Dissertação

Determination of Individual Muscle Forces using Multibody Dynamics Analysis and Experimental EMG Data EVALUATED

Este estudo propõe um método de optimização com características fisiológicas para a quantificação de forças musculares individuais redundantes, considerando o nível de activação de músculos superficiais, obtido a partir do sinal electromiográfico. Em dinâmica inversa, foram optimizados os níveis de activação muscular experimentais e quantificados os dos restantes músculos, utilizando um software de dinâmica multicorpo. O optimizador minimiza uma função de custo proposta, constituída por dois termos distintos com pesos ajustáveis: a soma do cubo das tensões musculares individuais e o quadrado da diferença entre os níveis de activação muscular experimentais e optimizados, em cada instante de tempo. Para validar os resultados obtidos, as activações optimizadas foram usadas como input numa perspectiva de dinâmica directa, avaliando a reprodutibilidade do movimento executado. A metodologia proposta foi testada para a flexão/extensão do cotovelo, comparando o ângulo experimental do cotovelo com o resultante da dinâmica directa. Foram obtidos bons resultados para a flexão, o mesmo não se verificou na extensão, possivelmente devido a características geométricas dos principais músculos envolvidos. Os resultados obtidos para a flexão demonstram que esta metodologia permite a quantificação de forças musculares individuais redundantes já que os resultados mostram a activação de músculos medidos e não-medidos, independentemente de estes serem agonistas ou antagonistas, um resultado esperado devido aos dados experimentais. As forças musculares obtidas podem assim ser consideradas fisiologicamente válidas. A inclusão de dados experimentais na função de custo a ser minimizada providencia especificidade, em termos de indivíduos, ao modelo, encorajando a sua aplicação no estudo de casos patológicos.
Activação muscular, Forças Musculares, Optimização, Dinâmica Multicorpo, Optimização com Carácter Fisiológico, Redundância Muscular

Dezembro 10, 2012, 17:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

CO-ORIENTADOR

João Nuno Marques Parracho Guerra da Costa

Universidade de Lisboa - Faculdade de Medicina

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Miguel Pedro Tavares da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar