Geri Dön

Prediction of the erector spinae muscle lever arm distance for biomechanical models

Biyomekanik modeller için erektör spina kası kuvvet kolu mesafesi tahmini

PDF İndir

  1. Tez No: 772291
  2. Yazar: CELAL GÜNGÖR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. RICHARD F. SESEK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Auburn University
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: İş Güvenliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 330

Özet

Bel Ağrısı (LBP), ABD'nin en önemli ve maliyetli yaralanma olmaya devam etmektedir. Lomber omurganın geliştirilmiş biyomekanik modellemesi, LBP riskinin daha iyi değerlendirilmesine izin verebilir. Omurgaya etki eden kuvvetleri hesaplamak için doğru biyomekanik model girdileri gereklidir. Ancak, bazı biyomekanik model girdileri varsayımlarla sınırlıdır. En önemli model girdilerinden biri olan erektör spina kas kütlesinin mekanik kaldıraç kolu (ESMLA), biyomekanik modelleri basitleştirmek için tipik olarak sabit bir değer (5 cm veya 2 inç) kullanılarak yaklaşık bir değer alınır. Bu varsayım, modellerin güvenilirliğini olduğu kadar duyarlılığını ve uygulanabilirliğini de azaltır. Bu çalışmanın amacı (1) kolayca ölçülen kişisel değişkenlere (cinsiyet, yaş, boy ve kilo) ve (2) bazı ek antropometrik değişkenlere (yağsız vücut kütlesi, oturma yüksekliği, omuz genişliği vb.) dayalı ESMLA mesafesini tahmin etmek için regresyon modelleri geliştirmektir. Bu, kişiye özgü parametrelerin mevcut biyomekanik modellere dahil edilmesini sağlayacak ve model tahminlerini ve risk tahminlerini iyileştirecektir. Alt lomber bölgedeki bir çok omurlar arası disk seviyesindeki ESMLA mesafelerine ek olarak, erektör spina kas kütlesi (ESMM) ve omurlar arası diskin (IVD) enine kesit alanları (CSA) gibi kas-iskelet yapısının diğer morfolojik parametreleri incelenmiştir. Her bir IVD seviyesinde ESMM'lerin CSA'sı için regresyon modelleri ayrıca oluşturulmuştur. Bu çalışmada Manyetik Rezonans Görüntüleri (MRI) kullanıldı. Bunlar (1) bir hastane veri tabanından ve (2) Auburn MRI Araştırma Merkezinde yürütülen yeni bir çalışmadan elde edildi. ESMLA mesafeleri ve CSA ölçümleri, mimari tasarım yazılımı kullanılarak eksenel eğik MRI taramalarından ölçülmüştür. Ölçümler daha sonra ölçümler ve kişisel değişkenler (karakteristik ve antropometrik) arasındaki ilişkileri belirlemek için istatistiksel olarak incelenmiştir. Sonuçlar, ESMLA mesafesinin ve ESMM boyutunun kişi değişkenleri kullanılarak kolayca ve güvenilir bir şekilde tahmin edilebileceğini göstermektedir. Bu çalışmanın sonuçları, sabit bir ESMLA değeri kullanmanın %20'ye varan hatalara neden olabileceğini buldu. Sabit değeri kullanmanın ortalama hata yüzdesi %8 olarak bulundu. Herhangi bir IVD seviyesi ve cinsiyet için ampirik olarak türetilmiş bir ortalama değer kullanmak, ESMLA mesafelerinde yaklaşık %5 hataya neden olabilir. Öte yandan, bu çalışmada önerilen regresyon modellerinin kullanılması daha küçük hata yüzdeleri sağlamaktadır. Örneğin, ölçmesi kolay olan antropometrik değişkenler (boy ve kilo gibi) regresyon modelleri için ortalama hata yaklaşık %4,3'tür. Bununla birlikte, daha fazla tahmin değişkenine (ayak bileği, bilek ve diz indeksleri gibi) sahip olan regresyon modelleri, çok daha küçük tahmin hataları sağlayabilir. Ortalama mutlak hata yüzdesi, L3/L4 seviyesi için %2,15, L4/L5 seviyesi için %2,39 ve L5/S1 seviyesi için %3,67'dir. ESMLA mesafelerindeki daha küçük tahmin hatalarına sahip regresyon denklemlerini kullanmanın avantajı, özellikle uç antropometrik boyutlara sahip kişiler için spinal yüklenme hesaplamalarında daha küçük hataları sağlamasıdır.

Özet (Çeviri)

Low Back Pain (LBP) remains the U.S.'s most significant and costly injury. Improved biomechanical modeling of the lumbar spine may allow better evaluation of LBP risk. To calculate the forces acting on the spine, accurate biomechanical model inputs are required. However, some biomechanical model inputs are limited by assumptions. One of the most vital model inputs, the mechanical lever arm of the erector spinae muscle mass, (ESMLA), is typically approximated using a fixed value (5 cm or 2 inches) to simplify biomechanical models. This assumption decreases the sensitivity and applicability of models as well as their credibility. The objective of this study was to develop regression models to estimate the ESMLA distance based solely on (1) easily measured subject variables (gender, age, height, and weight) and (2) some additional anthropometric variables (i.e., lean body mass, sitting height, shoulder width). This will allow currently available biomechanical models to incorporate subject specific parameters and should improve model predictions and risk estimations. In addition to the ESMLA distances at several inter-vertebral disc levels in the lower lumbar region, other morphological parameters of musculoskeletal structure such as the cross-sectional areas (CSA) of the erector spine muscle mass (ESMM) and the inter-vertebral disc (IVD) are investigated. Regression models were also developed for the CSA of the ESMMs at each IVD levels. Magnetic Resonance Images (MRI) were used in this study. They were obtained from (1) a hospital database and (2) a newly conducted study at the Auburn MRI Research Center. The ESMLA distances and the CSA measurements were measured from axial oblique MRI scans by using architectural design software. Measurements were then statistically investigated to determine the relationships between the measurement and subject variables (characteristic and anthropometrics). Results indicate that the ESMLA distance and ESMM size can be easily and reliably estimated using subject variables. The results of the present study found that using a fixed ESMLA value could cause errors be as great as 20%. The average error percentage of using the fixed value was 8%. Using an empirically derived average value for a IVD level and gender could cause approximately 5% error in ESMLA distances. On the other hand, using regression models suggested in the present study yielded smaller error percentages. For example, the average error was approximately 4.3% for regression models that had easy to measure anthropometric variables (i.e., height and weight). Regression models that had more predictive variables (i.e., ankle, wrist, and knee indexes), however, can provide much smaller prediction errors. The average absolute residual percentage was 2.15% for the L3/L4 level, 2.39% for the L4/L5 level, and 3.67% for the L5/S1 level. The advantage of using regression equations is that smaller prediction errors in ESMLA distances result in smaller error in spinal loading calculations, especially for extreme subjects.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    833391

    Lomber dejeneratif spondilolistezis tedavisinde paraspinal kasların yağlanmasının klinik önemi (Retrospektif Kohort Kesitsel Analizi)

    Clinical importance of paraspinal muscle fatty infiltration in the treatment of lumbar degenerative spondylolisthesisis (Retrospective Cohort Cross Sectional Analysis)

    UĞUR OZAN ÖZTAŞ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    NöroşirürjiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT ŞAKİR EKŞİ

  2. Tez No

    874171

    Metastatik mide kanserli hastalarda sarkopeninin ve sistemik inflamatuar biyobelirteçlerin değerlendirilmesi

    Evaluation of sarcopenia and systemic inflammatory biomarkers in metastatic gastric cancer patients

    BÜŞRA KANBUR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    OnkolojiDokuz Eylül Üniversitesi

    İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKAY TUĞBA ÜNEK

  3. Tez No

    14041

    Kayaçların kazılabilirlik ve jeoteknik özelliklerinin kollu galeri açma makinelerinin kazı hızları üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    Investigation into cuttability characteristics of rocks and geotechnical factors affecting the advance rates of roadheaders

    KOUROSH SHAHRİAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1988

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. NUH BİLGİN

  4. Tez No

    310529

    Constructing peptide (GEPI)-protein molecular hybrids by using genetic engineering methods for materials and medical applications.

    Malzeme ve medikal uygulamalar için gen mühendisliği yoluyla peptid (GEPI)-protein hibritlerin oluşması.

    DENİZ ŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

  5. Tez No

    450873

    Experimental and theoretical investigation of fluidized bed gasification with cold and hot systems

    Akışkan yataklı gazlaştırma işleminin soğuk ve sıcak sistemler ile deneysel ve teorik olarak incelenmesi

    SERHAT GÜL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    EnerjiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP SİBEL ÖZDOĞAN

    DOÇ. DR. EMRE ALPMAN

Geri Dön