Přejít k obsahu


Three-body segment musculoskeletal model of the upper limb

Citace: VALDMANOVÁ, L., ČECHOVÁ, H. Three-body segment musculoskeletal model of the upper limb. Applied and Computational Mechanics, 2013, roč. 7, č. 1, s. 87-98. ISSN: 1802-680X
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Three-body segment musculoskeletal model of the upper limb
Rok vydání: 2013
Autoři: Ing. Linda Valdmanová , Ing. Hana Čechová Ph.D.
Abstrakt CZ: Hlavním cílem práce je sestavit počítačový model horní končetiny lidského těla složený ze třech tuhých těles. Model je určen k výpočtu svalových sil potřebných pro udržení dané pozice končetiny. Model se skládá ze třech tuhých těles představujících paži, předloktí a ruku. Model obsahuje hlavní svaly, které jsou pevně připojené ke kostem. Místa svalových úponů odpovídají reálné anatomii. Model svalu odpovídá modelu Hillova typu. Segmenty jsou spojeny rotačními klouby a celý vázaný systém je upevněn k rámu v místě ramene. Jelikož v soustavě působí více svalových sil, nežli je nutné, je systém popsán přeurčenou soustavou pohybových rovnic. Soustava je pak řešena optimalizační metodou, která hledá energeticky nejméně náročné řešení. Model je validován elektromyografickým měřením.
Abstrakt EN: The main aim is to create a computational three-body segment model of an upper limb of a human body for determination of muscle forces generated to keep a given loaded upper limb position. The model consists of three segments representing arm, forearm, hand and of all major muscles connected to the segments. Muscle origins and insertions determination corresponds to a real anatomy. Muscle behaviour is defined according to the Hill-type muscle model consisting of contractile and viscoelastic element. The upper limb is presented by a system of three rigid bars connected by rotational joints. The whole limb is fixed to the frame in the shoulder joint. A static balance problem is solved by principle of virtual work. The system of equation describing the musculoskeletal system is overdetermined because more muscles than necessary contribute to get the concrete upper limb position. Hence the mathematical problem is solved by an optimization method searching the least energetically consuming solution. The upper limb computational model is validated by electromyography of the biceps brachii muscle.
Klíčová slova

Zpět

Patička