strength during the isometric MCP joint extension. The cortical reorganization was measured by the laterality index using the fMRI. Functional brain images were collected with a 1.5 T magnetic resonance scanner. Predetermined regions of interest (ROIs) were the primary sensorimotor cortex (SMC), the premotor cortex (PMC), and the supplementary motor area (SMA).The EMG-stim group demonstrated significant improvement in all motor functional scores except for FMA, compared with the control group (p<0.05). Only SMC in the ROIs demonstrated a significant improvement compared with the control group (p<0.05). The SMC change was correlated significantly with the box and block test, tracking accuracy, peak extension, delay in EMG-offset and force-offset in change.We concluded that stroke patients receiving intensive EMG-stim showed an improvement of motor functions, and that these improvements were induced by brain reorganization from ipsilateral (or bilateral) activation to contralateral SMC activation.ope

Driving simulator apparatus and method of driver rehabilitation training using the same

Provided are a driving simulator apparatus and a driver rehabilitation training method using the apparatus, the apparatus including: a display unit for displaying a preset simulation driving screen; a mode selecting unit via which a normal mode, an assist mode, or a resist mode is selected by a user; and a control unit for controlling to apply a driving force in a rotational direction of a steering wheel operated by a user when the assist mode is selected and to apply a reaction in an opposite direction to the rotational direction of the steering wheel operated by the user when the resist mode is selected. Accordingly, a driver with a degraded driving capability due to the aging or brain lesions may have effective driving rehabilitation training. In particular, besides the normal mode, the assist mode and the resist mode are added to conduct target tracking training to thereby improve visual-motor coordination of the user, thereby recovering the driving capability of a patient, which has degraded due to physical and cognitive damages. In addition, by configuring a program according to a state of a patient who needs driving rehabilitation, a recovery state of the patient according to continuous practicing may be estimated by comparing the same with an initial state of the patient. Also, the patient&apos;s fun or interests may be aroused so as to allow the patient to concentrate on practicing

Driving simulator apparatus and method of driver rehabilitation training using the same

Provided are a driving simulator apparatus and a driver rehabilitation training method using the apparatus, the apparatus including: a display unit for displaying a preset simulation driving screen; a mode selecting unit via which a normal mode, an assist mode, or a resist mode is selected by a user; and a control unit for controlling to apply a driving force in a rotational direction of a steering wheel operated by a user when the assist mode is selected and to apply a reaction in an opposite direction to the rotational direction of the steering wheel operated by the user when the resist mode is selected. Accordingly, a driver with a degraded driving capability due to the aging or brain lesions may have effective driving rehabilitation training. In particular, besides the normal mode, the assist mode and the resist mode are added to conduct target tracking training to thereby improve visual-motor coordination of the user, thereby recovering the driving capability of a patient, which has degraded due to physical and cognitive damages. In addition, by configuring a program according to a state of a patient who needs driving rehabilitation, a recovery state of the patient according to continuous practicing may be estimated by comparing the same with an initial state of the patient. Also, the patient&apos;s fun or interests may be aroused so as to allow the patient to concentrate on practicing

DRIVING SIMULATOR APPARATUS AND DRIVER REHABILITATION USING THE SAME

본 발명은 운전 시뮬레이터 장치 및 이를 이용한 운전 재활 훈련 방법에 관한 것으로서, 기설정된 시뮬레이션 주행 화면을 표시하는 디스플레이부, 사용자로부터 일반 모드, 보조 모드 또는 저항 모드를 선택받기 위한 모드 선택부, 상기 보조 모드가 선택되면, 사용자가 동작시키는 조향 핸들의 회전 방향으로 추진력을 가하도록 제어하고, 상기 저항 모드가 선택되면, 상기 사용자가 동작시키는 상기 조향 핸들의 회전 반대 방향으로 반력을 가하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 고령 또는 뇌병변 장애로 인하여 운전 능력이 손상된 운전자를 보다 효과적으로 운전 재활 훈련을 시킬 수 있다. 특히, 일반적인 모드 이외에, 보조 모드와 저항 모드를 추가하여 목표추적훈련을 실시하여 시공간협응력을 향상시킴으로써, 신체 및 인지 손상으로 저하된 환자의 운전 능력을 회복시킬 수 있다. 또한, 운전 재활이 필요한 환자의 상태에 따른 프로그램을 구성함으로써 환자의 초기 상태와 비교하여 지속적인 운동에 따른 회복 상태를 평가할 수 있으며, 환자로 하여금 재미와 흥미를 유발시켜 환자가 높음 집중력을 가지고 운동에 참여할 수 있게 유도할 수 있다.운전 재활 훈련을 위한 운전 시뮬레이터 장치에 있어서,기설정된 시뮬레이션 주행 화면을 표시하는 디스플레이부,사용자로부터 일반 모드, 보조 모드 또는 저항 모드를 선택받기 위한 모드 선택부, 그리고상기 보조 모드가 선택되면, 사용자가 동작시키는 조향 핸들의 회전 방향으로 추진력을 가하도록 제어하고, 상기 저항 모드가 선택되면, 상기 사용자가 동작시키는 상기 조향 핸들의 회전 반대 방향으로 반력을 가하도록 제어하는 제어부를 포함하는 운전 시뮬레이터 장치

Driving simulator apparatus and method of driver rehabilitation training using the same

Provided are a driving simulator apparatus and a driver rehabilitation training method using the apparatus, the apparatus including: a display unit for displaying a preset simulation driving screen; a mode selecting unit via which a normal mode, an assist mode, or a resist mode is selected by a user; and a control unit for controlling to apply a driving force in a rotational direction of a steering wheel operated by a user when the assist mode is selected and to apply a reaction in an opposite direction to the rotational direction of the steering wheel operated by the user when the resist mode is selected. Accordingly, a driver with a degraded driving capability due to the aging or brain lesions may have effective driving rehabilitation training. In particular, besides the normal mode, the assist mode and the resist mode are added to conduct target tracking training to thereby improve visual-motor coordination of the user, thereby recovering the driving capability of a patient, which has degraded due to physical and cognitive damages. In addition, by configuring a program according to a state of a patient who needs driving rehabilitation, a recovery state of the patient according to continuous practicing may be estimated by comparing the same with an initial state of the patient. Also, the patient&apos;s fun or interests may be aroused so as to allow the patient to concentrate on practicing

A Validation Study of the Korean Stroke Drivers’ Screening Assessment (K-SDSA)

목적 : 본 연구는 운전에 필요한 인지기능의 저하를 판별하기 위해 영국에서 개발된 뇌졸중 운전자 적격성검사(Stroke Drivers’ Screening Assessment; SDSA)를 우리나라의 뇌졸중 운전자들의 운전적격성을판단하기 위한 인지기능 평가도구로 사용하는 것이 타당한지를 확인하기 위해 수행되었다. 연구방법 : 영국의 SDSA 원판을 한국의 교통 환경에 적합하도록 한국형 뇌졸중 운전자 적격성 검사(Korean Stroke Drivers’ Screening Assessment; K-SDSA)로 수정하여 정상 고령운전자를 대상으로 검사를시행하여 영국의 정상 고령운전자와 비교하였다. 이후 실제 뇌졸중 운전자들을 대상으로 K-SDSA를 시행하여 이들을 적격 및 부적격 집단으로 판별한 후 자동차 시뮬레이터를 이용하여 두 집단 간 운전수행능력을 비교하였다. 결과 : 한국과 영국의 정상 고령운전자의 판별점수는 집단간 유의한 차이가 없었으며 뇌졸중 운전자를 대상으로 한 자동차 시뮬레이터 수행에서는 도심, 국도 및 고속도로 구간의 다양한 운전상황에서 K-SDSA 부적격판단집단이 적격집단보다 운전수행 능력이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 결론 : K-SDSA가 비교적 간단한 절차를 통해 한국 뇌졸중 운전자들의 운전수행 능력을 예측할 수 있는평가도구로서 타당함을 확인하였다. 본 연구는 뇌졸중 환자들이 운전을 재개하기 전에 K-SDSA 평가도구를 이용하여 운전수행에 필수적인 인지기능을 보유하고 있는지를 평가하는 것이 중요하며, 이를 통해그들의 안전운전을 예측할 수 있음을 시사한다.2