فهرست مطالب

مهندسی پزشکی زیستی - سال سیزدهم شماره 2 (تابستان 1398)

فصلنامه مهندسی پزشکی زیستی
سال سیزدهم شماره 2 (تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سیده سعیده زاهدی حقیقی، سید محمود سخایی*، محمدرضا دلیری صفحات 95-104

    یکی از راه های ارتباط انسان و کامپیوتر بر پایه ی شناخت احساسات است. در این مقاله، مساله تشخیص احساسات با استفاده از سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مورد توجه قرار گرفته و در آن، با توجه به خاصیت غیرایستایی EEG، با استفاده از تجزیه مد تجربی (EMD)، توابع مد ذاتی (IMF) استخراج شده و سپس 3 IMF اول انتخاب می شود. هر IMF با پنجره یک ثانیه ای تبدیل به تکه های کوچکتری می شود و از هر قسمت ویژگی توان استخراج می شود. سپس با استفاده از یک نگاشت مناسب، موقعیت الکترودها درسیستم 10-20 به موقعیت پیکسل ها در یک تصویر تبدیل می شود و ویژگی های استخراج شده به عنوان مولفه های رنگ پیکسل در نظر گرفته می شود. برای تعیین کلاس ظرفیت، مجموعه ی همه ی تصویرهای تولیدشده، به عنوان ورودی به یک شبکه یادگیری عمیق داده می شود و خروجی، کلاس بالا یا پایین ظرفیت را مشخص می کند. همین روند برای تعیین کلاس برانگیختگی انجام می شود. برای بررسی روش از پایگاه داده ی DEAP استفاده شده است. با انتخاب تصویر با اندازه ی 17×17، میانگین دقت و انحراف معیار طبقه بندی برای ظرفیت 78.58٪ و 3.9 و برای برانگیختگی 78.66٪ و 3.1 به دست آمد که در مقایسه با کارهای مشابه بهبود قابل توجهی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: الکتروانسفالوگرافی، تجزیه مد تجربی، تشخیص احساسات، شبکه یادگیری عمیق
  • شاهرخ شجاعی*، حامد عباسی، نسیم نادری صفحات 105-115

    امروزه جهت تصمیم‏گیری بسیاری از اعمال جراحی قلب و اینکه بیمار قابل عمل است یا از زمان عمل گذشته است، نیاز به اندازه گیری مقاومت عروق ریوی اندازه گیری دارد و چنانچه این مقاومت از یک حد آستانه بالاتر باشد، بیمار غیرقابل عمل تلقی میگردد. وحتی گاهی درمان هایی برای کاهش مقاومت عروق ریوی در بیماری های اولیه ی این عروق انجام می شود که برای پیگیری کاهش مقاومت عروق ریوی،نیاز به اندازه گیری مجدد این پارامتر می باشد. در حال حاضر تنها معیار طلایی این اندازه گیری، استفاده از روش های کاتتریسم می باشد که تهاجمی بوده و با عوارضی همراه است. امروزه با توجه به وضعیت بیماران قلبی ارائه روش های غیرتهاجمی بادقت کافی و مناسب ضروری به نظر می رسد. هدف از انجام این تحقیق یافتن یک جانشین برای عمل کاتتریسیم جهت تخمین و اندازه گیری مقاومت عروق ریوی و همچنین بررسی معیارهای عملکردی بطن راست و تبدیل آنها به فرم نرم افزاری در فشارهای متفاوت عروق پولمونری می باشد.

    کلیدواژگان: پیش بینی، شبکه های عصبی مصنوعی، مقاومت عروق ریوی، اکوکاردیوگرافی
  • سمیه رئیس دانا*، سمانه صفری صفحات 117-134

    در این پژوهش، یک طرح بازاریابی عصبی توسط پردازش سیگنالهای EEG انجام شده است که در آن میزان علاقمندی افراد جامعه به خرید یک کالای تزئینی نسبتا لوکس ارزیابی شود. سیگنالهای مغزی 24 شرکت کننده در حین تماشای تصاویر سنگ های زینتی (که بر اساس معیارها و شاخص های ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی در صادرات است) ثبت و پردازش می شود تا اطلاعات معناداری از فعالیت مغزی درگیر در فرآیند احساسی/دوست داشتن و تصمیم گیری/انتخاب به دست آید. سیگنالهای ثبت شده در فاز تحریک و انتخاب در چند مرحله برای حذف نویز ها و آرتیفکت ها پیش پردازش می شوند. سپس به منظور به دست آوردن نواحی فعال مغزی هنگام تماشای سنگ های ارزشمند، داده های 19-کاناله EEG توسط ابزارهای چندگانه پردازش شدند. نگاشت مغزی و آنالیز منطقه ای انجام شده فعالیت نواحی اکسیپیتال> فرونتال> لیمبیک بیش از سایر نواحی را نشان می دهد. ضمنا نیمکره چپ بیش از نیمکره راست فعالیت داشته است. در فاز بعدی، ویژگی غیرخطی آنتروپی تقریبی از سیگنالها استخراج شده و برای آموزش شبکه عصبی-فازی استفاده شد. شبکه نوروفازی به عنوان طبقه بند اتوماتیک جهت آموزش و پیش بینی انتخاب افراد به کار می رود. نتایج حاصل از این پردازش صحت 86.25% و دقت 87.4% در کلاسبندی سه گروهه (به دو گروه خوشایند و یک گروه ناخوشایند بر حسب انتخابهای کابران) را بیان می کند. در فاز نهایی، با استفاده از اطلاعات پرسشنامه ای به دست آمده از شرکت کنندگان بعد از جلسه ثبت، آنالیز آماری ناخودآگاه و خودآگاه افراد توسط آزمون t، آنالیز واریانس و رگرسیون انجام شده است. نتایج آزمون آماری حاکی از معناداری تفاوت بین شناخت خوشانیدی و ناخوشایندی در انتخاب بین گروه خانمها و آقایان و در انتخاب انواع سنگهاست. همچنین در آزمون آماری، نبود تفاوت معنادار بین انتخابهای خودآگاه و ناخودآگاه رد شد.

    کلیدواژگان: سیگنالEEG، بازاریابی عصبی، آنالیز مولفه های مستقل، آنتروپی تقریبی، شبکه نوروفازی، آنالیز آماری، نگاشت مغزی
  • الیاس ابراهیم زاده*، حمید سلطانیان زاده، بابک نجار اعرابی، سید سهراب هاشمی فشارکی، جعفر مهوری صفحات 135-146

    به خاطر رزولوشن زمانی خوب EEG و رزولوشن مکانی مناسب fMRI ترکیب اطلاعات هم زمان آنها می تواند بهبود عملکرد مکان یابی را به دنبال داشته باشد. در این مقاله سعی شده با استفاده از اطلاعات این دو مدالیته در یک ثبت هم زمان به مکان یابی کانون های صرعی پرداخته شود. بنابراین نخست از طریق شناسایی وقایع اینترایکتال و میانگین گیری، یک الگوی اسپایکر مستخرج از EEG خارج اسکنر ساخته شده و سپس از طریق اعمال همبستگی متقابل بین این الگو و سیگنال EEG درون اسکنر یک سیستم خودکار به منظور استخراج اطلاعات زمانی لحظه وقوع حادثه طراحی شده است. سپس رگرسور به دست آمده بعد از کانوالو شدن با تابع پاسخ سیستم همودینامیک (HRF) از طریق مدل GLM به مکان یابی کانون های صرعی پرداخته است. مطالعه بر روی 6 بیمار صرعی موضعی مقاوم به دارو که در آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز از آن ها ثبت داده صورت گرفته انجام پذیرفته است. نتایج روش پیشنهادی با اطلاعات ارائه شده در EEG برای هر 6 بیمار هماهنگی دارد و از این میان برای 4 بیمار که کاندید جراحی مغز بودند اطلاعات اضافه ارائه کرده است . نتایج بهبود صحت و دقت مکان یابی نسبت به روش های ارائه شده تاکنون را نشان می دهند.

    کلیدواژگان: مکان یابی، کانون های صرعی، ثبت هم زمان EEG-fMRI، سیگنال BOLD، مدل GLM
  • فرزانه کیوان فرد، عباس نصیرایی مقدم* صفحات 147-159

    مغز به عنوان پیچیده ترین عضو بدن انسان، از جنبه های مختلفی مورد مطالعه قرار می گیرد. بیشترین منشا این پیچیدگی از آنجایی ناشی می شود که با وجود ثبات معماری ساختار مغز (اتصالات فیزیکی)، اتصالات کارکردی دینامیک و مختلفی دارد. در بیماری های مغزی، عموما هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز و همچنین ارتباط میان آن ها دستخوش تغییر شده و علائم رفتاری متفاوتی را ناشی می شود. مطالعه تغییرات اتصالات مغزی در اینگونه بیماری ها به شناخت بهتر ارتباط میان ساختار و کارکرد مغز کمک می کند. یکی از اختلالات روانی که بسیار مورد توجه می باشد، بیماری اسکیزوفرنی است که در میان بقیه بیماری های روانشناختی، وخیم تر بوده و هر دو بخش ساختار و کارکرد مغز را به طور گسترده ای درگیر می کند. در میان روش هایی که تاکنون برای بررسی ارتباط میان داده های مغز پیشنهاد شده، رویکرد آنالیز توام به دلیل داشتن قابلیت استخراج اطلاعات متناظر در چند مدالیته، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. با وجود یافته های ارزشمند این روش ها، از آنجاییکه آنالیز آن ها تاکنون محدود به واکسل های تصویر بوده، اطلاعاتی از ارتباط میان اتصالات مغزی فراهم نشده است. در این پژوهش، الگوریتم پیوندی آنالیز مولفه های مستقل به منظور تحلیل ارتباط میان تغییرات اتصالات کارکردی و ساختاری مغز بیماران اسکیزوفرنی در مقایسه با افراد سالم به کار گرفته شده است. نتایج این مطالعه تایید می کند که ارتباط میان اتصالات مغزی الزاما به صورت یک-به-یک برقرار نمی باشد. همچنین یافته های پژوهش نشان داد تغییرات اتصالات ساختاری مانند superior longitudinal fasciculus و inferior longitudinal fasciculus با تغییرات کارکردی در نواحی مختلفی مانند لوب های گیجگاهی و پیشانی مغزی مرتبط است. با مقایسه قدرت گره و طول کوتاهترین مسیر در زیرشبکه های بدست آمده، کاهش بازدهی در انتقال موازی اطلاعات کارکردی در بیماران اسکیزوفرنی مشاهده گردید. بنابر این یافته ها، آنالیز توام در سطح اتصالات مغزی می تواند به درک بهتر ارتباط میان تغییرات به وجود آمده اتصالات ساختاری و کارکردی مغز کمک کند.

    کلیدواژگان: تصویربرداری تشدید مغناطیسی، آنالیز توام، اتصالات کارکردی و ساختاری، اسکیزوفرنی، دیدگاه شبکه ای
  • فاطمه پورحسن زاده، سید حجت سبزپوشان* صفحات 161-178

    سرطان یکی از عوامل اصلی مرگ در دنیای امروز است. مدل های ریاضی و کامپیوتری می تواند به محققان در درک بهتر این بیماری و بهبود درمانهای فعلی کمک کند. مدل های جدید ارایه شده ممکن است به معرفی روش های درمانی جدیدی منجر شود. در این مقاله، یک مدل اتوماتای سلولی شبکه مربعی از رشد تومور جامد بدون رگ ناهمگون با در نظرگرفتن اثر سیستم ایمنی ارایه شده است. در نظر گرفتن توام ناهمگونی زمانی و مکانی در طول پروسه رشد که در بسیاری از مدل ها در نظر گرفته نشده است، یکی از نوآوری های این مدل است. علاوه بر اندرکنش سلول سالم- تومور، هر سلول تومور در شبکه مدل می تواند با سلول های ایمنی در همسایگی خود نیز اندرکنش داشته باشد. نجات و حتی فرار تومور از سلول های ایمنی و در نظر گرفتن مدلی ساده برای نمایش اثر فراخوانی سیستمهای ایمنی به بافت مورد مطالعه از دیگر نوآوری های این مقاله است. در این تحقیق قوانین تغییر حالات هر سلول را با استفاده از مدلی تصادفی تعریف نموده ایم. شبیه سازی ها در این مقاله برای دو حالت با و بدون در نظر گرفتن سیستم ایمنی انجام شده است. علاوه بر نمایش گرافیکی دو بعدی رشد، پارامترهای کسر رشد و کسر نکروتیک به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شده اند. شبیه سازی ها نشان می دهد که ساختار ناهمگون مدل نتایج سازگارتری با بیولوژیکی سرطان تولید نموده و با داده های تجربی انطباق بیشتری دارد. دیده می شود که تعداد سلولهای موثر ایمنی با دینامیکی مشابه با سلول های توموری افزایش می یابد. در این مقاله به مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی ها با نتایج مطرح شده در مراجع و بررسی تاثیر پارامترهای مدل در مراحل مختلف رشد از نقطه نظر درمانی پرداخته ایم.

    کلیدواژگان: مدلسازی رشد تومور ناهمگون، اتوماتای سلولی، سلولهای موثر ایمنی
  • مهرداد داودی، محمد پرنیان پور*، مهدی باقری روچی صفحات 179-191

    تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامد های کمردرد غیر اختصاصی مزمن به حساب می آید. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راهکاری ارزنده برای تحلیل نحوه همکاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مجال، روش مطالعاتی جدیدی برای مدلسازی بالاتنه و استخراج سینرجی های عضلانی متغیر با زمان در حرکات صفحه ای خم شدن کمر ارائه شده است. بنابراین با لحاظ نمودن 18 عضله تاثیر گذار و تابع هزینه ترکیبی کمینه جرک- انرژی، 24 حرکت و الگوهای عضلانی متناظر آنها شبیه سازی شده اند.جهت بررسی نقش سرعت، الگوی فعالیت عضلانی به دو بخش تونیک ، جهت غلبه بر نیروی گرانش و بخش فازیک، متناسب با سرعت حرکت بالاتنه تقسیم بندی شده اند. در ادامه برای هر جهت سه زمان دستیابی به هدف 0.75 ، 1 و 2 ثانیه لحاظ گردیده است. نتایج نشان می دهد که 77 % از الگوی عضلانی حرکات کمر با استفاده از 4 سینرجی فازیک و 4 سینرجی تونیک حاصل می گردد. سینرجی های بدست آمده کاملا تحت تاثیر جهت و سرعت حرکت می باشند به گونه ای که هر جفت از سینرجی فازیک و تونیک در یکی از جهات اصلی بیشترین تاثیر را ایفاء می کنند. از طرفی افزایش سرعت، سبب افزایش ضریب بزرگی و سریعتر فعال شدن سینرجی های فازیک نسبت به حالت معمول می شوند. در ادامه با در نظر گرفتن حرکت ترکیبی 45 درجه خمش به جلو همراه با 30 درجه خمش به چپ، 77.2 % از الگوهای عضلانی حرکت با استفاده از سینرجی های متغیر با زمان بازسازی شده است. می توان بیان نمود که استفاده از سینرجی های عضلانی، توضیح مناسبی را برای چگونگی همکاری عضلات در تولید حرکت در جهات و سرعت های مختلف بیان می نماید.

    کلیدواژگان: سینرجی های متغیر با زمان، سینرجی های تونیک و فازیک، ستون فقرات، کنترل بهینه
|
  • Seyedeh Saeideh Zahedi Haghighi, Sayed Mahmoud Sakhaei *, Mohammadreza Daliri Pages 95-104

    Emotion is one of the most important human quality that plays an important role in life. Also, one way of communicating between human and computer is based on emotion recognition. One way of emotion recognition is based on electroencephalographic Signal (EEG). In this paper, according to the non-stationary property of EEG, intrinsic mode functions (IMF) extracted by using empirical mode decomposition (EMD) and, then first 3 IMFs selected. Each IMF converts into smaller pieces with a one-second window and power feature has been extracted from each piece. Then, by using a suitable mapping, the position of the electrodes in the 10-20 system becomes the position of the pixels in the picture. The extracted features are considered as pixel color components. To determine the class of valence, the set of all generated pictures is given as input to a deep learning network and output determine the high or low class of valence. The same process is used to determine the class of arousal. To examining the method, the DEAP dataset is used. By choosing 17 * 17 for the image size, the mean accuracy and standard deviation were obtained of 78.58% and 3.9 for the valence and 78.66% and 3.1 for the arousal which that shows a significant improvement compared to similar tasks.

    Keywords: EEG, Empirical Mode Decomposition, Emotion Recognition, Deep Learning Network
  • Shahrokh Shojaei *, Hamed Abbasi, Nasim Naderi Pages 105-115

    Nowadays measuring the peripheral resistance of pulmonary artery is of high importance for crucial deciding on accomplishment of many different types of cardiac surgeries. If the resistance is higher than a special threshold the patient is deemed to be inoperable. Even thought there are remedies which have been proposed for dropping the pulmonary artery resistance in initial stages of diseases, re-measuring of this resistance is indispensable for reduction monitoring. Concurrently catheterization is the sole invasive approach that has its own side effects. Due to high number of cardiac patients, it seems necessary to introduce a precise non-invasive approach for measuring the resistance of pulmonary artery. The aim of this study was to find a replacement for catheterization for estimation and measurement of pulmonary vascular resistance (PVR) and to evaluate the right ventricular function and converting them into a form of software (according to neural network) at different pressures of the pulmonary vessels.

    Keywords: prediction, Artificial neural networks, pulmonary arterial resistance, Echocardiography
  • Somayeh Raiesdana *, Samaneh Safari Pages 117-134

    In this study, a neuromarketing project was conducted via EEG signal processing in which the individuals’ interest for buying a relatively luxurious decorative product (which has a relative advantage in exports based on commonly evaluated criteria and indicators in economic) was evaluated. EEG signals of 24 participants during observing and selecting gemstone images were recorded and processed in order to analyze statistical significance of brain activity variations involved in the emotional (liking) and the decision making (choosing) processes. The recorded signals during the stimulation and selection phases were pre-processed in several steps to remove the existing noises and artifacts. Then, the 19-channel EEGs were processed via multiple tools to indicate active brain regions while watching gemstones. Brain mapping and regional analysis indicated that the occipital>frontal>limbic regions were more activated than other regions. Moreover, the left hemisphere has been more active than the right hemisphere. At the next step, nonlinear entropy feature of each signal segment was extracted to be used for training a neurofuzzy system which is an automatic classifier that learns to classify the individuals’ choices. The classification has resulted in 86.25% precision and 87.4% accuracy in a three-class classification task (including two pleasant selections and one unpleasant selection). At the final step, using a questionnaire filled by participants following the recording session, a number of statistical analyses were performed over the self-conscious and unconscious by means of statistical tools including t-test, analysis of variance and regression. The results of statistical tests indicated that there are significant differences for the cognition of liking or preferring among different choices and based on the selections made by women and men. Furthermore, the lack of existence of a significant difference between conscious and unconscious choices were rejected.

    Keywords: EEG signal, Neuromarketing, Independent component analysis, Approximate Entropy, Neurofuzzy network, statistical analysis, Brain mapping
  • Elias Ebrahimzadeh *, Hamid Soltanian, Zadeh, Babak Nadjar Araabi, Seyed Sohrab Hashemi Fesharaki, Jafar Mehvari Habibabadi Pages 135-146

    Since electroencephalography (EEG) signal contains temporal information and fMRI carries spatial information, we can reasonably expect that a combination of the two contributes greatly to precise localization of epileptic focuses. With that in mind, we have first extracted spike patterns from outside of scanner EEG, through detecting and averaging the interictal epileptiform discharges (IED). Then, having implemented the correlation between the identified pattern and inside-scanner EEG, an automated system was developed to extract the temporal information when an epileptic seizure is triggered. We proceeded to convolve the obtained regressor with the hemodynamic response function (HRF) using the general linear model (GLM) for the purpose of localizing the epileptic focus. This study was conducted on 6 medication-resistant patients with epilepsy whose data was recorded in the National Brain Mapping Lab (NBML). The results of the proposed method are in line with the information provided in EEG for each of the 6 patients, and for the 4 patients who were candidates for brain surgery, they provided further information. The results suggest a significant improvement in localization accuracy and precision compared to existing methods in the literature.

    Keywords: localization, epileptic focus, simultaneous EEG-fMRI recording, BOLD signal, GLM model
  • Farzaneh Keyvanfard, Abbas Nasiraei Moghaddam * Pages 147-159

    Brain as the most complex organ in the human body has been investigated from various aspects. The greatest origin of this complexity is due to the fact that, despite the fixed architecture of brain structure (physical connections), the functional connectivity is in a constantly changing state, resulting to different behaviors. In many mental diseases, both brain structural and functional connectivities and their relationship are changed and cause different symptoms. Investigation of brain connectivity variations in the disease may help to better understanding of the relationship between brain structure and function. One of the most severe and debilitating brain disorders is Schizophrenia in which both brain structure and function are involved. Among all available methods, multimodal analysis of data has been recently gained great interest to provide the capability of extracting association between separate neuroimaging data. However, due to their voxel based viewpoint, relationship between brain connectivities cannot be inferred. In this study, the joint independent component analysis (jICA) has been proposed to investigate the relationship between brain functional and structural connectivity. We applied the suggested approach to combine functional and structural connectivity, in order to assess abnormalities underlying schizophrenic patients relative to healthy people. The findings suggest that the correspondence between brain function and structure is not necessarily one-to-one. The results also indicated that variations in several structural fibers, such as superior longitudinal fasciculus and inferior longitudinal fasciculus, are associated with functional changes in the temporal and frontal lobes. Besides, analyzing the nodal strength and shortest path length in the obtained subnetworks demonstrates that the functional subnetworks efficiency in parallel information transfer in schizophrenic patients is reduced. Overall, the outcomes point out the capability of the proposed method to better understanding of brain functional and structural connectivity association and its variations in brain disorders.

    Keywords: Magnetic resonance imaging, Fusion analysis, Functional, structural connectivity, Schizophrenia, Network perspective
  • S.H Sabzpoushan * Pages 161-178

    Cancer is a leading cause of death in the world. Mathematical and computer models may help scientists to better understand it, and improve current treatments. They may also introduce new aspects of therapy. In this paper, a Cellular Automata model of tumor by emphasizing on immune system is presented. Considering the spetio-temporal heterogeneity that is’t considered in most mathematical models, is one of the novelity of this work. Each tumor cell in a square lattice can interact with both immune and normal cells in its Moore neighborhood. The rules for updating the states of the model are stochastic. Modeling tumor cells scaping from immune system and their survivance and considering immune system recurrement into the studied tissue is another innovation of this model. The results of our simulations are presented with/without considering immune system. The growth fraction and necrotic fraction are used as output parameters beside a 2-D graphical growth presentation. The results of this paper show that considering the heterogeneity will improve the compatibility of the model with biological reality and experimental studies. It can be seen that the number of immune cells increases during the tumor growth and follows the same dynamics as tumor cells. In this paper, we have innovatively focused on the effect of model parameters on different steps of tumor growth from the cancer therapy viewpoint.

    Keywords: heterogeneous tumor growth modeling, effective immune cells, Cellular automata
  • Mehrdad Davoudi, Mohammad Parnianpour *, Mahdi Bagheri Rouchi Pages 179-191

    According to the literature, changes in muscle activity patterns are considered as one of the causes of non-specific chronic low back pain. Recent studies have introduced muscle synergy as a valuable tool for analyzing how muscles work in body movements. In this way, a new study method is proposed for modeling the upper body and extracting time-varying muscle synergies in a flexural motion of the waist. In this way, a new study method is proposed for modeling trunk and extracting time-varying muscle synergies in-plane bending movements of lumbar flexion. Considering 18 effective muscles and function of the combined cost of the minimum jerk - energy, 24 different movements, and their corresponding muscle patterns have been simulated. To evaluate the role of velocity, the pattern of muscle activity was divided into two parts: tonic, to overcome the gravity force and phasic, proportional to the trunk movement velocity. In the following, three fast-reaching times of 0.75, 1, and 2 seconds were considered for each direction. The results showed that 77% of the lumbar muscle pattern of movement was achieved by four phasic synergies and four tonic synergies. The resulting synergies are quite influenced by the movement direction and velocity so that each pair of phasic and tonic synergy is most effective in one of the main directions. On the other hand, the increase in velocity causes elevated amplitude coefficient and accelerated the activation of phasic synergies compared to normal mode. Considering the 45 ° flexion combination with 30 ° left lateral bending, 77.2% of the muscle pattern of movement has been reconstructed using time-varying synergies. It can be argued that the use of muscle synergies expresses a good explanation for how muscles work in the movement in different directions and velocities.

    Keywords: Time-Varying Synergies, Phasic, Tonic Synergies, Spinal cord, optimal control