Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình cơ xương khớp chi trên để nghiên cứu sinh học cơ học cho chuyển động gập khuỷu tay
Tóm tắt
Bài báo này trình bày một mô hình cơ xương khớp sinh học của chi trên, có khả năng cung cấp các thông số chính xác về các cơ và khớp, đồng thời nắm bắt những tương tác quan trọng giữa các khớp. Mô hình chi trên bao gồm bảy phần: xương sườn, xương ức, xương đòn, xương bả vai, xương cánh tay, xương quay và xương trụ, được coi là một thể rắn duy nhất và bao gồm 22 cơ. Các lực cơ riêng lẻ có thể được tính toán bằng phương pháp trợ giúp điện cơ đồ (EMG), được xác minh bằng cách so sánh kết quả mô phỏng với các nghiên cứu khác về chuyển động gập khuỷu tay. Những so sánh này cho thấy rằng các lực cơ và mô-men khớp ước lượng tương đối phù hợp với các tài liệu trước đó.
Từ khóa
#cơ xương khớp #mô hình sinh học #chuyển động gập khuỷu tay #điện cơ đồ #mô phỏngTài liệu tham khảo
Erdemir A, Mclean S, Herzog W, et al. Model-based estimation of muscle forces exerted during movements [J]. Clinical Biomechanics, 2007, 22(2): 131–154.
An K N, Kwak B M, Chao E Y, et al. Determination of muscle and joint forces: A new technique to solve the indeterminate problem [J]. Journal of Biomechanical Engineering, 1984, 106(4): 364–367.
Pandy M G, Zajac F E, Sim E, et al. An optimal control model for maximum-height human jumping [J]. Journal of Biomechanics, 1990, 23(12): 1185–1198.
Savelberg H H C M, Herzog W. Artificial neural networks used for the prediction of muscle forces from EMG-patterns [C]//Proceedings of the XVth Congress of the International Society of Biomechanics. Finland: [s. n.] 1995: 810–811.
Lloyd D G, Besier T F. An EMG-driven musculoskeletal model to estimate muscle forces and knee joint moments in vivo [J]. Journal of Biomechanics, 2003, 36(6): 765–776.
Feng J M A F T, Koo T K K. A surface EMG driven musculoskeletal model of the elbow flexion-extension movement in normal subjects and in subjects with spasticity [J]. Journal of Musculoskeletal Research, 1999, 3(2): 109–123.
Koo T K K, Mak A F T. Feasibility of using EMG driven neuromusculoskeletal model for prediction of dynamic movement of the elbow [J]. Journal of Electromyography and Kinesiology, 2005, 15(1): 12–26.
Wang Cheng-tao. Mechanical virtual human of China [J]. Journal of Medical Biomechanics, 2006, 21(3): 172–178 (in Chinese).
Maurel W, Thalmann D. A case study on human upper limb modelling for dynamic simulation [J]. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 1999, 2(1): 65–82.
Pennestri E, Stefanelli R, Valentini P P, et al. Virtual musculo-skeletal model for the biomechanical analysis of the upper limb [J]. Journal of Biomechanics, 2007, 40(6): 1350–1361.
Morrey B F, Chao E Y S. Passive motion of the elbow joint: A biomechanical analysis [J]. Journal of Bone and Joint Surgery: Series A, 1976, 58(4): 501–508.
Chao E Y, Morrey B F. Three-dimensional rotation of the elbow [J]. Journal of Biomechanics, 1978, 11(1–2): 57–73.
Youm Y, Dryer R F, Thambyrajah K, et al. Biomechanical analyses of forearm pronation-supination and elbow flexion-extension [J]. Journal of Biomechanics, 1979, 12(4): 245–251.
Hollister A M, Gellman H, Waters R L. The relationship of the interosseous membrane to the axis of rotation of the forearm [J]. Clinical Orthopaedics and Related Research, 1994, 298: 272–276.
Van Der Helm F C T, Veenbaas R. Modelling the mechanical effect of muscles with large attachment sites: Application to the shoulder mechanism [J]. Journal of Biomechanics, 1991, 24(12): 1151–1163.
Epstein M, Hertzog W. Theoretical models of skeletal muscle [M]. England: John Wiley and Sons Press, 1998.
Garner B A, Pandy M G. Estimation of musculotendon properties in the human upper limb [J]. Annals of Biomedical Engineering, 2003, 31(2): 207–220.
Zajac F E. Muscle and tendon: Properties, models, scaling, and application to biomechanics and motor control [J]. Critical Reviews in Biomedical Engineering, 1989, 17(4): 359–411.
Hermens H J F B, Merletti R. European recommendations for surface electromyography [M]. Netherlands: Roessingh Research and Development Press, 1999.
Cutter N, Kevorkian C G. Handbook of manual muscle testing [M]. New York: McGraw-Hill Press, 1999.
Raikova R. A model of the flexion-Extension motion in the elbow joint-Some problems concerning muscle forces modelling and computation [J]. Journal of Biomechanics, 1996, 29(6): 763–772.
Raikova R T, Aladjov H T. Hierarchical genetic algorithm versus static optimization-Investigation of elbow flexion and extension movements [J]. Journal of Biomechanics, 2002, 35(8): 1123–1135.