FI125006B - Menetelmä ja laitteisto lihassignaalien mittaamiseksi - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITE LIHASSIGNAALIEN MITTAAMISEKSI Keksinnön ala

Nyt esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä, laite, järjestelmä ja tietokoneohjelmatuote lihassignaalien mittaamiseksi. Tarkemmin sanoen nyt esillä oleva keksintö liittyy lihaksen tilan ja ominaisuuksien havaitsemiseen sekä siihen tarkoitettuun laitteeseen, järjestelmään ja tietokoneohjelma-tuotteeseen.

Keksinnön tausta

Ihmisen luustolihakset koostuvat suuresta määrästä motorisia yksikköjä, jotka ovat samanaikaisesti ja saman hermosignaalin herätteestä toimivia lihassolukimppuja. Lihaksen sähköinen ärsytys saa lihaksen supistumaan ja tekemään työtä. Lihaksen sähköinen aktivoituminen voidaan mitata kahden kudoksessa tai iholla olevan elektrodin välisenä jännitteenä. Lihaksen toimintaa voidaan analysoida tämän elektrodien havaitseman signaalin ominaisuuksista. Jännitesignaalin ominaisuudet riippuvat lihaksen kokonaisaktiivi-suudesta ja tietyssä lihaksessa olevien aktivoituneiden erityyppisten motoristen yksikköjen suhteellisesta aktiivisuudesta.

Lihaksien voimaa ja kestävyyttä voidaan kehittää suunnitellulla harjoituksella. Suorituskyvyn parantamiseksi urheilussa lihaksia on harjoitettava siten, että ne väsyvät, mutta että lihakset kuitenkin palautuvat harjoituksesta kohtalaisen nopeasti. Nykyisin on useita ammatteja, jotka helposti aiheuttavat ihmisen pysymistä samassa asennossa pitkän aikaa. Tämä aiheuttaa myös lihaksien väsymistä.

Tekniikan tason mukaisilla menetelmillä ja laitteilla lihaksien toiminnan analysoimiseksi on osoittautunut vaikeaksi määrittää, milloin lihas on väsynyt siinä määrin, että se vielä palautuu suhteellisen nopeasti, ja milloin lihas on väsynyt siinä määrin, että palautuminen kestää merkitsevästi kauemmin.

Tarvitaan siis ratkaisu, jolla lihassignaaleja voidaan analysoida tarkemmin ja luotettavammin lihaksen väsymisen määrittämiseksi esimerkiksi urheilu-harjoituksen ohjausta varten.

Keksinnön yhteenveto

Nyt on keksitty parannettu menetelmä ja menetelmän toteuttava tekninen laite, joiden avulla edellä esitetyt ongelmat helpottuvat. Keksinnön eri piirteitä ovat menetelmä, laite, järjestelmä ja tietokoneella luettava väline, joka käsittää siihen tallennetun tietokoneohjelman, joille on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eri suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksintö koskee lihaksen tilan määrittämistä normaalin (ei-väsyneen, virkeän) tilan, väsyneen (rasittuneen) tilan ja passiivisen tahdottoman jännitystilan (engl. passive involuntary tension, PIT) välillä. Keksintö koskee myös lihaksen sellaisten ominaisuuksien määrittämistä, jotka liittyvät esimerkiksi erityyppisten motoristen yksikköjen suhteellisiin osuuksiin tietyssä lihaksessa. Suoritusmuotoja voidaan soveltaa myös lihasominaisuuksien havainnointiin tietyissä tautitiloissa, kuten MS-taudissa, lihaskivuissa tai Parkinsonin taudissa. Lihaksesta tuleva signaali rekisteröidään levossa (ja/tai lihastoiminnan aikana) elektrodijärjestelyn avulla, jossa maadoituskappale voi estää elektrodeja poimimasta signaaleja maadoituskappaleen rajojen ulkopuolelta. Signaalin taajuussisältö määritetään spektrianalyysillä, esimerkiksi laskemalla spektrin momentti. Levossa olevassa lihaksessa normaali taajuus-sisältö on osoituksena lihaksen normaalista ei-väsymystilasta, kun taas matala ja korkea taajuussisältö ovat osoituksena lihaksen väsymystilasta ja passiivisesta tahdottomasta jännitystilasta. Toisin sanoen jos lihaksesta tuleva signaali sisältää epätavallisen suuren määrän korkeita taajuuksia, lihaksen määritetään olevan passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa. Väsynyt lihas voidaan palauttaa normaaliin tilaan levon ja harjoituksesta palautumisen avulla, ja passiivisesta tahdottomasta jännitystilasta voidaan päästä normaaliin tilaan venyttelyn tai hieronnan avulla. Aktivoituneessa lihaksessa spektrin taajuussisältö riippuu erityyppisten aktivoituneiden motoristen yksikköjen suhteellisesta määrästä. Mitä suuremman voiman lihas tuottaa, sitä suurempi on aktivoitumistaajuus.

Keksinnön erään ensimmäisen piirteen mukaan tarjotaan menetelmä lihas-signaalien analysoimiseksi, jossa menetelmässä vastaanotetaan signaali, joka on mitattu lepotilassa olevasta lihaksesta elektrodin avulla, määritetään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, määritetään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, ja jolloin mainittu korkea taajuus on taajuudeltaan korkeampi kuin normaali taajuus, jolloin mainittu normaali taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) ei-väsyneessä tilassa, ja määritetään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa mainitun mitta-arvon perusteella, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella. Erään suoritusmuodon mukaan signaali voidaan saada aktivoituneista tahdonalaisista tai tahdottomista lihaksista, ja signaalin taajuusominaisuuk-sien avulla voidaan arvioida lihaksen ominaisuuksia ja komponentteja.

Erään suoritusmuodon mukaan menetelmässä mitataan lihaksesta (esimerkiksi lepotilassa) signaali useilla (esimerkiksi ainakin kahdella) elektrodilla, jotka on sijoitettu iholle mainitun lihaksen päälle, määritetään mainitun signaalin spektrin momenttiarvo, jolloin mainittu momentti osoittaa mitta-arvoa, joka on määritetty tai voidaan määrittää kertomalla taajuuskorin taajuusarvo saman korin amplitudiarvolla koritulon muodostamiseksi ja laskemalla eri taajuuksien korien tulot yhteen, jolloin mainittu momenttiarvo vastaa mainitun signaalin taajuussisältöä, määritetään, onko mainitulla momentilla normaali arvo, matala arvo vai korkea arvo, jotka vastaavat mainitun signaalin normaalia, matalaa ja korkeaa taajuussisältöä, määritetään, että lihas on ei-väsyneessä tilassa, jos mainitulla momentilla on normaali arvo, määritetään, että lihas on väsyneessä tilassa, jos mainitulla momentilla on matala arvo, määritetään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, jos mainitulla momentilla on korkea arvo, ja ohjataan harjoitusta mainitun lihaksen mainitun määritetyn tilan avulla.

Keksinnön erään toisen piirteen mukaan tarjotaan elektrodijärjestely käytettäväksi lihaksen tilan analysointilaitteessa, joka käsittää ainakin kaksi sähköä johtavaa materiaalia olevaa elektrodia, jotka on järjestetty kosketukseen ihon kanssa mainittua elektrodijärjestelyä käytettäessä, sähköeristimen, joka ympäröi ainakin yhtä mainituista ainakin kahdesta elektrodista, ja sähköä johtavaa materiaalia olevan passiivisen maadoituskappaleen, joka on järjestetty koskettamaan ihoa mainittua elektrodijärjestelyä käytettäessä ja joka ympäröi mainittuja ainakin kahta elektrodia, jotta rajoitetaan mainittujen ainakin kahden elektrodin signaalinpoimimista mainitun maadoituskappaleen rajojen ulkopuolelta.

Erään suoritusmuodon mukaan elektrodijärjestely käsittää ainakin kaksi elektrodiparia, joissa ainakin kahdessa elektrodiparissa on erilainen parin elektrodien välinen etäisyys erilaisen syvyysherkkyyden muodostamiseksi mainituille ainakin kahdelle elektrodiparille. Erään suoritusmuodon mukaan kyseiset ainakin kaksi elektrodiparia on järjestetty joko lineaarisesti oleellisesti yhteen riviin tai ristikkäin siten, että elektrodiparien elektrodien väliset linjat muodostavat suorakulmaisen ristin.

Keksinnön erään kolmannen piirteen mukaan tarjotaan laite lihaksen tilan määrittämiseksi, joka laite käsittää suorittimen, muistin, jossa on tietokone-ohjelmakoodi, jolloin muisti ja tietokoneohjelmakoodi on järjestetty suorittimen avulla saamaan laite vastaanottamaan signaali, joka on mitattu lepotilassa olevasta lihaksesta elektrodilla, määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, ja jolloin mainittu korkea taajuus on taajuudeltaan korkeampi kuin normaali taajuus, jolloin mainittu normaali taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) ei-väsyneessä tilassa, ja määrittämään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa mainitun mitta-arvon perusteella, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella.

Erään suoritusmuodon mukaan laite käsittää yksikön mainitun lihaksesta mitatun signaalin käsittelemiseksi, keksinnön toisen piirteen ja suoritusmuotojen mukaisen elektrodijärjestelyn, osoittimen, joka osoittaa, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, mainitun mitta-arvon perusteella, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella. Erään suoritusmuodon mukaan laite käsittää tietokoneohjelmakoodin, joka on järjestetty suorittimen avulla saamaan laite vastaanottamaan lihaksesta (esimerkiksi lepotilassa) signaali ainakin kahdella elektrodilla, jotka on sijoi tettu iholle mainitun lihaksen päälle, määrittämään mainitun signaalin spektrin momenttiarvo, jolloin mainittu momentti osoittaa mitta-arvon, joka on määritetty tai voidaan määrittää kertomalla taajuuskorin taajuusarvo saman korin amplitudiarvolla koritulon muodostamiseksi ja laskemalla eri taajuuksien kori-tulot yhteen, jolloin mainittu momenttiarvo vastaa mainitun signaalin taajuus-sisältöä, määrittämään, onko mainitulla momentilla normaali arvo, matala arvo vai korkea arvo, jotka vastaavat mainitun signaalin normaalia, matalaa ja korkeaa taajuussisältöä, määrittämään, että lihas on ei-väsyneessä tilassa, jos mainitulla momentilla on normaali arvo, määrittämään, että lihas on väsyneessä tilassa, jos mainitulla momentilla on matala arvo, ja määrittämään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, jos mainitulla momentilla on korkea arvo.

Keksinnön erään neljännen piirteen mukaan tarjotaan järjestelmä lihaksen tilan määrittämiseksi, joka järjestelmä käsittää elektrodijärjestelyn, suorittimen, muistin, jossa on tietokoneohjelmakoodi, jolloin muisti ja tietokone-ohjelmakoodi on järjestetty suorittimen avulla saamaan järjestelmä vastaanottamaan (esim. lepotilassa olevasta) lihaksesta signaali mainitussa elekt-rodijärjestelyssä olevalla ainakin kahdella elektrodilla, määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisältöä, määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa oleellisesti lihaksen (esimerkiksi lepotilassa) tuottamia taajuuksia passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, ja jolloin mainittu korkea taajuus on taajuudeltaan korkeampi kuin normaali taajuus, jolloin mainittu normaali taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas (esimerkiksi lepotilassa) tuottaa ei-väsyneessä tilassa, ja määrittämään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa mainitun signaalin mainitun voimakkuuden perusteella korkealla taajuudella. Järjestelmä voi käsittää elektrodiyksikön, vastaanottoyksikön, analyysiyksikön ja osoitin-yksikön, jotka on sijoitettu yhteen tai useampaan koteloon ja/tai liitetty toiminnallisesti toisiinsa.

Keksinnön erään viidennen piirteen mukaan tarjotaan tietokoneohjelmatuote, joka on järjestetty pysyvään tietokoneella luettavaan välineeseen, joka tietokoneohjelmatuote käsittää tietokonekäskyjä, jotka järjestelmän ainakin yhdellä suorittimella suoritettuina saavat järjestelmän vastaanottamaan signaalin, joka on mitattu lepotilassa olevasta lihaksesta elektrodin avulla, mää- liitämään mitta-arvon, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, määrittämään mitta-arvon, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden suurella taajuudella, jolloin mainittu suuri taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joka lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, ja jolloin mainittu korkea taajuus on taajuudeltaan korkeampi kuin normaali taajuus, jolloin mainittu normaali taajuus vastaa oleellisesti taajuuksia, joita lihas tuottaa (esimerkiksi levossa) ei-väsyneessä tilassa, ja määrittämään, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa mainitun mitta-arvon perusteella, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella.

Piirustusten kuvaus

Keksinnön eri suoritusmuotoja selitetään seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää vuokaaviona menetelmää lihassignaalien analysoimiseksi lihaksen tilan määrittämiseksi, kuva 2 esittää vuokaaviona menetelmää lihassignaalin spektrisisällön määrittämiseksi, kuvat 3a, 3b, 3c, 3d, 3e ja 3f esittävät erilaisia elektrodijärjestelyjä lihassignaalin mittaamiseksi: elektrodiparin, pyöreän ja ristikkäisen elektrodin, kaksi erityyppistä suoraviivaista elektrodia, elektrodimatriisin, sekä elektrodijärjestelyjä, joita ympäröi maadoitusosa, kuvat 4a ja 4b esittävät kädessä pidettävää lihassignaalin analysointilaitetta sekä tämän elektrodipäitä, kuva 5a esittää lohkokaaviona laitetta lihaksen tilan määrittämiseksi, kuva 5b esittää lohkokaaviona järjestelmää lihaksen tilan määrittämiseksi, kuva 6a esittää ei-väsyneessä normaalissa tilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin spektriä, ja kuva 6b esittää passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin spektriä.

Suoritusmuotojen kuvaus

Seuraavassa selostetaan keksinnön useita suoritusmuotoja lihassignaalien analysointiin lihaksen väsymisen määrittämiseksi tarkoitetun järjestelmän yhteydessä. On kuitenkin huomattava, että keksintö ei rajoitu pelkästään tämäntyyppiseen lihasanalyysiin. Itse asiassa eri suoritusmuotoja voidaan soveltaa laajalti missä tahansa ympäristössä, missä tarvitaan biosähköisten signaalien tallentamista ja analysointia.

Keksintöä voidaan soveltaa lihasharjoituksien laatimiseen ja suorittamiseen ihmisillä ja eläimillä, ja sitä voidaan soveltaa myös lihaksien väsymisen havaitsemiseen ja valvontaan missä tahansa käytännön tarkoituksessa. Tätä varten oheisissa patenttivaatimuksissa esitetään erilaisia laitteita, järjestelmiä ja järjestelyjä. Näitä laitteita, järjestelmiä ja järjestelyjä voidaan soveltaa henkilökohtaisessa käytössä lihaksien väsymisen havaitsemiseen, esimerkiksi auttamaan urheiluharjoittelua tai ennustamaan ja/tai ehkäisemään lihaksien liiallista väsymistä missä tahansa tarkoituksessa. Näitä laitteita, järjestelmiä ja järjestelyjä voidaan käyttää myös osana lihaksien pitämisessä hyvässä kunnossa esimerkiksi työterveystarkoituksiin ammatillisessa toiminnassa, joka aiheuttaa lihaksien staattista jännitystä, ja jumiutuneiden lihaksien havaitsemisessa fysikaalisen hoidon, kuten hieronnan, tarkoituksiin, tai jopa välineinä ja laitteina muiden välineiden ja laitteiden joukossa lihaksiin liittyvän taudin diagnosointiin ja/tai hoitoon. Patenttivaatimuksissa esitetään myös menetelmiä lihaksen väsymistilan määrittämiseksi. On kuitenkin huomattava, että lihaksen väsyminen tai jännittyminen ei ole sairaus. Näin ollen diagnostiset tai terapeuttiset menetelmät eivät ole nyt esillä olevan keksinnön kohteena. Eri suoritusmuotoja voidaan käyttää myös esimerkiksi tietyn lihaksen erityyppisten motoristen yksikköjen suhteellisiin osuuksiin liittyvien lihaksen ominaisuuksien määrittämiseen, koska eri motoriset yksiköt tuottavat eri taajuuksia. Suoritusmuotoja voidaan soveltaa myös lihasominaisuuksien havainnointiin tietyissä tautitiloissa, kuten MS-taudissa, lihaskivuissa tai Par kinsonin taudissa, sillä lihaksien näissä tiloissa tuottamat taajuudet voivat olla erilaisia.

Lihas koostuu motorisista yksiköistä, kuten edellä on selostettu. Nämä motoriset yksiköt voivat olla erikseen hermotettuja, jotta supistumiskäsky voidaan johtaa motorisiin yksikköihin erikseen. Jotkin motoriset yksiköt, esimerkiksi pienemmät ja hitaammat, voivat aktivoitua helpommin kuin muut motoriset yksiköt. Kunkintyyppisellä motorisella yksiköllä on sille ominainen taajuusalue, jonka motorisen yksikön sähköinen aktiivisuus tuottaa. Hitaiden, rasitusta kestävien lihaksien aktiivisuus on alempitaajuista kuin nopeiden, helposti väsyvien lihaksien aktiivisuus. Eri motoriset yksiköt voivat aktivoitua työn tyypistä ja lihaksen kunnosta riippuen. Lihassolujen sähköinen aktivointi saa ne supistumaan ja tekemään työtä. Lisäksi myös lihaksen lepotilassa jotkin motoriset yksiköt aktivoituvat satunnaisesti, ja tällainen aktivoitumis-malli saa aikaan ns. lihaksen lepojännityksen. Toisin sanoen jopa levossa oleva lihas ei ole täysin passiivinen, vaan siinä on jatkuvasti jonkin verran aktiivisuutta. Lihaksen supistumista ja pysyvää pituutta säätelevät ja ylläpitävät osittain ns. lihaskäämit, jotka ovat yksikköjä, jotka aistivat lihaksen venymisen ja paineen ja kykenevät näin toimimaan palautteenantajina lihas-hermojärjestelmässä. Lihaskäämit voivat myös saada aikaan lihassolujen supistumisen. Lihaksen mekaanisen toiminnan perustana on lihassoluissa tapahtuva sähköinen ärsytys.

Lihaksen sähköisen ärsykkeen eteneminen saa aikaan vaihtelevan sähkö-potentiaalin, joka voidaan mitata kehon pinnalta tällaisten signaalien mittaamiseen soveltuvien elektrodien ja jännitteenmittauslaitteen avulla. Tällaisesta signaalista voidaan käyttää nimitystä elektromyogrammi (EMG). Lepotilassa olevasta lihaksesta kahden elektrodin väliltä kehon pinnalta poimitut EMG-signaalit voivat olla suuruudeltaan joidenkin mikrovolttien tai kymmenien mik-rovolttien luokkaa, esimerkiksi 5-20 pV. Lepo-EMG-signaaleissa on myös pienempiä heilahteluja, jotka ovat 1 pV:n luokkaa tai pienempiä. Työssä ja liikkeessä olevasta lihaksesta mitatut EMG-signaalit voivat olla merkittävästi suurempia.

Motoriset yksiköt ovat pituudeltaan ja paksuudeltaan erikokoisia. Sähköisellä aktivaatiolla voi olla lihassolukimpussa erilainen etenemisnopeus ja aktivoitumisen tuottama taajuusalue kimpun paksuudesta (halkaisijasta) riippuen - esimerkiksi mitä paksumpi kimppu on, sitä suurempi on etenemisnopeus. Lisäksi lihaskimpun aktivaation nousunopeus eli nopeus, jolla jännite muuttuu kimpun solukalvojen yli, voi vaihdella kimpun halkaisijan ja/tai heräteärsyk-keen nousunopeuden mukaan. Elektrodien poimima jännitesignaali voi siis olla erilainen sen mukaan, mitä lihassolukimppuja ärsytetään. Jos nopeita, halkaisijaltaan suuria lihassolukimppuja ärsytetään yhdessä hitaampien ja pienempien lihassolukimppujen kanssa, joita on esimerkiksi ei-väsyneessä normaalissa lihaksessa, elektrodien poimiman signaalin taajuussisältö käsittää normaalin, laajan taajuusjakauman. Olemassa olevan tietämyksen perusteella tiedetään, että kun lihasta harjoitetaan ja se väsyy, leposignaali käsittää pääasiassa matalampia taajuuksia. Tämä voi johtua siitä, että nopeat lihassolukimput, joilla on korkeampitaajuinen aktiivisuus, väsyvät nopeammin.

Keksinnössä on todettu, että lihaksen tila, joka ei ole vain lievästi väsynyt vaan passiivinen tahdoton jännitys, voidaan havaita määrittämällä lihaksen lepotilassa muodostaman signaalin korkeataajuussisältö. Tämä on vastoin yleistä käsitystä lihassignaalianalyysistä. Keksinnössä on muodostettu menetelmä ja laitteita, joilla poimitaan lihassignaali elektrodien avulla, ja signaalin taajuussisällön poikkeama korkeampiin taajuuksiin päin tulkitaan merkiksi lihaksen passiivisesta tahdottomasta jännitystilasta. Väsymisen aste voidaan havaita myös vertaamalla matalataajuista, normaalitaajuista ja kor-keataajuista taajuussisältöä. Lisäksi voidaan käyttää spektrianalyysiä lihaksen sisäsyntyisten ominaisuuksien ja motoristen yksikköjen koostumuksen määrittämiseen näiden motoristen yksikköjen tuottamien eri taajuuksien avulla. Tämä voi käsittää mittauksia sekä aktiivisesta että lepotilassa olevasta lihaksesta. Eri laitteita, joissa keksintöä voidaan käyttää, ovat - rajoittumatta näihin esimerkkeihin - ainakin kädessä pidettävä tai liikuteltava lihasanalysaattori, kannettava harjoitustietokone, langaton anturi, joka on kiinnitetty tai istutettavissa kehoon, lentäjien pukuun sijoitettu fysiologinen valvontajärjestelmä, älyvaate, tuoli tai muu kaluste, ja hoitopöytä käytettäväksi esimerkiksi hieronnassa.

Kuva 1 esittää kaaviokuvana menetelmää lihassignaalien analysoimiseen lihaksen tilan määrittämiseksi. Vaiheessa 110 vastaanotetaan lihaksesta mitattu signaali. Signaali voi olla mitattu esimerkiksi elektrodien tai magneettikentän tunnistavien anturien avulla tai muulla tavoin siten, että signaali on merkkinä sähköisestä aktiivisuudesta lihaksessa. Signaali voidaan tämän jälkeen muuntaa digitaaliseen muotoon esimerkiksi analogia-digitaalimuunnoksella, tai signaali voidaan saada suoraan digitaalisessa muodossa. Tämän jälkeen signaali esimerkiksi tallennetaan muistiin, siirretään sähköisellä, optisella tai langattomalla yhteydellä tai muutoin käytettäväksi analyysiä varten.

Vaiheessa 120 määritetään lihassignaalin taajuussisältö. Taajuussisältö voidaan määrittää esimerkiksi suorittamalla muunnos, kuten Fourier-muunnos, FFT-muunnos {Fast Fourier Transform), diskreetti kosinimuunnos, wavelet-muunnos tai jokin muu sopiva muunnos. Muunnoksen avulla signaali voidaan muuntaa aikatasolta taajuustasolle. Vaihtoehtoisesti voidaan jättää muunnos pois ja käyttää koko muunnoksen tai osittaisen muunnoksen kertoimia ja tuloksia syötteenä menetelmässä signaalin korkeataajuussisällön määrittämiseksi. Signaalin taajuusinformaatiota voidaan jatkokäsitellä esimerkiksi määrittämällä energia ja/tai amplitudi eri taajuuskaistoilla, kuten 8-30 Hz (matalataajuuskaista), 20-60 Hz (normaalitaajuuskaista) ja 50-150 Hz (kor-keataajuuskaista). Joissakin sovelluksissa matalataajuuskaista voi alkaa niinkin matalalta kuin 0,5 Hz tai matalammalta ja päätyä niinkin korkealle kuin 40-50 Hz tai korkeammalle. Keskitaajuuskaista voi alkaa 30-40 Hz:stä ja päättyä 50-80 Hz:iin. Korkeataajuuskaista voi alkaa 40-70 Hz:stä ja päättyä 100 Hz:iin, 200 Hz:iin, 300 Hz:iin tai korkeammalle taajuudelle. Kaistat voivat osua päällekkäin, tai kaistojen välissä voi olla aukkoja. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi taajuussisältö voidaan määrittää laskemalla luku, joka liittyy signaalin eri momentteihin, kuten selostetaan kuvan 2 yhteydessä. Korkea momentti-arvo voi olla merkkinä taajuussisällöstä korkeammilla taajuuksilla. Signaalia voidaan analysoida myös aikatasolla, esimerkiksi nollanylitysanalyysillä tai mittaamalla signaalin huippujen väliset ajat (mitä lyhyempi aika, sitä korkeampi taajuus). Kaikkia analyysimenetelmiä varten signaali voidaan esi-käsitellä ennen analyysiä, esimerkiksi suodattaa, ja/tai signaali voidaan skaalata ja/tai normalisoida, tai analyysitulokset voidaan skaalata ja/tai normalisoida. Signaali voidaan käsitellä siten, että korkeammat ja matalammat taajuudet vaihtavat paikkaa tai niitä muutetaan muulla tavoin. Normaaliin, väsyneeseen ja passiiviseen tahdottomaan jännitystilaan liittyvän alkuperäisen signaalin ominaisuuksien määrittäminen voidaan tehdä tällaisesta käsitellystä signaalista.

Vaiheessa 130 mitatun taajuussisällön avulla määritellään lihaksen tila. Jos havaitaan keskialueen taajuuksia tai taajuussisältö muistuttaa ei-väsyneen, lepotilassa olevan normaalin lihaksen signaalin taajuussisältöä, lihaksen voidaan määritellä olevan ei-väsyneessä tilassa. Jos havaitaan matalia taajuuksia, lihaksen voidaan määritellä olevan lievästi väsyneessä tilassa. Jos havaitaan korkeita taajuuksia verrattuna ei-väsyneeseen lihakseen, lihaksen voidaan määritellä olevan passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa. Määrityksen tulos voidaan tämän jälkeen ilmoittaa käyttäjälle. Kyseeseen voi myös tulla väsymisen asteen ilmoittaminen käyttäjälle. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan asettaa kynnys, jonka ylittyessä ilmoitetaan lihaksen passiivinen tahdoton jännitystila.

Kuva 2 esittää kaaviokuvana menetelmää lihassignaalin spektrisisällön määrittämiseksi. Vaiheessa 210 lihaksesta voidaan poimia signaali esimerkiksi kuvien 3a-3f mukaisella elektrodijärjestelyllä. Kuten edellä on mainittu, signaali muunnetaan analyysiä varten digitaaliseen muotoon. Signaali voidaan tämän jälkeen analysoida esimerkiksi Fourier-muunnoksen avulla, kuten on myös esitetty edellä. Tästä voidaan saada spektri, kuten on esitetty kuvassa 6a, jossa on esitetty amplitudin (a) arvoja taajuuden (f) mukaan.

Vaiheessa 220 taajuusarvot f voidaan kertoa amplitudiarvoilla a tai yhdistää muulla tavoin. Tämä voi tapahtua siten, että taajuus- ja amplitudiarvot muodostetaan vektoreiksi siten, että vektori f käsittää elementtejä {fi, f2..., fn), joissa n on spektriakselien lukumäärä ja vektori a käsittää elementtejä (a?, 32·.·, a n). Tämän jälkeen vektorien vastaavat elementit kerrotaan keskenään ja lasketaan yhteen vaiheessa 230, jolloin saadaan momenttiarvo tai spektri-summa ss vektorien f ja a skalaaritulona kaavalla ss = f · a. Edellä esitetyssä tapauksessa spektrisumma on signaalispektrin ensimmäinen momentti ja kuvaa painokeskipisteen sijaintia taajuusakselilla. Toisin sanoen jos signaali sisältää matalia taajuuksia, spektrisummalla tai ensimmäisellä momentilla on pieni arvo, ja jos signaali sisältää korkeita taajuuksia, niillä on suuri arvo.

Vaiheessa 240 momenttiarvoa tai spektrisummaa arvioidaan esimerkiksi kynnysarvojen suhteen tai jollakin muulla päätöksentekomenetelmällä. Jos signaalilla määritetään olevan matalia taajuuksia (spektrisumma on pieni) verrattuna normaalin ei-väsyneen lihaksen signaaliin, vaiheessa 250 osoitetaan jonkin verran väsyneen lihaksen tilaa. Jos signaalilla määritetään olevan keskitaajuuksia (spektrisumma on keskivälillä), vaiheessa 260 osoitetaan ei-väsyneen lihaksen tilaa. Jos signaalin määritetään sisältävän enemmän korkeita taajuuksia kuin normaalin ei-väsyneen lihaksen signaalin (spektri-summan korkea arvo), vaiheessa 270 osoitetaan lihaksen passiivista tahdotonta jännitystilaa.

Kuvissa 3a, 3b, 3c, 3d, 3e ja 3f on esitetty erilaisia elektrodijärjestelyjä lihas-signaalin mittaamiseen. Kuvassa 3a on esitetty elektrodipari. Elektrodipari voi olla kiinteä pari siten, että elektrodien 310 ja 311 välinen etäisyys pysyy samana, kun elektrodipari kiinnitetään iholle, tai se voi koostua kahdesta erillisestä elektrodista. Elektrodien ympärillä voi olla sähköeristeitä 315 ja 317, kuten muovia, lasia, posliinia tai ilmaa. Ilman tapauksessa elektrodi voi olla oleellisesti ilman minkäänlaista kiinteää eristettä. Elektrodit voivat olla kappaleita, jotka ovat sähköä johtavaa materiaalia, kuten metallia, puolijohdetta, hiiltä, sähköä johtavaa muovia tai komposiittimateriaalia, kuten hopean ja hopeakloridin seosta. Elektrodit voivat olla muodoltaan ympyrän tai suorakaiteen muotoisia, symmetrisiä tai epäsymmetrisiä, tai pyöreitä tai pitkänomaisia. Eristeet 315 ja 316 voivat olla yhteisiä molemmille elektrodeille, ne voivat esimerkiksi olla fyysisesti sama esine tai kaksi toisiinsa kiinnitettyä esinettä, tai erillisiä. Se, mitä on sanottu edellä elektrodien materiaaleista ja kokoonpanosta elektrodiparin tapauksessa, voi koskea soveltuvin osin muitakin kokoonpanoja, joita on esitetty kuvissa 3b-3e. Esimerkiksi kuvassa 3a esitetyn elektrodiparin anturikenttä on sellainen, että elektrodipari oleellisesti poimii signaalin lihaksesta samalta syvyydeltä kuin on elektrodien 310 ja 311 välinen etäisyys. Elektrodiparin herkkyys voidaan siis virittää eri syvyyksille muuttamalla elektrodien välistä etäisyyttä.

Kuvassa 3b on esitetty kaksi tasomaista elektrodikokoonpanoa. Elektrodit 320 ja 321 ovat samankeskisiä ja poimivat oleellisesti ns. Laplace-signaalin eli elektrodiparin poimiman signaalin johdannaisen. Laplace-elektrodi voi olla herkkä elektrodin alapuolella oleville signaalilähteille. Tässäkin elektrodien välissä ja/tai ympärillä voi olla eristeitä 325 ja 326. Eräässä toisessa kokoonpanossa on kolme elektrodia 330, 331, 332 ja 333, jotka muodostavat esimerkiksi kaksi elektrodiparia ristikkäin. Elektrodien 330 ja 331 välinen etäisyys voi olla eri kuin elektrodien 332 ja 333 välinen etäisyys. Tässäkin elektrodien ympärillä voi olla eriste 335.

Kuvassa 3c on esitetty kaksi suoraviivaista elektrodikokoonpanoa. Elektrodit 340 on järjestetty riiviin, ja kahden elektrodin välissä on aina eriste 345. Elektrodeja voi olla mikä tahansa märää, esimerkiksi 3, 5, 7 tai 10, tai jopa hyvin suuri määrä, kuten 50 tai 100, elektrodien suoraviivaisessa nauhassa. Suoraviivaisen elektrodijärjestelyn ympärillä voi olla eriste 348, jolloin eriste 348 voi olla samaa materiaalia kuin eriste 345 ja yhteydessä eristeeseen 345, tai se voi olla eri materiaalia. Myös elektrodit 350, 351, 352 ja 353 on järjestetty riviin, ja niiden ympärillä voi olla yhteinen eriste 354.

Kuvassa 3d on esitetty eräs elektrodikokoonpano. Elektrodit 360 voi olla järjestetty säännölliseen tai epäsäännölliseen muotoon, esimerkiksi ruudukoksi, jossa on N x M elektrodia, tai elektrodeja voi olla jakautuneina satunnaisesti tai kuusikulmion muotoon. Elektrodien ympärillä voi olla yhteinen eriste 361.

Kuvassa 3e on esitetty suoraviivainen elektrodijärjestely, jonka ympärillä on maadoituskappale tai -osa. Elektrodit 370, 371, 372 ja 373 voi olla järjestetty riviin, ja ne voivat olla muodoltaan pitkänomaisia siten, että elektrodien pituussuunta on kohtisuora siihen riviin nähden, johon elektrodit on järjestetty. Elektrodien ympärillä voi olla eriste 374. Kuvan 3e kokoonpanossa on maadoituskappale tai maadoitusosa 375, joka ympäröi kokoonpanoa ainakin osittain tai kokonaan. Termi ympäröidä voidaan ymmärtää vapaasti siten, että maadoituskappale vain ulottuu elektrodijoukosta poispäin ja on sijoitettu esimerkiksi elektrodien ainakin kahdelle vastakkaiselle puolelle. Maadoituskappale ei ehkä ole aktiivinen elin signaalien vastaanottamisessa, ja maadoituskappale voi olla vain suuri sähköä johtava esine ilman mitään aktiivisia osia tai ilman minkäänlaista kytkentää signaaleja vastaanottavaan elektroniikkaan. Maadoituskappale voi myös ulottua syvyyssuunnassa siten, että se muodostaa elektrodien ympärille yhdeltä sivulta avoimen laatikon (laatikossa voi olla kulku elektrodien johtimille). Maadoituskappale voi toimia elektrodi-järjestelyn anturikentän rajoittimena siten, että tämä poimii vieläkin tarkemmin signaaleja järjestelyn alapuolelta ja on epäherkkä sivulta tuleville signaaleille. Lisäksi maadoitusosa voi estää elektrodeja poimimasta ympärillä olevaa sähkömagneettista kohinaa. Maadoitusosa voi myös ympäröidä muita elektrodikokoonpanoja, kuten kuvassa 3f esitettyä elektrodikokoonpanoa, jossa elektrodien 380 ympärillä on eriste 381 ja maadoitusosa 382.

Kuvassa 4a on esitetty kädessä pidettävä lihassignaalien analysointilaite 400. Laitteessa on elektrodipää 410, joka voidaan kiinnittää ja irrottaa laitteesta tarpeen mukaan. Tämän järjestelyn avulla elektrodijärjestelyä voidaan vaihtaa tarvittaessa, esimerkiksi analysoitavan lihaksen tyypin mukaan. Syvempien ja/tai suurempien lihaksien yhteydessä voidaan käyttää elekt-rodijärjestelyjä, joilla on herkkyys syvemmälle, ja voi olla myös elektrodipäitä, jotka soveltuvat tasaisille tai epätasaisille tai kaartuville ihopinnoille. Eri elekt-rodipäät voivat olla eri materiaalia. Lisäksi elektrodipäät voivat olla henkilökohtaisia tai ne voivat olla kertakäyttöisiä hygieenisyyden parantamiseksi. Laitteessa voi myös olla näppäimiä toimintojen ohjaamiseksi, esimerkiksi signaalinkeruunäppäin 420 ja käyttöliittymän ohjausnäppäimiä 430. Siinä voi olla näyttö tai valodiodiosoitin 440, tai kaiutin äänimerkin antamiseksi, jolla käyttäjälle ilmoitetaan lihaksen tilan analyysin tulos.

Kuvassa 4b on esitetty elektrodipäitä kädessä pidettävää lihassignaalin analysointilaitetta varten. Elektrodipää 450 on suoraviivaista tyyppiä, jossa elektrodit 455 on järjestetty suoraviivaisesti. Elektrodit 455 voivat olla muodoltaan pitkänomaisia, ja kosketuksen parantamiseksi ne voivat olla lievästi koholla niitä ympäröivästä eristysmateriaalista. Elektrodipään 450 kotelo 458 toimii maadoituskappaleena, ja sekin on kosketuksessa ihoon. Elektrodipää 460 on erityyppinen suoraviivainen elektrodi, jossa elektrodien 465 välissä on eristäviä osia. Elektrodipää 470 on pyöreää tyyppiä, jossa elektrodit 470 ovat samankeskiset. Elektrodipäässä on maadoituskappale 478. Kaikissa elekt-rodipäissä on liitin pään kiinnittämiseksi fyysisesti ja/tai sähköisesti analysointilaitteeseen. Elektrodipäät voivat olla passiivisia, tai ne voivat olla aktiivisia siten, että ne sisältävät signaalin vastaanottoelektroniikkaa elektrodien poimiman signaalin vahvistamiseksi ja/tai digitoimiseksi.

Kuva 5a esittää lohkokaaviona laitetta 500 lihaksen tilan määrittämiseksi. Laite voi olla sijoitettu koteloon 510, joka soveltuu laitteen pitämiseen kädessä lihassignaalien poimimisen suorittamiseksi. Laitteessa voi olla muisti 520, joka käsittää tietoja 530, kuten vastaanotetun signaalin, ja ohjelmia 535, kuten taajuussisällön analysointiohjelman ja/tai poimimisen ohjausohjelman ja/tai käyttöliittymäohjelman. Laitteessa voi olla signaalin vastaanottoyksikkö 540 elektrodiyksikön 570 poimiman signaalin vahvistamiseksi ja/tai digitoimiseksi. Signaalin vastaanottoyksikön toiminallisuus voi myös olla toteutettu osittain tai kokonaan elektrodiyksikössä. Laitteessa voi olla myös näyttö tai osoitinyksikkö analyysin tuloksen näyttämiseksi tai osoittamiseksi käyttäjälle. Laite voi toimia siten, että signaalin vastaanotto ja osoittaminen tehdään kertatoimintona, tai siten, että signaalin vastaanottamista, analysointia ja osoittamista tapahtuu jatkuvasti, jolloin laitetta voidaan siirtää iholla sellaisten alueiden löytämiseksi lihaksista, jotka ovat passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa. Laite voi osoittaa passiivisen tahdottoman jännitystilan ääni- tai valomerkillä.

Kuva 5b esittää lohkokaaviona järjestelmää lihaksen tilan määrittämiseksi. Järjestelmässä voi olla elektrodiyksikkö 580, signaalin vastaanottoyksikkö 582, analysointiyksikkö 584, joka käsittää suorittimen 590 ja muistin 592, sekä näyttö-/osoitinyksikkö 586. Eri yksiköillä voi olla eriasteinen toiminnallisuus; ne voivat käsittää perustoiminnallisuutensa lisäksi käsittää esimerkiksi virtapiirejä, suorittimia, muistia ja tiedonsiirtovälineitä. Eri yksiköt voidaan toteuttaa erillisinä laitteina, tai jotkut tai kaikki niistä voidaan yhdistää samaan laitteeseen. Lisäksi eri yksiköt ja laitteet voidaan liittää toisiinsa langallisella, optisella tai langattomalla yhteydessä signaalien, käskyjen ja datan siirtämiseksi.

Kuva 6a esittää esimerkkinä ei-väsyneessä normaalissa tilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin spektriä. Spektrissä näkyy signaalin matalien taajuuksien 600 suhteellisesti suuri sisältö ja selvä sisältö keskitaajuuksia 610. Korkeita taajuuksia 620 on selvästi vähemmän signaalissa, joka on saatu normaalista ei-väsyneestä lihaksesta lepotilassa. Spektrissä näkyy myös signaalin vastaanottoyksikön ympäristöstä poimima 50 Hz:n sähköinen kohina 630.

Kuva 6b esittää esimerkkinä passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin spektriä. Kuvan 6a spektriin verrattuna passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin matalataajuussisältö 650 on pienempi ei-väsyneeseen lihakseen verrattuna. Tämä on vastoin perinteistä käsitystä lihassignaalien käyttäytymisestä. Passiivisessa tahdottomassa jännityksessä olevasta lihaksesta tulevan signaalin keskitaajuussisältö 660 on jonkin verran lisääntynyt ei-väsy-neeseen lihakseen verrattuna. Passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa olevasta lihaksesta tulevan signaalin korkeataajuussisällössä 670 on selkeää nousua ei-väsyneeseen lihakseen verrattuna. Näin ollen passiivisessa tah dottomassa jännitystilassa olevan lihaksen normalisoitu spektrisummaosoitin on korkeampi kuin ei-väsyneen lihaksen. Tässäkin esiintyy ympäristön 50 Hz:n kohina 680.

Keksinnön eri suoritusmuodot voidaan toteuttaa muistissa olevan tietokone-ohjelmakoodin avulla, joka saa vastaavat laitteet suorittamaan keksinnön. Esimerkiksi kädessä pidettävä analysointilaite voi käsittää virtapiirejä ja elektroniikkaa tietojen hankkimiseksi, vastaanottamiseksi ja analysoimiseksi, muistissa olevan tietokoneohjelmakoodin sekä suorittimen, joka tietokone-ohjelmakoodin ajon yhteydessä saa laitteen suorittamaan suoritusmuodon piirteet. Lisäksi erillinen analysointilaite voi käsittää virtapiirejä ja elektroniikkaa tietojen hankkimiseksi, vastaanottamiseksi ja lähettämiseksi, muistissa olevan tietokoneohjelmakoodin sekä suorittimen, joka tietokoneohjelma-koodin ajon yhteydessä saa laitteen suorittamaan suoritusmuodon piirteet.

On selvää, että nyt esillä oleva keksintö ei rajoitu pelkästään edellä esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Menetelmä lihassignaalien analysoimiseksi, jossa menetelmässä: - vastaanotetaan (110) signaali, joka on mitattu lihaksesta lepotilassa elektrodin avulla, - määritetään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi: - määritetään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuuden korkealla taajuudella (120), joka kuuluu korkeataajuuskaistaan, joka alkaa 50 Hz:stä ja päättyy 150 Hz:iin, 300 Hz:iin tai korkeammalle taajuudelle, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa taajuuksia, jotka lihas tuottaa passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa ja - määritetään mainitun mitta-arvon perusteella (130), joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, kun signaali sisältää enemmän korkeita taajuuksia kuin normaali ei-väsyneen lihaksen signaali.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, joka on tarkoitettu ohjaamaan harjoitusta, jossa menetelmässä lisäksi: - mitataan signaali lepotilassa olevasta lihaksesta useilla elektrodeilla (210), jotka on sijoitettu iholle mainitun lihaksen päälle, - määritetään mainitun signaalin spektrin momenttiarvo (240), joka osoittaa mitta-arvon, joka saadaan kertomalla taajuuskorin taajuusarvo saman korin amplitudiarvolla koritulon muodostamiseksi (220) ja laskemalla eri taajuuksien koritulot yhteen (230), jolloin mainittu momenttiarvo (240) vastaa mainitun signaalin taajuussisältöä, - määritetään momenttiarvon perusteella lihaksen tila ja - ohjataan harjoitusta mainitun lihaksen määritetyn tilan avulla.

3. Laite (400, 500) lihaksen tilan määrittämiseksi, joka laite käsittää suorittimen (540), muistin (520), jossa on tietokoneohjelmakoodi (535), jotka muisti (520) ja tietokoneohjelmakoodi (535) on järjestetty suorittimen (540) kanssa saamaan laite: - vastaanottamaan signaali, joka on mitattu lihaksesta lepotilassa elektrodin avulla (110), - määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, tunnettu siitä, että laite käsittää lisäksi tietokoneohjelmakoodin, joka saa laitteen: - määrittämään mitta-arvon, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella (120), joka kuuluu korkeataajuuskaistaan, joka alkaa 50 Hz:stä ja päättyy 150 Hz:iin, 300 Hz:iin tai korkeammalle taajuudelle, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa taajuuksia, joita lihas tuottaa passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa ja - määrittämään mainitun mitta-arvon perusteella (130), joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, kun signaali sisältää enemmän korkeita taajuuksia kuin normaali ei-väsyneen lihaksen signaali.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite (400, 500), joka käsittää lisäksi tietokoneohjelmakoodin (535), joka järjestetty suorittimen kanssa saamaan laite: - poimimaan signaali lihaksesta ainakin kahdella elektrodilla, jotka on sijoitettu iholle mainitun lihaksen päälle (210), - määrittämään mainitun signaalin spektrin momenttiarvo (240), joka osoittaa mitta-arvon, joka saadaan kertomalla taajuuskorin taajuusarvo saman korin amplitudiarvolla koritulon muodostamiseksi (220) ja laskemalla eri taajuuksien koritulot yhteen (230), jolloin mainittu momenttiarvo (240) vastaa mainitun signaalin taajuussisältöä ja - määrittämään momenttiarvon perusteella lihaksen tila.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, joka käsittää lisäksi: - yksikön mainitun lihaksesta mitatun signaalin käsittelemiseksi (540, 584), - osoittimen (560, 586) sen osoittamiseksi, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, mainitun mitta-arvon perusteella, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella, ja - elektrodijärjestelyn (410, 450, 460, 470), joka elektrodijärjestely käsittää: - ainakin kaksi elektrodia (455, 465, 475), jotka ovat sähköä johtavaa materiaalia, asetettaviksi kosketukseen ihon kanssa, kun mainittua elektrodijärjestelyä käytetään, - sähköeristeen, joka ympäröi ainakin toista mainituista kahdesta elektrodeista, - passiivisen maadoituskappaleen (458, 478), joka on sähköä johtavaa materiaalia ja järjestetty joutumaan kosketukseen ihon kanssa, kun mainittua elektrodijärjestelyä käytetään, jolloin mainittu maadoituskappale ympäröi mainittuja ainakin kahta elektrodia (455, 465, 475) rajoittaakseen mainittujen ainakin kahden elektrodin signaalinpoimimista mainitun maadoituskappaleen rajojen ulkopuolelta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, jossa mainittu elektrodijärjestely (450, 460) käsittää ainakin kaksi elektrodiparia (455, 465), joissa ainakin kahdessa elektrodiparissa on erilainen parin elektrodien välinen etäisyys erilaisen syvyysherkkyyden muodostamiseksi mainituille ainakin kahdelle elektrodiparille.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, jossa mainitut ainakin kaksi elektrodiparia on järjestetty joko lineaarisesti oleellisesti yhteen riviin tai ristikkäin siten, että elektrodiparien elektrodien väliset linjat muodostavat suorakulmaisen ristin.

8. Järjestelmä (400, 500) lihaksen tilan määrittämiseksi, joka järjestelmä käsittää elektrodijärjestelyn (410, 450, 460, 470), suorittimen (540), muistin (520), jossa on tietokoneohjelmakoodi (535), jolloin muisti ja tietokoneohjelmakoodi on järjestetty suorittimen (540) kanssa saamaan järjestelmä: - poimimaan (110) signaali lihaksesta mainitun elektrodijärjestelyn ainakin kahdella elektrodilla, - määrittämään mitta-arvo, joka osoittaa mainitun signaalin taajuussisällön, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi tietokoneohjelmakoodin, joka saa järjestelmän: - määrittämään mitta-arvon, joka osoittaa mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella (120), joka kuuluu korkeataajuuskaistaan, joka alkaa 50 Hz:stä ja päättyy 150 HZ:iin, 300 Hz:iin tai korkeammalle taajuudelle, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa taajuuksia, joita lihas tuottaa passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa ja - määrittämään (130) perustuen mainitun signaalin voimakkuuteen korkealla taajuudella, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, kun signaali sisältää enemmän korkeita taajuuksia kuin normaali ei-väsyneen lihaksen signaali.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, jossa mainittu elektrodijärjestely (410, 450, 460, 470) käsittää: - ainakin kaksi elektrodia (455, 465, 475), jotka ovat sähköä johtavaa materiaalia, asetettaviksi kosketukseen ihon kanssa, kun mainittua elektrodijärjestelyä käytetään, - sähköeristeen, joka ympäröi ainakin toista mainituista kahdesta elektrodeista, - passiivisen maadoituskappaleen (458, 478), joka on sähköä johtavaa materiaalia ja järjestetty joutumaan kosketukseen ihon kanssa, kun mainittua elektrodijärjestelyä käytetään, jolloin mainittu maadoituskappale ympäröi mainittuja ainakin kahta elektrodia (455, 465, 475) rajoittaakseen mainittujen ainakin kahden elektrodin signaalinpoimimista mainitun maadoituskappaleen rajojen ulkopuolelta.

10. Tietokoneohjelmatuote, joka on järjestetty haihtumattomaan tietokoneella luettavaan välineeseen, joka tietokoneohjelmatuote käsittää tietokone-käskyjä, jotka järjestelmän ainakin yhdellä suorittimella suoritettuina saavat järjestelmän: - vastaanottamaan (110) signaalin, joka on mitattu lihaksesta lepotilassa elektrodin avulla, - määrittämään mainitun signaalin taajuussisällön, tunnettu siitä, että tietokoneohjelmatuote käsittää lisäksi käskyjä, jotka saavat järjestelmän: - määrittämään (120) mainitun signaalin voimakkuutta korkealla taajuudella, joka kuuluu korkeataajuuskaistaan, joka alkaa 50 Hz:stä ja päättyy 150 Hz:iin, 300 Hz:iin tai korkeammalle taajuudelle, jolloin mainittu korkea taajuus vastaa taajuuksia, joita lihas tuottaa passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa ja - määrittämään (130) perustuen mainitun signaalin voimakkuuteen korkealla taajuudella, että lihas on passiivisessa tahdottomassa jännitystilassa, kun signaali sisältää enemmän korkeita taajuuksia kuin normaali ei-väsyneen lihaksen signaali.