کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10433001 910268 2013 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A phenomenological muscle model to assess history dependent effects in human movement
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل عضلانی پدیدارشناختی برای سنجش اثرات وابسته به تاریخ در جنبش انسانی
کلمات کلیدی
بیومکانیک، شبیه سازی دینامیکی به جلو، مدل عضلانی قدرت، پرش مبارزه با جنبش،
ترجمه چکیده
بیشتر مدل های اسکلتی عضلانی مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل جنبش انسانی از مدل های عضلانی هیل استفاده می کنند که به ویژگی های عضلانی ذاتی وابسته به دولت (به عنوان مثال، روابط نیروی طول - سرعت) را در نظر می گیرند، اما به ندرت این مدل ها شامل اثرات وابسته به تاریخ (مانند افسردگی یا افزایش نیرو) . در حالی که رابطه بین کوتاه کردن عضلات و افسردگی نیرویی می تواند به خوبی با کار مکانیکی عضله شناخته شود، رابطه بین کشش عضلات و افزایش نیرو، پیچیده تر است. علاوه بر این، به خوبی شناخته شده نیست که چگونه این ویژگی ها تحت تاثیر حرکت دینامیکی قرار دارند. بنابراین هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل عضلانی تیپ اصلاحی است که شامل ارتقاء نیروی ناشی از کشش به یک مدل قبلی توصیف شده شامل افسردگی نیروی ناشی از کوتاه شدن است. مدل عضلانی اصلاح شده بر اساس داده های تجربی از ماهیچه های سگسی جدا شده بود. برای اعتبارسنجی مدل از شبیه سازی آزمایشهای عضلانی در ناحیه مورد استفاده قرار گرفت و برای بررسی تعاملات اثرات وابسته به تاریخ، شبیه سازی وظیفه حرکت جنبش مردانه (پرش ضد حرکتی) مورد استفاده قرار گرفت. مدل پدیده شناختی افزایش نیروی ناشی از کشش وابسته به هر دو مقدار کشش و طول نسبی فیبر عضلانی بود. شبیهسازی آزمایشهای عضلانی در ناحیه نشان داد که این مدل میتواند با دقت بازسازی نیروی تقویت و افسردگی نیرویی، و همچنین ارتباط افزایشی پیچیده بین این اثرات را نشان دهد. شبیه سازی جهش ضد حرکت نشان داد که یک الگوی پرش مشابه می تواند با یا بدون اثرات وابسته به تاریخ به دست آید و تغییر نسبتا جزئی در فعال شدن عضله می تواند تاثیر این اثرات را کاهش دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
یک مدل عضلانی پدیدارشناختی برای سنجش اثرات وابسته به تاریخ در جنبش انسانی
چکیده انگلیسی
Most musculoskeletal models used to analyze human movement utilize Hill-type muscle models that account for state dependent intrinsic muscle properties (e.g., force-length-velocity relationships), but rarely do these models include history dependent effects (e.g., force depression or enhancement). While the relationship between muscle shortening and force depression can be well characterized by muscle mechanical work, the relationship between muscle stretch and force enhancement is more complex. Further, it is not well known how these properties influence dynamic movements. Therefore, the goal of this study was to develop a modified Hill-type muscle model that incorporated stretch-induced force enhancement into a previously described model that included shortening-induced force depression. The modified muscle model was based on experimental data from isolated cat soleus muscles. Simulations of in situ muscle experiments were used to validate the model and simulations of a simple human movement task (counter-movement jumping) were used to examine the interactions of the history dependent effects. The phenomenological model of stretch-induced force enhancement was dependent on both the magnitude of stretch and relative length of the muscle fiber. Simulations of the in situ muscle experiments showed that the model could accurately reproduce force enhancement and force depression, as well as the complex additive relationship between these effects. Simulations of counter-movement jumping showed that a similar jump pattern could be achieved with and without history dependent effects and that a relatively minor change in muscle activation could mitigate the impact of these effects.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Biomechanics - Volume 46, Issue 1, 4 January 2013, Pages 151-157
نویسندگان
, , ,