Comparison of human gastrocnemius forces predicted by Hill-type muscle models and estimated from ultrasound images
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Notice bibliographique
Résumé
Hill-type models are ubiquitous in the field of biomechanics, providing estimates of a muscle's force as a function of its activation state and its assumed force-length and force-velocity properties. However, despite their routine use, the accuracy with which Hill-type models predict the forces generated by muscles during submaximal, dynamic tasks remains largely unknown. This study compared human gastrocnemius forces predicted by Hill-type models with the forces estimated from ultrasound-based measures of tendon length changes and stiffness during cycling, over a range of loads and cadences. We tested both a traditional model, with one contractile element, and a differential model, with two contractile elements that accounted for independent contributions of slow and fast muscle fibres. Both models were driven by subject-specific, ultrasound-based measures of fascicle lengths, velocities and pennation angles and by activation patterns of slow and fast muscle fibres derived from surface electromyographic recordings. The models predicted, on average, 54% of the time-varying gastrocnemius forces estimated from the ultrasound-based methods. However, differences between predicted and estimated forces were smaller under low speed-high activation conditions, with models able to predict nearly 80% of the gastrocnemius force over a complete pedal cycle. Additionally, the predictions from the Hill-type muscle models tested here showed that a similar pattern of force production could be achieved for most conditions with and without accounting for the independent contributions of different muscle fibre types.
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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) | 0,000 | 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 découle