為評估本研究之等速肌力訓練所搭配之主動式預防脛骨前移裝 置，本系統將以等速肌力訓練儀本身所產生之信號、肌電圖信號、以 及標記影像信號之分析結果，判斷受試者於等速肌力訓練下，A)未配 戴任何防脛骨前移裝置、B)配戴制式防脛骨前移裝置、以及 C)配戴 本研究之功能性電刺激器等三種模式在各項表現之優劣情形。本研究 目前僅針對健康受試者以每秒 60 度角速度進行等速肌力之臨床試 驗。為求客觀性及準確性，上述 A、B、及 C 三種模式將盡可能以隨 機的六種不同組合方式施行
3-1 以等速肌力訓練儀本身所產生之信號進行評估
在一般臨床應用上，等速肌力訓練儀可產生角度位置、角速度、
及力矩強度等數值，以圖形化的方式提供臨床人員判讀，而本研究直 接擷取等速肌力訓練儀動力計所提供之角度位置、角速度、及力矩強 度信號並予以數位化，再分別計算每次伸展或屈曲的最大力矩值、總 功、及膕肌/股四頭肌強度比值(H/Q ratio)[12]，以便了解在未配戴任 何防脛骨前移裝置、配戴制式防脛骨前移裝置、以及配戴本研究之功 能性電刺激器時，等速肌力訓練儀本身所產生的信號是否能顯示任何 差異。
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3-2 以相關肌群之肌電圖信號進行評估
為 配 合 等 速 肌 力 訓 練 儀 之 三 種 模 式 ， 本 研 究 以 Biometrics
DataLINK(圖 3-1)同時記錄肌肉電位變化(肌電圖)以確認當膝關節在 伸展或屈曲時，股四頭肌以及膕肌兩者在不同的膝關節活動角度時，
肌肉電位比例上的差異。
圖 3-1、本研究所使用之肌電圖擷取裝置(Biometrics DataLINK)
3-3 以標記影像信號判斷脛骨位移
除上述兩種評估方法，本研究另以自行開發之標記攝影系統，判 斷在等速肌力訓練下脛骨位移之情形。此標記攝影方式係將標示貼紙 分別貼於股骨及脛骨內側髁(medial condyle)(圖 3-2)，於試驗過程中以 動態攝錄方式針對標示位置進行拍攝，並將所攝錄之影片擷取、分
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析、及運算。由於影像處理皆以後處理方式進行，因此為取得明確位 置改變量，可嘗試多種演算法以期能得最佳之判讀結果。
圖 3-2、以標記攝影方式判斷脛骨位移時標記貼紙所在位置：1) 股骨內側 髁，2)脛骨內側髁
如圖 3-3 所示，此標記攝影系統在電腦端開始記錄時，透過信號 擷取裝置(此裝置亦能輸出信號)傳達指令給予一遙控器以便將等速 肌力儀之信號、肌電圖信號、及標記攝影系統之信號予以同步，此功 能係用以避免人為控制下所可能產生的判斷誤差。
19 圖 3-3、本研究所開發之標記攝影系統
為減少動態攝影所產生之誤差，本系統之攝影器材盡可能架設於 固定位置拍攝(圖 3-4)，並以標記貼紙的半徑進行正規化之影像分析 動作，以期影像誤差能夠降至最低。
圖 3-4、標記攝影系統之擺設
依據該標記攝影系統所擷取之影像，可經由軟體轉換為影像檔案
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(.avi)並取得可後處理之圖片檔案(.emf)，最後再透過 MATLAB 以 K-Means 的方式判斷標示貼紙中心位置及面積大小等參數以確認標 示距離之改變。如圖 3-5 所示，程式將尋找紅色標示點再分別變更為 可判讀之綠色標示點。圖 3-6~3-8 分別表示六次伸展動作當中膝關節 角度於 60 度、40 度、及 20 度時之脛骨前移量
圖 3-5、影像分析過程包括尋找標示點、確認標示點、及計算標示點間的距 離
圖 3-6、膝關節於 60 度時，六次伸展動作之脛骨前移量(標示於圖中)
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圖 3-7、膝關節於 40 度時，六次伸展動作之脛骨前移量(標示於圖中)
圖 3-8、膝關節於 20 度時，六次伸展動作之脛骨前移量(標示於圖中)
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