A Monte Carlo analysis of muscle force estimation sensitivity to muscle-tendon properties using a Hill-based muscle model

مدل های رانده الکترومیوگرافی سطحی برای ارزیابی نیروهای عضلانی خاص مورد نظر مطلوب هستند. با این حال، این مدل ها شامل پارامترهایی هستند که از مجموعه ای از منابع آمده است، بنابراین ایجاد عدم قطعیت در نیروی تخمین مدل. در این مطالعه، از شبیه سازی مونت کارلو برای ارزیابی حساسیت نیروهای عضلانی مدل مبتنی بر هیل به تغییرات 11 پارامتر در خواص مورفولوژیکی واحدهای عضلانی تاندون و در روابط نیروی طولی و نیروی-سرعت مدل استفاده شده است. ما متغیر نیرو را تجزیه کردیم و حساسیت مدل را به پارامترهای اساسی با استفاده از تجزیه واریایگر واکنش سطوح رتبه بندی کردیم. برای آزمایشهای انجام شده و ساختار مدل هیل، نتایج ما نشان می دهد که پارامترها میتوانند به چهار گروه تقسیم شوند، در حالیکه پارامترهای هر گروه دارای سهم هم افزایی در حساسیت جهانی مدل هستند. گروه اول شامل نیروی حداکثر ایزومتریک و زاویه پنیکت است. گروه دوم شامل طول فیبر بهینه، طول تنه تاندون، فشار مرجع تاندون و عامل شکل تاندون است. گروه سوم شامل عرض و شکل در انتهای عنصر انقباضی فعال همراه با حداکثر سرعت انقباض و ثابت انحنای در منحنی سرعت نیروی است. گروه چهارم تنها شامل افزایش نیرو در طول انقباض غیر عادی بود. دو گروه اول، بیشترین تأثیر را بر حساسیت نیروی خروجی نشان دادند. همانطور که بسیاری از پارامترهای ورودی برای اندازه گیری و تاثیر برآورد نیروها دشوار است، ما پیشنهاد می کنیم که تخمین مدل با فواصل اطمینان و همچنین روابط بین پارامتر ارائه شود تا کاربران را به صراحت به عدم قطعیت مدل در نظر بگیرند.