کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10431268 910211 2015 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Feasible muscle activation ranges based on inverse dynamics analyses of human walking
ترجمه فارسی عنوان
محدوده فعال سازی عضلانی امکان پذیر است بر اساس تجزیه و تحلیل دینامیکی معکوس راه رفتن انسان
کلمات کلیدی
کنترل موتور، مدل اسکلتی عضلانی هماهنگی عضلات، بیومکانیک، راه رفتن،
ترجمه چکیده
اگر چه ممکن است همان حرکت را با استفاده از تعداد نامحدودی از الگوهای فعال سازی عضلانی به دلیل اضافه کاری اسکلتی عضلانی تولید کنیم، اما میزان تغییرات مشاهده شده در فعالیت عضلانی از راه حل های به دست آمده از مدل های بیومکانیکی محاسبه نمی شود. در اینجا، ما طیف وسیعی از سطوح فعال فعال بیومکانیک را در عضلات فرد در طی راه رفتن انسان با استفاده از یک مدل عضلانی اسکلتی و سینتیک و سینماتیک اندازه گیری شده آزمایش کردیم. محدوده فعال سازی عضلانی قابل قبول، حداقل و حداکثر سطح ممکن فعال سازی هر عضله را تعریف می کند که گشتاورهای مشترک را به دینامیکی متصل می کند، فرض می کند که تمام عضلات دیگر می توانند در صورت نیاز فعال شوند. در طول راهپیمایی، 73 درصد از عضلات توانایی فعال شدن سطوح فعال شدن عضلات را داشتند که بیش از 95 درصد از کل فعالیت فعال عضلانی بیش از 95 درصد از چرخه راه رفتن را نشان می داد که به طور جداگانه بیشتر عضلات می توانند به طور کامل فعال یا کاملا غیر فعال باشند همچنان رعد و برق معکوس رعد و برق متصل است. علاوه بر این، شکل های فعال سازی فعال سازی عضلات، شبیه الگوهای فعال سازی عضلانی گزارش شده قبلی یا راه حل های بهینه نیست، به عنوان مثال بهینه سازی استاتیک و کنترل عضلات محاسبه شده، که بر اساس محدودیت های بیومکانیکی مشابه است. نتایج ما نشان می دهد که الزامات گشتاور مشترک از محاسبه پویایی معکوس معکوس برای تعریف فعال سازی عضلات فرد در طی راه رفتن در افراد سالم کافی نیست. شناسایی محدوده فعال سازی عضلات ممکن است یک روش موثر برای ارزیابی تاثیر محدودیت های بیومکانیک و / یا عصبی در فعالیت های عضلانی احتمالا در مقابل حرکات طبیعی و نقص باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
محدوده فعال سازی عضلانی امکان پذیر است بر اساس تجزیه و تحلیل دینامیکی معکوس راه رفتن انسان
چکیده انگلیسی
Although it is possible to produce the same movement using an infinite number of different muscle activation patterns owing to musculoskeletal redundancy, the degree to which observed variations in muscle activity can deviate from optimal solutions computed from biomechanical models is not known. Here, we examined the range of biomechanically permitted activation levels in individual muscles during human walking using a detailed musculoskeletal model and experimentally-measured kinetics and kinematics. Feasible muscle activation ranges define the minimum and maximum possible level of each muscle's activation that satisfy inverse dynamics joint torques assuming that all other muscles can vary their activation as needed. During walking, 73% of the muscles had feasible muscle activation ranges that were greater than 95% of the total muscle activation range over more than 95% of the gait cycle, indicating that, individually, most muscles could be fully active or fully inactive while still satisfying inverse dynamics joint torques. Moreover, the shapes of the feasible muscle activation ranges did not resemble previously-reported muscle activation patterns nor optimal solutions, i.e. static optimization and computed muscle control, that are based on the same biomechanical constraints. Our results demonstrate that joint torque requirements from standard inverse dynamics calculations are insufficient to define the activation of individual muscles during walking in healthy individuals. Identifying feasible muscle activation ranges may be an effective way to evaluate the impact of additional biomechanical and/or neural constraints on possible versus actual muscle activity in both normal and impaired movements.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Biomechanics - Volume 48, Issue 12, 18 September 2015, Pages 2990-2997
نویسندگان
, , , ,