Dinámica de cadenas musculoesqueléticas de dos eslabones durante movimientos rápidos: fuerza en el extremo, fuerzas reactivas axiales y de cizallamiento en las articulaciones
Autores: Biscarini, Andrea
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Dinámica de cadenas musculoesqueléticas de dos eslabones durante movimientos rápidos: fuerza en el extremo, fuerzas reactivas axiales y de cizallamiento en las articulaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Modelo dinámico
Cadena musculoesquelética
Fuerzas musculares
Fuerzas de reacción articular
Velocidades angulares
Aceleraciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio proporciona un modelo dinámico para una cadena musculoesquelética de dos eslabones controlada por músculos de una articulación y de dos articulaciones. La fuerza en el extremo de la cadena, y las componentes axial y de cizallamiento de las fuerzas de reacción en las articulaciones, se expresaron de manera analítica como función de las fuerzas o torques musculares, la configuración de la cadena, y las velocidades angulares y aceleraciones de los eslabones. El modelo se aplicó a movimientos de empuje balístico de miembro superior que implican flexión del hombro en el plano transversal y extensión del codo. La simulación numérica destaca que la aceleración angular de la flexión del hombro y la extensión del codo en la fase inicial del movimiento, y la velocidad angular y aceleración de la extensión del codo en la fase posterior del movimiento, inducen una desviación medial proporcional en la dirección de la fuerza en el extremo. La velocidad angular y aceleración del antebrazo afectan selectivamente el valor de las componentes axial y de cizallamiento de la fuerza de reacción del hombro, dependiendo de la configuración de la cadena. Lo mismo ocurre para el brazo y el codo. La contribución combinada de la velocidad angular y aceleración de la extensión del codo puede dar lugar a una fuerza de cizallamiento anterior que actúa sobre el húmero y una fuerza de tracción axial en el antebrazo de hasta 300 N. Esta información puede ayudar a optimizar el rendimiento y estimar/controlar las cargas articulares en actividades deportivas balísticas y ejercicios de resistencia orientados al poder.
Descripción
Este estudio proporciona un modelo dinámico para una cadena musculoesquelética de dos eslabones controlada por músculos de una articulación y de dos articulaciones. La fuerza en el extremo de la cadena, y las componentes axial y de cizallamiento de las fuerzas de reacción en las articulaciones, se expresaron de manera analítica como función de las fuerzas o torques musculares, la configuración de la cadena, y las velocidades angulares y aceleraciones de los eslabones. El modelo se aplicó a movimientos de empuje balístico de miembro superior que implican flexión del hombro en el plano transversal y extensión del codo. La simulación numérica destaca que la aceleración angular de la flexión del hombro y la extensión del codo en la fase inicial del movimiento, y la velocidad angular y aceleración de la extensión del codo en la fase posterior del movimiento, inducen una desviación medial proporcional en la dirección de la fuerza en el extremo. La velocidad angular y aceleración del antebrazo afectan selectivamente el valor de las componentes axial y de cizallamiento de la fuerza de reacción del hombro, dependiendo de la configuración de la cadena. Lo mismo ocurre para el brazo y el codo. La contribución combinada de la velocidad angular y aceleración de la extensión del codo puede dar lugar a una fuerza de cizallamiento anterior que actúa sobre el húmero y una fuerza de tracción axial en el antebrazo de hasta 300 N. Esta información puede ayudar a optimizar el rendimiento y estimar/controlar las cargas articulares en actividades deportivas balísticas y ejercicios de resistencia orientados al poder.