Feature Extraction Methods for Surface Electromyography and Kinematic Measurements in Quantifying Motor Symptoms of Parkinson's Disease, Dissertations in Forestry and Natural Sciences 62

Pinta-elektromyografiaan ja liikemittauksiin perustuvia analyysimenetelmiä Parkinsonin taudin liikeoireiden arviointiin\n\nVäitös fysiikan alalta \n\nVäittelijä FM Saara Rissanen \n\nVäitösaika ja -paikka 24.2.2012 klo 12.00, L22, Snellmania, Kuopion kampus\n\nFM Saara Rissanen kehitti väitöskirjatyössään pinta-elektromyografiaan (pinta-EMG) ja liikemittauksiin perustuvia analyysimenetelmiä Parkinsonin taudin liikeoireiden arviointiin. Kehitettyjä menetelmiä testattiin Parkinson-potilailta ja terveiltä henkilöiltä mitatulla pinta-EMG- ja liikedatalla. Potilaat olivat mittauksen aikana taudin etenemisen ja hoidon suhteen eri vaiheissa. Väitöskirjan tulokset osoittivat, että kyseisiä mittauksia ja kehitettyjä analyysimenetelmiä käyttäen pystyttiin erottamaan 72-80 prosenttia Parkinson-potilaista terveistä kontrollihenkilöistä. Lääkityksen ja DBS-hoidon (aivojen syvien osien sähköstimulaatio) vaikutus havaittiin muutoksena EMG- ja liikesignaalien piirteissä. \n\nPinta-EMG:tä käytetään ihmisen sähköisen hermolihastoiminnan tutkimiseen ihon pinnalle kiinnitettävien elektrodien avulla. Tyypillisiä pinta-EMG-signaalin analysointiin käytettyjä menetelmiä ovat amplitudi- ja taajuuspohjaiset menetelmät, joiden avulla saadaan tietoa lihaksen aktivaatiotasosta ja väsymistä. Lihastoimintaan liittyvää liikettä voidaan tutkia liikemittausten avulla. Tämä tapahtuu kiinnittämällä ihmisen raajoihin erilaisia antureita kuten kiihtyvyys- ja kulma-antureita tai käyttämällä kamerapohjaista menetelmää. Väitöskirjassa käytettiin pinta-EMG:tä sekä kiihtyvyysmittauksia Parkinson-potilaiden ja terveiden kontrollihenkilöiden tutkimiseen erilaisten liikesuoritusten aikana. Tutkimukseen osallistui 62 potilasta ja 72 kontrollihenkilöä kolmesta eri maasta.\n\nParkinsonin tauti on etenevä neurologinen sairaus, jonka pääoireita ovat liikehäiriöt: vapina, liikkeiden hitaus, jäykkyys ja tasapaino-ongelmat. Tautia ei voida parantaa, mutta siihen liittyviä oireita voidaan hoitaa lääkityksellä tai DBS-hoidolla. Taudin diagnoosi perustuu kliinisten oireiden toteamiseen ja lääkevasteen arviointiin. Oireiden vaikeusastetta, taudin etenemistä ja hoitovastetta arvioidaan tällä hetkellä subjektiivisesti standardoituja arviointiasteikkoja käyttäen. On mahdollista, että objektiivisia arviointimenetelmiä käyttäen, Parkinsonin taudin diagnoosia pystyttäisiin aikaistamaan ja tarkentamaan sekä taudin etenemistä ja hoidon vastetta pystyttäisiin arvioimaan tarkemmin ja nopeammin. Pinta-EMG- ja liikemittaukset saattavat soveltua Parkinsonin taudin liikeoireiden arviointiin, sillä ne antavat objektiivista tietoa hermolihastoiminnasta ja liikkeestä. Kyseiset mittaukset ovat ei-invasiivisia sekä suhteellisen helppoja ja edullisia tutkimusmenetelmiä.\n\nVäitöskirjatyössä havaittiin, että Parkinsonin tautiin liittyvä tieto tulee esiin EMG-signaalin rakenteessa. Tämän vuoksi perinteiset EMG-signaalin analysointiin käytetyt amplitudi- ja taajuuspohjaiset menetelmät eivät ole erityisen tehokkaita Parkinsonin tautiin liittyvien signaalipiirteiden analysoinnissa. Väitöskirjassa pyrittiin löytämään herkimmät menetelmät näiden piirteiden havaitsemiseen EMG- ja liikesignaaleista. Nämä herkimmät menetelmät perustuivat signaalin rakenteen ja epälineaarisen dynamiikan analysointiin. Väitöskirjassa kehitettiin matemaattisia menetelmiä Parkinson-potilaiden ja terveiden henkilöiden erotteluun ja hoitovaikutusten arviointiin (DBS ja lääkitys) pinta-EMG- ja liikemittausten perusteella.\n\nVäitöskirjan tulokset antavat viitteitä siitä, että käytetyillä mittausmenetelmillä ja kehitetyillä analyysimenetelmillä saattaa olla hyötyä Parkinsonin taudin oireiden ja hoitovaikutusten objektiivisessa arvioinnissa. Menetelmien herkkyyttä ja tarkkuutta taudin alkuvaiheissa, erityyppisillä potilailla ja suhteessa muihin samankaltaisiin tauteihin on kuitenkin arvioitava jatkotutkimuksissa. \n\nFM Saara Rissasen väitöskirja Feature Extraction Methods for Surface Electromyography and Kinematic Measurements in Quantifying Motor Symptoms of Parkinson's Disease (Pinta-elektromyografiaan ja liikemittauksiin perustuvat piirteenirrotusmenetelmät Parkinsonin taudin liikeoireiden arvioinnissa) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Jari Viik, Tampereen teknillinen yliopisto ja kustoksena professori Pasi Karjalainen, Itä-Suomen yliopisto.\n\nVäittelijän painokelpoinen kuva löytyy osoitteesta: http://www.uef.fi/vaitoskuvat\n\nLisätietoja: Saara Rissanen, p. 040 355 2370, saara.rissanen@uef.fi\n17.2.2012\n\n © Itä-Suomen yliopisto\n Palaute\n\n

ISBN-10:
978-952-61-0674-8
Kieli:
eng
Sivumäärä:
100 s.
Tekijät:
Rissanen Saara (diss)
Tuotekoodi 020813
25,50 €