Validation of Hill-Type Muscle Models in Relation to Neuromuscular Recruitment and Force-Velocity Properties: Predicting Patterns of In Vivo Muscle Force
Notice bibliographique
Résumé
We review here the use and reliability of Hill-type muscle models to predict muscle performance under varying conditions, ranging from in situ production of isometric force to in vivo dynamics of muscle length change and force in response to activation. Muscle models are frequently used in musculoskeletal simulations of movement, particularly when applied to studies of human motor performance in which surgically implanted transducers have limited use. Musculoskeletal simulations of different animal species also are being developed to evaluate comparative and evolutionary aspects of locomotor performance. However, such models are rarely validated against direct measures of fascicle strain or recordings of muscle-tendon force. Historically, Hill-type models simplify properties of whole muscle by scaling salient properties of single fibers to whole muscles, typically accounting for a muscle's architecture and series elasticity. Activation of the model's single contractile element (assigned the properties of homogenous fibers) is also simplified and is often based on temporal features of myoelectric (EMG) activation recorded from the muscle. Comparison of standard one-element models with a novel two-element model and with in situ and in vivo measures of EMG, fascicle strain, and force recorded from the gastrocnemius muscles of goats shows that a two-element Hill-type model, which allows independent recruitment of slow and fast units, better predicts temporal patterns of in situ and in vivo force. Recruitment patterns of slow/fast units based on wavelet decomposition of EMG activity in frequency-time space are generally correlated with the intensity spectra of the EMG signals, the strain rates of the fascicles, and the muscle-tendon forces measured in vivo, with faster units linked to greater strain rates and to more rapid forces. Using direct measures of muscle performance to further test Hill-type models, whether traditional or more complex, remains critical for establishing their accuracy and essential for verifying their applicability to scientific and clinical studies of musculoskeletal function.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».