Biomekaniska modeller av belastning och stabilitet i axeln
Tid: To 2025-04-10 kl 10.00
Plats: U1, Brinellvägen 26, Stockholm
Språk: Engelska
Ämnesområde: Teknisk mekanik
Licentiand: Ibrahim Mohammed I. Hasan , Flyg- och rymdteknik, marina system och rörelsemekanik, KTH MoveAbility - KTH Royal Institute of Technology, KTH MoveAbility
Granskare: Senior Lecturer Daniel Benoit, Lund University
Huvudhandledare: Elena M. Gutierrez-Farewik, Teknisk mekanik; Marie Lund Ohlsson, The Swedish School of Sport and Health Sciences; Emelie Butler Forslund, Aleris Rehab Station; Ruoli Wang, Teknisk mekanik
QC 250320
Abstract
Analys av axelbelastning kan ge insikt i skadeorsaker. Direkt mätning av belastning är dock fortfarande en utmaning. Som ett alternativ kan muskel- och ledbelastningar uppskattas med muskuloskeletala simuleringar, men modellerna måste valideras. Modeller har utvecklats för att uppskatta rörelse och belastning i axelns olika leder och muskler. Validitet vid skattning av belastning har dock inte rapporterats. Tidigare modeller tillåter inte heller rörelse i ryggraden, trots att hållningen påverkar muskler som spänner över axeln. Det första syftet med avhandlingen var att undersöka vilken grad av stabilitet runt axelleden som är tillräcklig i en muskuloskeletal modell för att uppskatta axelledens krafter. Utifrån tillgängliga in vivo-data gällande rörelse-och ledbelastning modellerades axelledens stabilitet på olika sätt genom att begränsa ledkontaktkraften så att den riktas in i eller nära glenoidkaviteten. Vi fann att en mindre strikt stabilitetsbeskrivning som uppmuntrade axelledskontaktkrafter att riktas centralt i glenoidkaviteten uppskattade kraftstorlekar och kontaktkraftriktningar relativt väl, även om vissa avvikelser med in vivo-mätningarna fortfarande fanns.
Det andra syftet med avhandlingen var att validera en biomekanisk modell av axelleden med rörelse i ryggraden (SITS), för att uppskatta axelledens biomekanik vid sittande aktiviteter. Axelbelastningen beräknades från insamlad rörelsedata av forskningspersoner som utförde enkla hantellyftaktiviteter, i både hopsjunkna och upprätta sittställningar. Vi fann att sittställningar påverkade modellernas estimerade muskelaktivering och ledbelastning. Jämfört med en upprätt hållning innebar hantellyftet i ett hopsjunken hållning större glenohumerala ledrörelser, mer ligamentsträckning, mer muskelaktivering samt högre ledkontaktkrafter.
Dessa resultat stöder den föreslagna modellen av axelleden och beskrivning av ledstabilitet som benchmarkmetoder för omfattande biomekanisk analys av axelleden.