Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Introduction to mecanobiology of cells

100%

Stoltz J. F. , Wang X. , Muller S. , Labrador V.

Applied Mechanics and Engineering

|

1999

|

tom Vol. 4, no spec.

177-183

EN

One fundamental property of living tissues is their ability of adaptation to environment because cells are always exposed to mechanical stresses related to environment or to movement (i.e. external pressure, blood flow pressure related to walking, ...). Today it's generally accepted that these mechanical forces can modify the biological behaviour of cells by affecting their metabolism, secretion of autocrin factors, phenotype, etc ... and that tissus can be remodelled by the mechanical environment. The modifications induced by mechanical factors are now considered as determinant to the comprehension of some patho-physiological processes (i.e.: atherosclerosis, thrombosis, arthrosis, inflammation, ...). In this work, we are going to demonstrate, through 3 examples of cells (cartilage chondrocyte, osteocyte and vascular endothelial cell), the importance of the mechanical factors in cell behaviour and the need of a better link between physics, mechanics and biology. Although numerous studies on this topics, the mechanisms of transduction from a mechanical signal to physiological responses or gene expression in cells remain unclear. In vitro studies on cultured cells allow us to have a good control of mechanical parameters and thus to understand better the induced modifications.

2

An attempt to describe heart attacks via continuum damage mechanics

63%

Życzkowski M.

Archives of Mechanics

|

2000

|

tom Vol. 52, nr 4-5

889-910

EN

In an earlier paper the author expressed the evolution equations of classical continuum damage mechanics in terms of unit dissipated power and proposed an extension to biological materials in vivo, adding a term describing the recovery. In the present paper an analogy with evolution of the coronary artery disease is established. If we denote by S (relative stenosis) one minus the ratio of current luminal area to the initial area, then the condition S = 1 at a certain point of the artery means complete blockage at this point resulting in a heart attack (myocardial infarction). This corresponds to the condition of critical state D = 1 in damage mechanics, where D denotes a scalar measure of damage. Making use of this analogy, an evolution equation for S is proposed, with unit dissipated power replaced by unit power of flow in individual cross-sections of coronary arteries and, subsequently, by the heart power. Further, another evolution equation describes the required heart power in terms of external loadings acting on the organism as a whole. Numerical integration of the evolution equations proposed makes it possible to distinguish the loadings leading to a myocardial infarction from those subject to recovery. Also, the description of stable and unstable angina pectoris is discussed and illustrated by numerical examples.

3

Ocena lokomocji dwunożnej człowieka w ruchu płaskim z wykorzystaniem analizy portretów fazowych uzyskanych za pomocą urządzenia PDA

63%

Zubrycki T. , Suchodoła P. , Jaworek K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2003

|

tom Z. 11

257-264

PL

Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technik cyfrowych - mikrokontrolerów - możliwe było opracowanie, w oparciu o metodę płaszczyzny fazowej, urządzenia PDA, służącego do szybkiej oceny stanu aparatu ruchu człowieka.

4

Projekty i badania w biomechanice

63%

Burcan J. , Wich M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

tom z. 68

151-158

PL

W referacie przedstawiono projekty i badania prowadzone w Zakładzie Geometrii Wykreślnej i Rysunku Technicznego PŁ dotyczące zagadnień biomechaniki.

EN

The paper presents the biomechanical projects and research work carried out in the Division of Descriptive Geometry and Engineering Drawing of the Technical University of Lodz.

5

Biomechanical changes in pregnant women

51%

Opala-Berdzik A. , Bacik B. , Kurkowska M.

Physiotherapy

|

2009

|

tom 17

|

nr 3

51-55

PL

Celem pracy jest przedstawienie problemów związanych z różnorodnymi biomechanicznymi zmianami w układzie mięśniowo-szkieletowym kobiet w ciąży dotyczącymi postawy ciała także w aspekcie dolegliwości bólowych, zwłaszcza w dolnym odcinku pleców. Poruszane są zagadnienia związane ze zmianą funkcjonalnego zakresu ruchomości tułowia oraz ograniczeniami i trudnościami w wykonywaniu czynności codziennych i zawodowych. W pracy przedstawiono także wpływ ciąży na stabilność posturalną i chód. Wiedza zawarta w artykule powinna być pomocna zarówno osobom prowadzącym zajęcia w szkołach rodzenia, jak też lekarzom i fizjoterapeutom w profilaktyce oraz leczeniu dolegliwości układu mięśniowo-szkieletowego u kobiet w ciąży i po porodzie.

EN

The purpose of the paper is to present the problems related to various biomechanical changes taking place in the musculoskeletal system in pregnant women concerning body posture and pain problems and especially low back pain. The changes of the functional motion range of the trunk as well as the limitations and difficulties in daily life activities and work performance are taken into consideration. The influence of pregnancy on postural stability and gait is also presented in the paper. The knowledge gathered in the article should be helpful to those who provide the child birth classes as well as to physicians and physical therapists in prevention and treatment of musculoskeletal complaints of women during pregnancy and post partum.

6

Metoda diagnozowania chodu człowieka

51%

Jaworek K. , Pauk J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2002

|

tom Z. 10

61--66

PL

Przedmiotem pracy jest zaprojektowanie stacji diagnostycznej, która stanie się dostępna dla wielu ośrodków klinicznych w kraju i za granicą. Jej podstawowymi elementami są: elektrogoniometr, mata chodu oraz pakiet programów do filtrowania sygnałów biomechanicznych, szacowania chwilowej wartości mocy oraz do identyfikacji modelu dynamiki lokomocji człowieka.

EN

There is presented a new diagnostic station to measuring kinematic data of human gait in this paper. The station is building from electrogoniometer, gaitrate, and software to filtering biomechanical data, estimating power developed by muscle joints, identification human gait model. The advantages of this station are simplicity and low coast.

7

Zachowanie się kręgosłupa lędźwiowego poddanego kompresji ze zginaniem w warunkach stabilizacji transpedikularnej

51%

Sajewicz E. , Sidun J. , Koronkiewicz T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2002

|

tom Z. 10

143--151

PL

Przedstawiono wyniki badań przemieszczeń odcinka lędźwiowego kręgosłupa, poddanego jednocześnie kompresji i zginaniu (tzw. mimośrodowe ściskanie). Badano przemieszczenia kręgu L3 dla dziewięciu preparatów ustabilizowanych za pomocą systemów Socon, Omega oraz Bial-Stab, a następnie pomiary powtarzano po wykonaniu korporektomii na poziomie L3. Wyniki badań porównywano z uzyskanymi na preparatach nieustabilizowanych. Wykazano, że brak ciągłości przedniej kolumny kręgosłupa nie wpływa na biomechaniczną jakość stabilizacji w zakresie stosowanych obciążeń.

EN

Authors described results of examinations in lumbar spine displacements during compression and flexion - eccentric compression. Displacements were measured at the level L3 in nine lumbar spine specimens stabilized with Socon, Omega or Bial-Stab System. Measurements were repeated after corporectomy at the level L3 and compared with results obtained on lumbar spine specimens without stabilization. The authors proved that break of continuity of anterior spine column had no influence on biomechanical quality of stabilization in the range of used loading.

8

Clareon® – nowa generacja implantów wewnątrzgałkowych w systemie preloadowanym AutonoMe

51%

Kołodziejczyk W. , Jadowska E. , Kałużny B.

OphthaTherapy

|

2018

|

tom 5

|

nr 3

143-148

EN

Innovation in the construction of artificial intraocular lenses has a major impact on the patient’s life comfort after cataract phacoemulsification surgery. In the times of intensive development of cataract surgery, the operator has the choice of the best implant option and the right treatment procedure. Lens production technology is a large area of research and a challenge for many manufacturers in terms of new biomaterials as well as their physical, mechanical and optical properties.

PL

Innowacyjność konstrukcji sztucznych soczewek wewnątrzgałkowych znacząco wpływa na komfort życia pacjenta po zabiegu fakoemulsyfikacji zaćmy. W czasach intensywnego rozwoju chirurgii zaćmy operator ma wybór najlepszej opcji implantu i odpowiedniej procedury leczenia. Technologia produkcji soczewek jest obszernym obszarem badań i stanowi wyzwanie dla wielu producentów zarówno pod względem nowych biomateriałów, jak i ich właściwości fizycznych, mechanicznych oraz optycznych.

9

Thermodynamical modelling of behavior of elasto-viscoelastic layered structure

51%

Maruszewski B. T. , Kamiński H. , Starosta R.

Applied Mechanics and Engineering

|

1999

|

tom Vol. 4, no 2

237-253

EN

The thermodynamical model, derivation of the field equations, proper boundary conditions, analytical and numerical solutions to an elasto-viscoelasto-elastic problem in a layered structure have been presented. Three different kinds of loading have been applied to the structure. A space-time analysis of displacements in each layer has been done.

10

Analiza sygnału emisji akustycznej z korowej tkanki kostnej obciążanej do złamania

51%

Zdunek A. , Trębacz H.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

tom z. 217

145-150

EN

Acoustic emission signals (AE) were recorded during the bending test of rat femora. Bones from two adult age groups were tested: five month (A-5) and 12 months old (A-12). Bones were loaded to fracture in three-point bending. Energy of AE, number of bursts and average energy for one burst were analyzed to maximum force and to final fracture. Qualitative and quantitative differences in AE signals between two age groups were found in quasi-plastic range of deformation, while in the whole test the differences were not present. Number and energy of AE bursts in quasi-plastic range was larger in the older than in the younger bones. The fact was attributed to a larger amount of AE sources and a larger probability of growth of microfractures within the tissue before the final fracture load was achieved. The data confirm that brittleness of healthy, mature bone tissue increases with age.

11

Non-Metallic Composite Materials for Bone Surgery

51%

Chłopek J. , Kmita G.

Engineering Transactions

|

2003

|

tom Vol. 51, iss.2-3

307-323

EN

Possibility of using non-metallic materials in biomedical applications was considered. The attention was focused mainly on polymer materials and both the carbon-carbon and carbon-reinforced polymer composites, their mechanical and biological properties. The obtained results indicate that some of these materials can be successfully used instead of metallic implants for biomechanical functions.

12

Dynamical Forces Inside Facet Joints, Intervertebral Discs and Ligaments of Human Cervical Spine

51%

Gzik M. , Tejszerska D.

Engineering Transactions

|

2003

|

tom Vol. 51, iss.2-3

227-240

EN

The paper presents a dynamic spatial mathematical model in which a head, seven cervical vertebrae, a group of 19 couples of neck muscles, 6 intervertebral discs, ligaments and facet joints are taken into consideration. The created model enables simulation of dynamical forces inside anatomical parts of human neck. The behaviour of the modelled body exposed to action of a~force corresponding to the real enforcement, which occurs at a head-on collision during the road accident was simulated, and the model was verified on the basis of the data obtained from published experiments.

13

Modelling of viscoelastic deformation of cortical bone tissue

51%

Minster J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2003

|

tom Vol. 5, nr 1

11-20

EN

The aim of the paper is to draw attention to exponential viscoelastic creep measures for the description of viscoelastic deformation of the bone tissue. The proposed two-parametric exponential time function provides a real modelling of medium-time deformation processes and brings advantage in interpretation and generalisation of experimental results. This is documented by empirical data taken from literature. The two parameters of the creep measure characterize the capability of a bone tissue to react quickly and viscoelastically to the changes of load and the rate of viscoelastic deformation increment. The models enables a simple time-age superposition and medium-term or long-term predictions.

14

Structure optimization system based on the bone surface adaptation phenomenon

51%

Nowak M. , Morzyński M.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2006

|

tom Vol. 13, No. 4

633-640

EN

In the paper the structure optimization system based on the surface remodeling is presented. The base of algorithm formulation was the trabecular bone surface remodeling phenomenon leading to optimization of the trabecular net in the bone as well as the design with optimal stiffness principle. The closed system including Finite Element mesh generation, decision criterion for structure adaptation and Finite Element Analysis in parallel environment are presented. The issues concerning the use of the tool for the mechanical design are discussed. Some results of computations, using special prepared software are presented.

15

Wybrane zagadnienia modelowania w biomechanice kości

51%

Lekszycki T.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2007

|

tom nr 6

3-264

PL

To ze kości wciąż dostosowują w ciągu życia organizmu swą wewnętrzną strukturę i zewnętrzny kształt do obciążeń mechanicznych jest wiadomo od dawna a. systematyczne badania w celu wyjaśnienia tego zjawiska prowadzone są juz od ponad wieku. Ponieważ podstawową i najważniejszą rolą układu kostnego są jego funkcje mechaniczne zapewniające utrzymanie organów we właściwych pozycjach, ich ochronę przed urazami i zapewnienie organizmowi funkcji ruchowych umiejętność adaptacji do zmieniających się w czasie warunków ma ważne implikacje zarówno praktyczne jak i teoretyczne. W ostatnich trzech, dekadach nastąpił niezwykłe szybki postęp badań w dziedzinie biomechaniki kości w dużej mierze spowodowany rozwojem technik eksperymentalnych i komputerowych zaś modelowanie procesów odpowiedzialnych za adaptację zajmuje w nich ważne miejsce. Jednak te zjawiska są niezwykle złożone i zależne zarówno od lokalnych czynników jak i sygnałów z układu centralnego więc mimo intensywnych badań zrozumienie natury i szczegółów7 mechanizmów biorących udział w tych procesach nie jest wciąż pełne. W przeszłości postulowano różne opisy zjawisk odpowiedzialnych za przebudowę tkanki kostnej i związane z tym procesy zmiany kształtu kości i jej mikrostruktury Większość z tych modeli ma charakter fenomenologiczny i w związku, z tym nie nadaje do badań mających doprowadzić do lepszego zrozumienia problemu. Inne podejście intuicyjnie akceptowalne przez niektórych badaczy opiera się na założeniu że kość reprezentuje pewną optymalną konstrukcję. Niestety takie podejście też posiada szereg ważnych wad i nie jest po™ wszechnie stosowane. Z analizy aktualnego stanu wiedzy wynika ze istnieje pewna istotna luka i potrzebne jest jakieś generalne podejście które umożliwi formalne wyprowadzenie matematycznych związków opisujących różne modele funkcjonalnej adaptacji kości przystosowanych do teoretycznych badań wybranych biomechanicznych efektów oraz nadających się do implementacji w programach komputerowych służących do numerycznych symulacji badanych procesów. Praca niniejsza stanowi próbę zapełnienia istniejącej luki. Zaproponowano nowe podejście do problemu modelowania zjawisk przebudowy kości oparte na oryginalnej sformułowanej przez autora hipotezie optymalnej reakcji kości. Zgodnie z tą hipotezą kość nie reprezentuje optymalnego układu jednak spośród wszystkich możliwych w ramach istniejących ograniczeń reakcji, reaguje tak aby zapewnić w każdej chwili najszybszą poprawę wybranego funkcjonału jakości opisującego jakąś określoną cechę kości. Na pierwszą, przeglądową część pracy składają się poza wstępem rozdziały drugi,, trzeci i czwarty. W rozdziałach drugim, i trzecim zamieszczono materiał dotyczący funkcji i budowy kości, jej mikrostruktury procesów przebudowy tkanki oraz roli komórek w tych procesach i mechanizmów odczuwania i przekazywania sygnałów przez wyspecjalizowane komórki kostne. Znajomość tego materiału jest zdaniem autora absolutnie niezbędna przy pracach nad matematycznym i komputerowym modelowaniem adaptacji kości Czwarty rozdział zawiera zwięzły przegląd najważniejszych i powszechnie akceptowanych modeli funkcjonalnej adaptacji kości jakie pojawiły się od czasu sformułowania przez Wolffa tak zwanego "prawa Wolffa", Następne rozdziały począwszy od rozdziału piątego stanowią drugą część pracy i zawierają materiał będący oryginalnym wkładem autora w dziedzinie badań w biomechanice kości. Wariacyjne ogólne sformułowanie problemu modelowania adaptacyjnej przebudowy tkanki kostnej oparte na zaproponowanej hipotezie optymalnej reakcji jest przedstawione w rozdziale piątym. Charakteryzuje się ono szeregiem istotnych zalet; między innymi można wymienić następujące. Zaproponowane podejście umożliwia formalne wyprowadzenie związków dla różnych modeli w zależności od rozpatrywanych efektów biomechanicznych lub mechanobiologicznych. Wykorzystując omawiane sformułowanie można w prosty sposób rozbudowywać wcześniej otrzymane modele w miarę pogłębiania naszej wiedzy o mechanizmach odpowiedzialnych za procesy przebudowy tkanki. Do sformułowania można włączać różne efekty natury mechanicznej, biochemicznej i innej. Sformułowanie wariacyjne niesie poważne zalety gdy rozpatrujemy konieczność implementacji komputerowej i symulacji numerycznych. Wyprowaczone związki opisują procesy, a więc ewolucję w czasie parametrów reprezentujących mikrostrukturę i kształt kości w przeciwieństwie do modeli opartych na założeniu, że kość reprezentuje optymalną strukturę. Zastosowanie ogólnego sformułowania zostało zilustrowane na trzech przykładach - wyprowadzono trzy szczególne modele funkcjonalnej adaptacji kości: model ciągły, beleczkowy i opraty na oddziaływaniach między komórkami, w którym uwzględniono procesy odczuwania sygnałów mechanicznych przez osteocyty i przesyłania odpowiednich sygnałów do osteoblastów i osteoklastów. W następnym rozdziale, szóstym, omówiono związki pomiędzy zadaniami optymalnego projektowania, modelami adaptacji kości a hipotezą optymalnej reakcji kości. Okazuje się, że postulowane modele fenomenologiczne mają wiele wspólnego z modelami formalnie wyprowadzonymi przy użyciu dyskutowanej w pracy medody i nieraz mogą być traktowane jako ich szczególne przypadki. W siódmym rozdziale omówiono przypadek osteoporozy oraz przedstawiono szczegółowy szkic wyprowadzenia związków dla modelu mechanobiologicznego opisującego procesy przebydowy tkanki i rozwoju procesów osteoporotycznych. Następny rozdział zawiera wybrane wyniki symulacji komputerowych przeprowachonych przy użyciu wyprowadzonych modeli. Z analizy tych wyników i obserwacji klinicznych i badań histologicznych wynika, że otrzymane modele prowadzą do struktur bardzo przypominających obserwowane w ludzkich kościach. Pracę zamyka podsumowanie wyników badań oraz dyskusja perspektyw przyszłych prac w tej dziedzinie. Praca zawiera również skorowidz, spis ilustracji, słownik najważniejszych terminów biologicznych i spis oznaczeń stosowanych w związkach matematycznych.

EN

It has been observed over hundred years ago that bones adapt their shape and internal structure according to mechanical demands and loading conditions. Since one of the most important roles of skeletal system is its mechanical function this observation has important implications both in the theoretical as well as in the applied research. The progress in bone mechanics in last three decades has been extraordinary and modeling of functional adaptation process plays a significant role in it. However this phenomenon is very complex and dependent on both local and central factors and despite over hundreed years research the understanding of its nature and details of mechanisms involved is not complete yet. Different-approaches have been proposed to enable approximate description of the phenomena responsible for tissue remodeling and their effect in bone shape and micro-structure evolution due to variable conditions. Most of the models are of phenomenological nature and thus they do not contribute to big extent in better understanding of the problem. Another approach that is intuitively acceptable for some researchers is based on the assumption that bone represents a kind of "optimal structure". Unfortunately this approach suffers also significant disadvantages. It follows from the analysis of the actual state of art that a gap exists and a general approach is needed which enables S5/stematicJ formal derivation of mathematical formulas describing different models of bone functional adaptation suitable for theoretical investigations of variety of biomechanical effects and for computer implementation and simulations. In a present work a new approach is proposed. This approach is based on the optimal response hypothesis proposed by the author according to which the bone does not represent an optimal structure but from the variety of possible reactions to variable in time conditions the one which assures the fastest improvement of assumed feature is realized, In the first part of the work including chapters 2 and 3 the macro- and micro-structure of the bones and their functions including functional adaptation are discussed, Chapter 4th includes the comprehensive review of the most popular and accepted models of bone functional adaptation, The second part starts with chapter 5 and includes the original results of author's research. The variational general formulation proposed m this work has several advantages, among the others one can mention the following. It enables formal derivation of a complete set of mathematical relations for different models depending of the choice of the effects under investigation. Using this approach the extension of previously derived models when our knowledge concerning mechanisms involved in tissue remodeling grows is natural and simple. Different effects of various nature, mechanical, biochemical and others can be easily incorporated in the formulation. Variational formulation is associated with significant advantages when computer implementation is considered. Derived in this way formulas describe time evolution of the bone structure so they are suitable for investigations of the processes and not only the final effect. The application of the general approach proposed in this work is illustrated using three examples, the specific models for continuous material, trabecular material and the model including interactions at the cellular level are derived and examined using computer simulations and results of clinical observations and histological investigations. An important case of modeling of osteoporosis is also discussed and an outline of derivation of improved model including interactions between cells is presented as well. It follows from this works that the approach proposed is convenient in use, offers big freedom in a choice of effects that are to be investigated and is well suited for numerical computations, The results of calculations compared with the structures of real human bones display great similarity of both structures. Before the end of this work a discussion of obtained results is included and perspectives and possible future interesting and important research is discussed. The index5 dictionary of the most important biological terms, list of figures and a list of mathematical notation are included as well.

16

Finite element analysis and experimental investigations of the intervertebral disc in the human lumbar, cervical spine and porcine lumbar spinal segment

51%

Ciach M. , Awrejcewicz J.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2000

|

tom Vol. 7, No. 1

91-101

EN

The main objective of this study is to design three-dimensional geometrical and mechanical finite element model of the intervertebral disc between L2-L3 vertebras in the lumbar and C5-C6 cervical spinal segment. The model was directed toward understanding the work and the role of the intervertebral disc that performs in the human spinal segment body. The three-dimensional finite element motion segment was developed and its response to different loads was performed. The model accounted for the solid component of the nucleus pulposus while anulus fibrosus was modeled as a matrix of homogeneous ground substance reinforced by anulus fibers. End plates similarly to the nucleus pulposus were simulated using volumic elements. Simultaneously the vertebral bodies have been modeled as a complex construction of a cancellous core covered by a cortical shell of the orthotropic material properties. Isotropic material has been used to model posterior elements. To simulate ligament like behavior, tension only elements have been used. Numerical studies of the lumbar segment have been consequently compared with the experimental investigation performed on the porcine model by authors and other in vitro experiments on human lumbar spine accomplished by other scientists. In cervical spinal segment numerically two surgical techniques (Cloward and Robinson-Smith) have been tested. Two types of loads have been applied to three models - to an intact C5-C6 spinal segment and then to the vertebras after performing those two surgical techniques. All numerical analysis have been undertaken using ANSYS 5.4 commercial application.

17

Nonlinear finite element analysis of bone-cement interface condiction in cemented total hip replacement

51%

Colombi P. , Sgambi L.

Engineering Transactions

|

1999

|

tom Vol. 47, iss. 2

99-115

EN

Loosening of cemented femoral hip components is one the major failure mode in cemented total hip arthroplasty. The stem-cement and bone-cement interface conditions strongly influence the load transfer mechanism in the implant system and then the stress distribution in the bone, the stem and cement mantle. Nonlinear Coulomb friction model was often used in the literature to study the stem-cement interface. On the other hand, the bone-cement interface was usually considered to be bonded, and a tissue layer between the bone and the cement was introduced to model the long-term behaviour of a total hip arthroplasty. More recently, experimental investigations were carried out to study the general mechanical behaviour of the bone-cement interface under tensile or shear loading. Under tensile loading, the results showed that the post-yield tensile behaviour contributed substantially to the energy required to produce the failure of the bone-cement interface. Moreover the post-yield behaviour showed a positive correlation with the amount of interdigitation or bone density. The goal of this paper is to introduce a microstructural model based on a continuum damage mechanics for studying the bone-cement interface conditions. The present study is limited to the tensile behaviour since more detailed experimental data are available in this particular case. The numerical results show a good agreement with the experimental one and represent a first step toward the study of the bone-cement interface under combined normal and shear loading.

18

Identification of muscle forces in human lower limbs during sagittal plane movements. P 1 Computational algorithms

51%

Blajer W. , Drzewiecki K. , Mazur Z.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2006

|

tom Vol. 8, nr 2

11-18

EN

Using a sagittal model of human body developed in part I, the present paper deals with computational algorithms related to the inverse simulation problem – the determination of driving muscle forces in lower limbs using the measured motion characteristics as input data. The control problem is associated with muscle force redundancy and then affected by the fact that muscles always generate tensile forces. Computational schemes for the determination of reaction forces in the hip, knee and ankle joints are also reported/developed and discussed from the view-point of their effectiveness and applicability.

19

Identification of muscle forces in human lower limbs during sagittal plane movements. P. 1 Human body modelling

51%

Blajer W. , Drzewiecki K. , Mazur Z.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2006

|

tom Vol. 8, nr 2

3-10

EN

The paper presents a human biomechanical model aimed at determining muscle forces during planar movements such as standing long jumps, vertical jumps and jumps down from a height. Only the hip, knee and ankle joints are modelled as directly enforced by the muscle forces applied to their tendon attachment points, and the actuation of the other joints is simplified to torques representing the muscle action. A systematic construction of the related dynamic equations in independent coordinates is provided, followed by some guidelines for their use in analysing motion during the flying and support phases.

20

Effect of kinematic boundary conditions on optical and biomechanical behaviour of eyeball model

51%

Śródka W.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2006

|

tom Vol. 8, nr 2

69-77

EN

Any generally accepted standard of modelling an eyeball’s mounting system still does not exist. The comparison of the results of two extremely different mounting models, i.e., fixed and simply supported, permits us to estimate the part of the kinematic boundary conditions in the solutions of the model. In numerical calculations of the relationship between the changes in the eyeball’s volume and a rise in the IOP (intraocular pressure), the result depends greatly on the type of model’s mounting. Similarly, the optical system of the eye is dependent on the same boundary condition.