MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/s41598-020-60360-4

Медицинская библиотека · Scientific reports · 2020

Ultrasound imaging links soleus muscle neuromechanics and energetics during human walking with elastic ankle exoskeletons.

Nuckols R W, Dick T J M, Beck O N, Sawicki G S

СтатьяПоддержка NIH: внешняя программаПоддержка правительства СШАПеревод в очереди

Аннотация

Unpowered exoskeletons with springs in parallel to human plantar flexor muscle-tendons can reduce the metabolic cost of walking. We used ultrasound imaging to look 'under the skin' and measure how exoskeleton stiffness alters soleus muscle contractile dynamics and shapes the user's metabolic rate during walking. Eleven participants (4F, 7M; age: 27.7 ± 3.3 years) walked on a treadmill at 1.25 m s-1 and 0% grade with elastic ankle exoskeletons (rotational stiffness: 0-250 Nm rad-1) in one training and two testing days. Metabolic savings were maximized (4.2%) at a stiffness of 50 Nm rad-1. As exoskeleton stiffness increased, the soleus muscle operated at longer lengths and improved economy (force/activation) during early stance, but this benefit was offset by faster shortening velocity and poorer economy in late stance. Changes in soleus activation rate correlated with changes in users' metabolic rate (p = 0.038, R2 = 0.44), highlighting a crucial link between muscle neuromechanics and exoskeleton performance; perhaps informing future 'muscle-in-the loop' exoskeleton controllers designed to steer contractile dynamics toward more economical force production.

Для цитирования: Nuckols R W, Dick T J M, Beck O N, Sawicki G S. Ultrasound imaging links soleus muscle neuromechanics and energetics during human walking with elastic ankle exoskeletons.. Scientific reports. 2020. DOI: 10.1038/s41598-020-60360-4.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.