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Development of a mathematical model for predicting electrically elicited quadriceps femoris muscle forces during isovelocity knee joint motion

机译：预测等速膝关节运动过程中电诱发股四头肌肌力的数学模型的开发

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摘要

BackgroundDirect electrical activation of skeletal muscles of patients with upper motor neuron lesions can restore functional movements, such as standing or walking. Because responses to electrical stimulation are highly nonlinear and time varying, accurate control of muscles to produce functional movements is very difficult. Accurate and predictive mathematical models can facilitate the design of stimulation patterns and control strategies that will produce the desired force and motion. In the present study, we build upon our previous isometric model to capture the effects of constant angular velocity on the forces produced during electrically elicited concentric contractions of healthy human quadriceps femoris muscle. Modelling the isovelocity condition is important because it will enable us to understand how our model behaves under the relatively simple condition of constant velocity and will enable us to better understand the interactions of muscle length, limb velocity, and stimulation pattern on the force produced by the muscle.
机译：背景技术上运动神经元病变患者的骨骼肌直接电激活可以恢复功能性运动，例如站立或行走。由于对电刺激的响应高度非线性且随时间变化，因此精确控制肌肉以产生功能性运动非常困难。准确的和预测性的数学模型可以促进刺激模式和控制策略的设计，从而产生所需的力和运动。在当前的研究中，我们以以前的等距模型为基础，以捕捉恒定角速度对健康人股四头肌肌肉电诱发的同心收缩过程中产生的力的影响。对等速条件进行建模很重要，因为它将使我们能够了解模型在恒定速度的相对简单条件下的行为，并使我们能够更好地理解肌肉长度，肢体速度和刺激模式对由肌肉产生的力的相互作用。肌肉。

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