A comparison among different Hill-type contraction dynamics formulations for muscle force estimation

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A comparison among different Hill-type contraction dynamics formulations for muscle force estimation

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dc.contributor.author Romero Sánchez, Francisco
dc.contributor.author Alonso Sánchez, Francisco Javier
dc.date.accessioned 2018-11-06T08:29:06Z
dc.date.available 2018-11-06T08:29:06Z
dc.date.issued 2016
dc.identifier.issn 2191-9151
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10662/8156
dc.description.abstract El músculo es un tipo de tejido capaz de contraerse y, por lo tanto, acortarse, produciendo una fuerza capaz de generar movimiento. El análisis de su actividad es esencial para entender cómo se genera la fuerza para realizar un movimiento y cómo esa fuerza puede ser estimada a partir de las medidas directas o indirectas. El modelo muscular Hill-tipo es uno de los modelos más utilizados para describir el mecanismo de producción de fuerza. Está compuesto por diferentes elementos que describen el comportamiento del músculo contráctil (serie, paralelo y elástica elemento elástico) y el tendón. En este trabajo analizamos las diferencias entre diferentes formulaciones encontradas en la literatura para estos elementos. Para evaluar las diferencias, un flexo-movimiento de extensión del brazo se realiza, utilizando como entrada a los distintos modelos de electromiografía de superficie de la señal grabada y del músculo-tendón longitudes y por las velocidades de contracción obtenida a partir del análisis dinámico inverso. Los resultados muestran que la fuerza predicha por los diferentes modelos es similar y las principales diferencias en la predicción de la fuerza muscular se observaron en la flexión completa. Se espera que los resultados contribuyan a seleccionar las diferentes formulaciones del modelo muscular tipo Hill para resolver un problema específico. es_ES
dc.description.abstract Muscle is a type of tissue able to contract and, thus, shorten, producing a pulling force able to generate movement. The analysis of its activity is essential to understand how the force is generated to perform a movement and how that force can be estimated from direct or indirect measurements. Hill-type muscle model is one of the most used models to describe the mechanism of force production. It is composed by different elements that describe the behaviour of the muscle (contractile, series elastic and parallel elastic element) and tendon. In this work we analyze the differences between different formulations found in the literature for these elements. To evaluate the differences, a flexo-extension movement of the arm was performed, using as input to the different models the surface electromyography signal recorded and the muscle-tendon lengths and contraction velocities obtained by means of inverse dynamic analysis. The results show that the force predicted by the different models is similar and the main differences in muscle force prediction were observed at full-flexion. The results are expected to contribute in the selection of the different formulations of Hill-type muscle model to solve a specific problem. es_ES
dc.description.sponsorship • Ministerio de Economía y Competitividad y Fondos FEDER. Proyecto DPI2012-38331-C03 • Unión Europea. Fondos FEDER es_ES
dc.format.extent 11 p. es_ES
dc.language.iso eng es_ES
dc.publisher Copernicus Publications es_ES
dc.rights Atribución 3.0 España *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/ *
dc.subject Músculos es_ES
dc.subject Fuerza muscular es_ES
dc.subject Modelo de musculo de Hill es_ES
dc.subject Flexión muscular es_ES
dc.subject Muscle es_ES
dc.subject Muscle strength es_ES
dc.subject Hill-type muscle model es_ES
dc.subject Muscle flexing es_ES
dc.title A comparison among different Hill-type contraction dynamics formulations for muscle force estimation es_ES
dc.type article es_ES
dc.description.version peerReviewed es_ES
dc.rights.accessRights openAccess es_ES
dc.subject.unesco 2411.10 Fisiología del Músculo es_ES
dc.identifier.bibliographicCitation Romero Sánchez, F. y Alonso Sánchez, F. J. (2016). A comparison among different Hill-type contraction dynamics formulations for muscle force estimation. Mechanical sciences, 7, 1, 19-29. ESSN 2191-916X es_ES
dc.type.version publishedVersion es_ES
dc.contributor.affiliation Universidad de Extremadura. Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de los Materiales es_ES
dc.relation.publisherversion https://www.mech-sci.net/7/19/2016/ es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.5194/ms-7-19-2016 es_ES
dc.identifier.doi 10.5194/ms-7-19-2016
dc.identifier.publicationtitle Mechanical sciences es_ES
dc.identifier.publicationissue 1 es_ES
dc.identifier.publicationfirstpage 19 es_ES
dc.identifier.publicationlastpage 29 es_ES
dc.identifier.publicationvolume 7 es_ES


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