评估EMG辅助和EMG驱动的控制模式在患有中部部位膝关节关节炎的患者中
Dominique Cava1, Trevor Birmingham2, Laura E Diamond3
1Health and Rehabilitation Sciences, Western University, London Ontario, Canada.
Journal of biomechanics
|May 25, 2025
概括
神经肌肉骨建模可以估计膝关节骨关节炎 (OA) 患者的膝关节关节接触力. 电磁图谱辅助的控制模式显示出更好地跟踪膝关节的时刻和更高的力估计,这表明它适合于OA研究.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 整形外科 整形外科 整形外科
- 肌肉骨系统建模
背景情况:
- 膝关节关节炎 (OA) 与走路时膝关节关节接触力 (KJCFs) 的升高有关.
- 直接测量KJCF是一个挑战.
- 神经肌肉骨 (NMSK) 建模提供了一种估计KJCFs的方法,利用电肌图 (EMG) 驱动和辅助控制模式.
研究的目的:
- 评估一个NMSK建模框架,用于估计中枢主导膝关节OA患者的KJCF.
- 为了比较EMG驱动与EMG辅助控制模式在NMSK模型中对这一群体的适当性.
主要方法:
- 从27名患有中位主导膝关节OA的患者中收集了行走数据.
- 一个OpenSim模型被扩展到个体人类学,然后是反向动力学,反向动力学和肌肉分析.
- 肌肉力量和KJCFs被估计使用EMG驱动和EMG辅助的控制模式在校准电肌学信息的神经肌肉骨建模工具箱.
主要成果:
- 与EMG驱动模式相比,EMG辅助模式显示了膝盖曲时刻的优越跟踪 (RMSE = 2.7 ± 2.1 Nm,R2 = 0.9 ± 0.1与RMSE = 12.6 ± 3.9 Nm,R2 = 0.6 ± 0.2).与EMG驱动模式相比,EMG辅助模式显示了膝盖曲时刻的优越跟踪 (RMSE = 2.7 ± 2.1 Nm,R2 = 0.9 ± 0.1与RMSE = 12.6 ± 3.9 Nm,R2 = 0.6 ± 0.2).
- 在EMG辅助模式下,估计KJCF (2.3 ± 1.1BW) 的第二峰中位隔间比EMG驱动模式 (2.1 ± 0.9BW) 高,尽管在统计学上并不显著.
结论:
- 电磁激光辅助控制模式似乎更适合估计膝关节OA患者的KJCF.
- 这一发现对未来的研究和对膝关节OA的临床评估有影响.
