Entwicklung eines muskuloskelettalen Modells für das Rattenbein zur Reduzierung und Optimierung von Tierversuchen zur Frakturheilung
Final Report Abstract
Der Ansatz zur Bereclmung eines Stabilitätsterms in Abhängigkeit von Drehsteifigkeiten beschreibt eine einfache und leicht auszuweitende Methode zur Bewertung von Bewegungsabweichungen durch Störkräfte. Ein wesentlicher Vorteil dieses Vorgehens besteht darin, dass Störungen nicht explizit vorgegeben werden müssen. Die Ergebnisse der akademischen Beispiele zeigen eine einfache Handhabung des neuen Kriteriums, um die gewollten Effekte modellieren zu körmen. Die Anwendung des Kriteriums auf das Modell des Rattenbeins zeigt ebenfalls an einigen Stellen eine Verbesserung der Vorhersage für Muskelaktivitäten im Vergleich zu gemessenen EMG-Signalen. Für eine Verbesserung der Vorhersage für alle Muskeln muss die Behandlung von komplizierten Gelenkformen, wie sie an diesem Modell an der Hüfte und am Knie auftritt, noch genauer diskutiert werden. Bisher wurde der Stabilitätsterm nur für einfache Scharniergelenke entwickelt. Die Anwendung des Kriteriums auf Kugelgelenke und komplizierte Gelenkformen kann vereinfachend zu jedem Zeitpunkt auf den Fall eines Scharniergelenks zurückgeführt werden. Hier bestehen Verbesserungsmöglichkeiten für zukünftige Projekte. Durch den Ansatz einer Mehrzieloptimierung, bei der widersprüchliche Ziele abhängig von einer Gewichtung in unterschiedlichem Maße erreicht werden sollen, besteht eine Herausforderung für den Anwender darin, eine geeignete Gewichtung zu finden. Das Ergebnis ist wesentlich von dieser Wahl abhängig. Diese Problematik ist allerdings unabhängig von der Gestaltung des Stabilitätsterms, sondern spiegelt die unumgängliche Tatsache wider, dass auch bei der Bewegungsplanimg abhängig von den Bewegungen und von den Umständen an den unterschiedlichen Gelenken die konkurrierenden Zielgrößen Energie und Stabilität vom zentralen Nervensystem unterschiedlich berücksichtigt werden müssen. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten enthält aber das hier entwickelte Modell physikalisch interpretierbare Parameter.
