Comparison of acceleration and EMG signals in quantifying physical activity

Abstract

Fyysisen aktiivisuuden puute on muodostumassa kasvavaksi ongelmaksi maailmanlaajuisesti. WHO:n mukaan yli 15 vuotiaista noin 31% eivät liikkuneet terveytensä kannalta tarpeeksi vuonna 2008. Liikkumattomuus on luokiteltu neljänneksi suurimmaksi riskitekijäksi yleiseen kuolleisuuteen maailman laajuisesti. Näin ollen uudenlaista teknologiaa kehitetään fyysisen aktiivisuuden mittaamiseen, jotta ennaltaehkäisevää työtä voidaan tehdä.

Tutkimuksen tarkoituksena oli verrata älyvaatteella mitatun EMG signaalin piirteitä kolmiulotteiseen kiihtyvyyssignaaliin. Älyvaate mittaa quadriceps femoriksen ja hamstring lihasten EMG aktiivisuuta. 12 koehenkilön kahdestakymmenestä mittauksesta koostuva aineisto analysoitiin tutkimuksessa. Mittaukset olivat maksimissaan 12 tunnin mittaisia. Vertailu tehtiin ristikorrelaatio- ja integraalianalyysin avulla ja lisäksi ristikorrelaatioanalyyseissä tutkittiin älyvaatteen mitauskanavien määrän vaikutusta signaalin muodostumiseen ja korrelaatioihin. Integraali-analyysi perustui kokonaissignaalien pinta-alojen vertailuun joka tehtiin kahdelle ryhmälle: ryhmä 1 (n=20) ja ryhmä 2 (n=5). Ryhmä 2 analysoitiin erikseen, koska EMG signaalin nollataso heilahteli kohtuuttoman paljon useimmissa mittauksissa ja vain viidessä mittauksessa sitä ei ilmennyt.

Ristikorrelaatioanalyysit osoittivat että EMG- ja kiihtyvyyssignaalien välillä on merkittävä korrelaatio r=0,62. Kun enimmillään kaksi mittauskanavaa olivat poissa mittauksesta, ei merkittäviä eroja syntynyt tulosten välille (0,58<r<0,60). Integraalianalyysit osoittivat että pinta-alat täsmäämäävät melko hyvin ja ryhmä 2:n pinta-alat täsmäsivät noin 90%:sti. Tutkimuksen perusteella älyvaatteen avulla voisi olla mahdollista mitata pitkäkestoista fyysistä aktiivisuutta kuten kiihtyvyysmittareilla mutta se vaatisi teknologian kehitystä.