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Calculation of muscle forces and joint reaction loads in the shoulder area via an OpenSim based computer model

  • Using the OpenSim software and verified anatomical data, a computer model for the calculation of biomechanical parameters is developed and used to determine the effect of a reattachment of the Supraspinatus muscle with a medial displacement of the muscle attachment point, which may be necessary for a rupture of the supraspinatus tendon. The results include the influence of the operation on basic biomechanical parameters such as the lever arm, as well as the calculated the muscle activations for the supraspinatus and deltoid. In addition, the influence on joint stability is examined by an analysis of the joint reaction force. The study provides a detailed description of the used model, as well as medical findings to a reattachment of the supraspinatus. Mit der Software OpenSim und überprüften anatomischen Daten wird ein Computermodell zur Berechnung von biomechanischen Parametern entwickelt und genutzt, um den Effekt einer Refixierung des Supraspinatusmuskels mit einer medialen Verschiebung des Muskelansatzpunktes zu ermitteln, wie sie unter anderem nach einem Riss der Supraspinatussehne notwendig sein kann. Die Ergebnisse umfassen hierbei den Einfluss der Operation auf grundlegende biomechanische Parameter wie den Hebelarm sowie die berechneten Muskelaktivierungen für den Supraspinatus und Deltoideus. Zusätzlich wird der Einfluss auf die Gelenkstabilität betrachtet und durch eine Analyse der Gelenkreaktionskraft untersucht. Die Studie bietet eine detaillierte Beschreibung des genutzten Modells, sowie medizinische Erkenntnisse zu einer Refixierung des Supraspinatus.

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Metadaten
Author:Stefan Birgel, Tim Leschinger, Kilian Wegmann, Manfred StaatORCiD
DOI:https://doi.org/10.1515/teme-2017-0114
ISSN:2196-7113
Parent Title (English):tm - Technisches Messen
Publisher:De Gruyter
Place of publication:Berlin
Document Type:Article
Language:English
Year of Completion:2018
Date of the Publication (Server):2018/02/14
Volume:85
Issue:5
First Page:321
Last Page:330
Link:https://doi.org/10.1515/teme-2017-0114
Zugriffsart:campus
Institutes:FH Aachen / Fachbereich Medizintechnik und Technomathematik
FH Aachen / IfB - Institut für Bioengineering
collections:Verlag / De Gruyter