The study of cycling biomechanics typically requires measurement of pedal loads through force transducer instrumentation. However, analysis of seated cycling often necessitates the additional measurement of the loads exerted on the rider by the seat and handlebars. A stationary exercise bicycle was instrumented with two commercial six-axis force transducers at both the seat and handlebar locations via a custom designed mounting system. The system was tested by applying known forces and moments to the fixtures and proved capable of accurately measuring the loads. Additional data collected from cycling tests were compared to values from the literature to add supporting evidence to the validity of the system. The instrumented stationary bicycle was further used to study the accuracy of modeling seated cycling in OpenSim. Five participants cycled at a moderate resistance level for three trials. Force and moment data were collected by seat, handlebar, and pedal load cells, while kinematic data were collected by an optical motion capture system. Participant data were analyzed with the OpenSim residual reduction algorithm (RRA) tool excluding seat and handlebar loads. The RRA pelvic residual was then compared to an experimentally determined handlebar and seat equivalent (HBSE) calculated from respective load cell data. Graphical comparisons of the RRA and HBSE results showed strong correlations in Anterior-Posterior (A-P) and Superior-Inferior (S-I) force directions and to a lesser degree, Medial-Lateral (M-L) force and S-I moment directions. M-L and A-P moment plots showed the least correlation between RRA and HBSE. Statistical comparisons showed RRA errors likely within 5.2% body weight (BW) for forces and 2.4% BW*height for moments. Considering the average participant height and weight of 167.7 cm and 63.6 kg, respectively, recommended error ranges for RRA are roughly ±4.0% BW for forces and ±7.2% BW*height for moments. This indicates that the OpenSim RRA tool can be used for cycling analysis.

Submitted by TONI AMORIM DE OLIVEIRA null (toniamorim@gmail.com) on 2016-05-14T13:29:17Z No. of bitstreams: 1 Oliveira, Toni Amorim de..pdf: 5488766 bytes, checksum: 2d0ba820d07bf146bee1acd441bf6786 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-05-16T16:46:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 toni_ao_dr_ilha.pdf: 5488766 bytes, checksum: 2d0ba820d07bf146bee1acd441bf6786 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-16T16:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 toni_ao_dr_ilha.pdf: 5488766 bytes, checksum: 2d0ba820d07bf146bee1acd441bf6786 (MD5) Previous issue date: 2016-04-25 / Os laboratórios virtuais são ambientes de desenvolvimento interativos para criar e conduzir experimentos simulados e controlados cujos resultados dependem dos dados de entrada definidos pelo usuário. Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de uma metodologia de aprendizagem, baseada na teoria das inteligências múltiplas, aplicada em um laboratório virtual em ambiente 3D utilizando o software OpenSim, integrado ao MOODLE. Neste trabalho descreve-se também o desenvolvimento de objetos de aprendizagem denominados Virtualab e Karnavit que integram o laboratório virtual. O objeto de aprendizagem Virtualab tem por objetivo proporcionar apoio pedagógico, por meio de textos, vídeos e imagens on line, a professores e alunos que utilizam o laboratório virtual desenvolvido neste trabalho. O objeto de aprendiza- gem Karnavit é voltado ao ensino de mapa de Karnaught. As atividades propostas para testes no ambiente 3D foram desenvolvidas com base na teoria das inteligências múltiplas combinadas com tecnologias de informação e comunicação (TIC). A possibilidade de associar a aplicação da Teoria das Inteligências Múltiplas as TICs tem por objetivo possibilitar uma maior abrangência à Teoria das Inteligências Múltiplas, especificamente no campo da educação, a partir da disponibilização de ferramentas que auxiliam no estímulo de uma ou mais inteligências múltiplas. Neste trabalho também são apresentados e discutidos, no capítulo 7, os resultados obtidos na utilização e testes do laboratório, por alunos da Unesp, Unemat, Fatec, Unorp e Unirp. Também são apresentadas no capitulo 8 as conclusões desta pesquisa. / Virtual laboratory are interactive development environments to create and conduct simulation experiments and controlled the results depend on the user-defined input data. This work describes the development of a methodology of learning, based on the theory of multiple in telligences, applied in a virtual laboratory in 3D environment using the software OpenSim, integrated with Moodle. This work also describes the developmentcalled learning objects and Virtualab Karnavit comprising the virtual laboratory. The learning object Virtualab aims to provide educational support through text, video and images on line, teachers and students using the virtual laboratory developed in this work. The Karnavit learning object is returned to the Karnaught map teaching. The activities proposed for testing in the 3D environment have been developed based on the theory of multiple intelligences combined with information and com- munication technologies (ICT). The possibility of involving the application of the Theory of Multiple Intelligences ICT aims to allow greater scope to the Theory of Multiple Intelligences, specifically in the field of education, from the availability of tools that help to stimulate one or more multiple intelligences. This paper also presented and discussed in Chapter 7, the results obtained in use and lab tests for students of Unesp, Unemat, Fatec, UNORP and Unirp. They are also presented in chapter 8 the findings of this research.

Orientador: Alexandre Cesar Rodrigues da Silva / Resumo: Os laboratórios virtuais são ambientes de desenvolvimento interativos para criar e conduzir experimentos simulados e controlados cujos resultados dependem dos dados de entrada definidos pelo usuário. Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de uma metodologia de aprendizagem, baseada na teoria das inteligências múltiplas, aplicada em um laboratório virtual em ambiente 3D utilizando o software OpenSim, integrado ao MOODLE. Neste trabalho descreve-se também o desenvolvimento de objetos de aprendizagem denominados Virtualab e Karnavit que integram o laboratório virtual. O objeto de aprendizagem Virtualab tem por objetivo proporcionar apoio pedagógico, por meio de textos, vídeos e imagens on line, a professores e alunos que utilizam o laboratório virtual desenvolvido neste trabalho. O objeto de aprendiza- gem Karnavit é voltado ao ensino de mapa de Karnaught. As atividades propostas para testes no ambiente 3D foram desenvolvidas com base na teoria das inteligências múltiplas combinadas com tecnologias de informação e comunicação (TIC). A possibilidade de associar a aplicação da Teoria das Inteligências Múltiplas as TICs tem por objetivo possibilitar uma maior abrangência à Teoria das Inteligências Múltiplas, especificamente no campo da educação, a partir da disponibilização de ferramentas que auxiliam no estímulo de uma ou mais inteligências múltiplas. Neste trabalho também são apresentados e discutidos, no capítulo 7, os resultados obtidos na utilização e testes do laboratór... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Virtual laboratory are interactive development environments to create and conduct simulation experiments and controlled the results depend on the user-defined input data. This work describes the development of a methodology of learning, based on the theory of multiple in telligences, applied in a virtual laboratory in 3D environment using the software OpenSim, integrated with Moodle. This work also describes the developmentcalled learning objects and Virtualab Karnavit comprising the virtual laboratory. The learning object Virtualab aims to provide educational support through text, video and images on line, teachers and students using the virtual laboratory developed in this work. The Karnavit learning object is returned to the Karnaught map teaching. The activities proposed for testing in the 3D environment have been developed based on the theory of multiple intelligences combined with information and com- munication technologies (ICT). The possibility of involving the application of the Theory of Multiple Intelligences ICT aims to allow greater scope to the Theory of Multiple Intelligences, specifically in the field of education, from the availability of tools that help to stimulate one or more multiple intelligences. This paper also presented and discussed in Chapter 7, the results obtained in use and lab tests for students of Unesp, Unemat, Fatec, UNORP and Unirp. They are also presented in chapter 8 the findings of this research. / Doutor

Two-thirds of repetitive strain injuries affect the wrist joint. Although force is believed to be one of the major factors, the forces involved in wrist movements have not been thoroughly characterized in vivo. Computer simulations with a musculoskeletal model of the wrist have been used to estimate wrist muscle forces, but only at maximum voluntary contraction and only involving a single degree of freedom (DOF). In this study we present a method for creating a subject-specific model that can be used to estimate muscle forces and joint torques in both degrees of freedom of the wrist over a range of torques applicable to activities of daily living. Ten young, healthy subjects applied three levels of isometric wrist torque (about 7, 15, and 25% of maximum torque) in combinations of wrist flexion-extension and radial-ulnar deviation while joint torque in both DOF and surface electromyograms (sEMG) in the five major wrist muscles were measured. To find subject-specific parameters, we followed a two-step process. First, a pre-existing, generic musculoskeletal model of the wrist was scaled to individual subjects' height. Second, we compared joint torques predicted from measured sEMG using forward simulations of muscular dynamics to measured torques and minimized this error to optimize for subject-specific model parameter values. The model parameters optimized were the maximum isometric force and tendon slack length of each muscle. Optimization constraints were added to ensure physiologically plausible combinations of parameter values. The optimization produced model parameters that 1) were in a reasonable physiological range for each test subject and 2) significantly improved the accuracy of the model’s torque estimation. Scaling the generic model reduced the root mean squared (RMS) error between predicted and measured joint torques by 2.8±4.6% (mean±SD), whereas optimizing the scaled model further reduced the RMS error by 51.4±18.9% for the torque level at which the model was optimized. Testing the optimized model at other torque levels still significantly reduced the error between predicted and measured torques compared to the scaled model (43.7±28.0% and 25.0±24.0% for lower and higher torque levels, respectively). The mean error between predicted and measured torque was 0.23±0.04, 0.30±0.04, and 1.17±0.26 Nm at the low-, mid-, and high-torque levels, respectively. The method generally reduced the error in flexion-extension (FE) more than radial-ulnar deviation (RUD), likely in part because sEMG and torque were larger in FE than in RUD. Optimizing for subject-specific model parameters significantly improved prediction over both the generic and scaled models, in both degrees of freedom of the wrist, and at all three torque levels. The presented method for creating subject-specific models can be used in future studies to quantify muscle forces and joint torques of natural wrist movements in vivo.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an approach of game-based learning using a serious game called Software Testing Team Game. It is a three-dimensional multiplayer game developed in the virtual world OpenSim. This game simulates the software testing division of a software development company. It aims to provide knowledge related to software testing strategies, motivate students, and encourage skills such as communication and problem solving. The main difference between this game and others is its integration with the Learning Management System Moodle, which allows teacher to edit game challenges throughout each of the levels, using the Questionnaire tool, so that the game adapts to different undergraduate computing curricula. The game also enables students to export test cases created by them in the game to the test management tool TestLink, in order that they are given the opportunity to interact with a tool used by professionals and also to directly apply the knowledge acquired. The assessment of the game was performed in a class of Computer Engineering undergraduate students in the Software Engineering Discipline. This assessment showed positive results, considering that learners succeed to achieve learning objectives. Students enjoyed playing the game more than learning in a traditional way, which in this study corresponds to a list of exercises. So, we conclude that the use of the game can collaborate on software testing education. These positive results got in the assessment motivate other experiments. / Este trabalho apresenta uma abordagem de aprendizagem baseada em jogos utilizando o jogo sério denominado Jogo da Equipe de Teste de Software (JETS), que é um jogo em três dimensões, multiplayer e foi desenvolvido no mundo virtual OpenSim. Esse jogo simula o setor de Teste de Software de uma empresa de desenvolvimento de sistemas e visa a proporcionar conhecimentos relacionados com Estratégias de Teste de Software, motivar os estudantes e estimular habilidades como comunicação e resolução de problemas. O principal diferencial do JETS é sua integração com o Ambiente Virtual de Ensino-Aprendizagem (AVEA) Moodle, que permite ao professor editar os desafios das fases por meio da ferramenta questionário, de modo que o jogo se adapte aos diferentes currículos dos cursos de graduação em computação. O JETS também permite a exportação dos casos de teste criados no jogo para a ferramenta de gerenciamento de Teste de Software TestLink, proporcionando aos estudantes o contato com uma ferramenta utilizada por profissionais e a aplicação direta dos conhecimentos adquiridos. A avaliação do JETS foi realizada em uma turma do curso de Engenharia da Computação na disciplina de Engenharia de Software. Essa avaliação teve resultados qualitativos muito positivos, pois, segundo os próprios estudantes, os objetivos de aprendizagem foram atingidos. Além disso, os estudantes relataram, em sua maioria, gostar de jogar o JETS e disseram, ainda, preferir esse tipo de atividade (jogo sério) à tradicional neste trabalho, representada por uma lista de exercícios. Portanto, foi possível perceber que a utilização do JETS pode ser uma alternativa promissora no processo de ensino-aprendizagem do conteúdo de Teste de Software. De modo que os resultados positivos obtidos na avaliação do JETS incentivam a realização de outros experimentos.

Les troubles musculo-squelettiques liés au travail causent des maladies physiques et mentales chez les travailleurs, réduisent leur productivité et causent de grandes pertes aux industries et à la société. Cette thèse porte sur l'évaluation du risque physique de troubles musculo-squelettiques liés au travail, pour laquelle quatre points clés sont identifiés : la mesure de la charge de travail, l'évaluation de l'effet de l'accumulation de la charge de travail, la quantification des caractéristiques individuelles et l'intégration de l'évaluation des risques dans les outils de modélisation numérique humaine. Dans l'état de l'art, les études épidémiologiques des désordres musculo-squelettiques et les méthodes actuelles utilisées pour l'évaluation des risques physiques sont présentées, ainsi que les études concernant les quatre points clés. La deuxième partie présente une étude expérimentale portant sur 17 sujets afin d'explorer un nouvel indicateur de la fatigue musculaire avec EMG de surface. Dans la partie suivante, des développements sont faits pour intégrer un modèle de fatigue musculaire dans OpenSim, un logiciel de modélisation humaine numérique, avec lequel la diminution de capacité de chaque muscle est prévisible pour une tâche donnée. Les valeurs prévues peuvent s'appliquer à l'évaluation des risques physiques. La quatrième partie présente le travail de construction d'un modèle musculosquelettique à chaîne complète dans OpenSim, étant donné qu'aucun modèle actuel ne couvre les muscles du torse et tous les membres. Une attention particulière est portée à la méthode utilisée par OpenSim pour adapter les propriétés inertielles du modèle aux individus. Les erreurs de la méthode sont évaluées à l'aide des données de référence provenant du scanner 3D du corps entier. Dans la dernière partie, le nouveau modèle de la chaîne complète est appliqué à l'analyse de la posture d'une tâche de perçage en hauteur. L'activité musculaire varie en fonction des postures, ce qui est suggéré comme indicateur des charges posturales. / Work-related musculoskeletal disorders cause physical and mental illnesses in workers, reduce their productivity and cause great losses to industries and society. This thesis focuses on the assessment of the physical risk of work-related musculoskeletal disorders in industry, for which four key points are identified: measuring workloads, assessing the effect of workload accumulation, quantifying individual characteristics and integrating the risk assessment into digital human modeling tools. In the state of the art, the epidemiologic studies of musculoskeletal disoders and the current methods used for its physical risk assessment are reviewed, as well as the studies concerning the four key points. The second part presents an experimental study involving 17 subjects to explore a new indicator to muscle fatigue with surface EMG. In the next part, efforts are made to integrate a muscle fatigue model into OpenSim, a digital human modeling software, with which the capacity decrease of each muscle is predictable for a given task. The predicted values could be applicable to the physical risk assessment. The fourth part introduce the work to build up a Fullchain musculoskeletal model in OpenSim in view that no current model covers muscles of the torso and all the limbs. Special attention is paid to the method used by OpenSim to adapt the model inertial properties to individuals. Errors of the method is evaluated with reference data coming from the whole-body 3D scan. In the last part, the newly built Full-chain model is applied on the posture analysis of an overhead drilling task. The muscle activition varies as a function of postures, which is suggested as the indicator of posture loads.

Contextualização: Uma das formas de conhecimento da função muscular se dá por meio de modelos biomecânicos que utilizam parâmetros como área de secção transversa fisiológica (ASTF), comprimento de fascículo e ângulo de penação para a mensuração da força isométrica máxima dos músculos. Os modelos biomecânicos normalmente empregam arquitetura de cadáveres e ignoram as características específicas da população estudada. Por esta razão, podem ser imprecisos na estimativa. Objetivo: Comparar o torque isométrico máximo de extensão de joelho de mulheres com mais de 55 anos com a estimativa de torque utilizando modelo biomecânico, utilizando parâmetros de cadáveres e utilizando parâmetros musculares mensurados diretamente. Metodologia: Quinze voluntárias com idade superior a 55 anos realizaram contrações voluntárias máximas isométricas (CVMI) de extensão de joelho em quatro ângulos (15°, 45°, 75° e 105°). Foram coletadas imagens de ultrassonografia de ASTF, comprimento de fascículo e ângulo de penação dos músculos do quadríceps. Esses parâmetros foram utilizados no modelo de Arnold et al. (2010) para estimar o torque individual das voluntárias nas mesmas condições da CVMI.. Os resultados de torque experimental, torque estimado individual (arquitetura individual) e torque estimado genérico (arquitetura dos cadáveres) foram comparados por meio de ANOVA de Friedman (α<0,05) e desdobramento post-hoc de Wilcoxon, índice de significância corrigido de α<0,0167 foi adotado após correção de Bonferroni. Além disso, foi realizada a análise gráfica de Bland-Altman (1986), regressão linear, índice de correlação intraclasse (ICC) e erro RMS para identificar qual técnica se assemelha mais ao torque experimental. Resultados e Discussão: O torque estimado individualmente previu corretamente o torque experimental nos ângulos de 45°, 75° e 105°. O torque estimado genérico previu corretamente o torque experimental nos ângulos 75° e 105°. Ambas as estimativas apresentaram tendências de superestimar os valores experimentais. Sendo que o torque estimado individual apresentou menor erro RMS e menor ICC. Após a correção da distância perpendicular muscular utilizada no modelo pela apresentada por Krevolin, Pandy e Pearce (2004) para mulheres, o pico do torque estimado individualmente apresentou-se no mesmo ângulo do torque coletado (75°). Conclusão: A estimativa com dados de arquitetura individualizados aumenta o grau acerto da técnica em um dos ângulos coletados, entretanto, a correlação entre os dados experimentais e aqueles oriundos do modelo individualizado não foi maior que aquela obtida entre os dados experimentais e os dados oriundos do modelo genérico. / Background: One way to know the muscle function is by biomechanical models that use parameters such as physiological cross-sectional area (PCSA) , fascicle length and penation angle for the estimation maximum isometric muscle force. Biomechanical models typically employ generic architecture parameters from cadaveric studies and ignore the specific characteristics of the studied population. For this reason, the estimation may be inaccurate. Objective: Compare the maximum isometric knee extension moment in women over 55 years with the estimated moment using a biomechanical model, using: (1) muscle parameters from cadaveric studies and (2) muscle parameters measured directly. Methods: Fifteen volunteers aged over 55 years did maximum isometric voluntary contraction (MIVC) of knee extension at four angles (15°, 45°, 75° and 105°). Ultrasound images of PCSA, fascicle length and penation angle of the quadriceps femoris muscles were acquired. These parameters were used in the model of Arnold et al. (2010) to estimate the individual voluntary moment of the same conditions of MIVC. The experimental moments were compared with the estimated moment and with generic architecture, collected from cadaveric studies (Ward et al., 2009). The results experimental moment, individual estimated moment (individual architecture) and generic estimated moment (architecture from cadavers form Ward et al., (2009)) were compared using Friedman's ANOVA (α<0.05) and Wilcoxon’s post-hoc (α<0.0167 - Bonferroni’s correction). Furthermore, the following analysis were performed: graphical analysis and Bland-Altman (1986), linear regression, intraclass correlation coefficient (ICC) and RMS error to identify which technique is more similar to the experimental moment. Results and Discussion: The moment estimated individually correctly predicted the experimental moment at 45°, 75° and 105°. The generic moment estimation agreed with the experimental moment at 75° and 105°. Both estimations presented tendencies to overestimate the experimental moment. The individual estimation presented lower RMS error and lower ICC. After correction of the muscle moment arm used in the model for the presented by Krevolin , Pandy and Pearce (2004 ), the peak angle of estimated moment was presented at the same angle of the experimental moment (75°). Conclusion: The estimate with individualized data architecture increases the degree of agreement in one of the angles. However, the correlation between the experimental data and those from the individualized model was not greater than that obtained by the generic estimation.

Contextualização: Uma das formas de conhecimento da função muscular se dá por meio de modelos biomecânicos que utilizam parâmetros como área de secção transversa fisiológica (ASTF), comprimento de fascículo e ângulo de penação para a mensuração da força isométrica máxima dos músculos. Os modelos biomecânicos normalmente empregam arquitetura de cadáveres e ignoram as características específicas da população estudada. Por esta razão, podem ser imprecisos na estimativa. Objetivo: Comparar o torque isométrico máximo de extensão de joelho de mulheres com mais de 55 anos com a estimativa de torque utilizando modelo biomecânico, utilizando parâmetros de cadáveres e utilizando parâmetros musculares mensurados diretamente. Metodologia: Quinze voluntárias com idade superior a 55 anos realizaram contrações voluntárias máximas isométricas (CVMI) de extensão de joelho em quatro ângulos (15°, 45°, 75° e 105°). Foram coletadas imagens de ultrassonografia de ASTF, comprimento de fascículo e ângulo de penação dos músculos do quadríceps. Esses parâmetros foram utilizados no modelo de Arnold et al. (2010) para estimar o torque individual das voluntárias nas mesmas condições da CVMI.. Os resultados de torque experimental, torque estimado individual (arquitetura individual) e torque estimado genérico (arquitetura dos cadáveres) foram comparados por meio de ANOVA de Friedman (α<0,05) e desdobramento post-hoc de Wilcoxon, índice de significância corrigido de α<0,0167 foi adotado após correção de Bonferroni. Além disso, foi realizada a análise gráfica de Bland-Altman (1986), regressão linear, índice de correlação intraclasse (ICC) e erro RMS para identificar qual técnica se assemelha mais ao torque experimental. Resultados e Discussão: O torque estimado individualmente previu corretamente o torque experimental nos ângulos de 45°, 75° e 105°. O torque estimado genérico previu corretamente o torque experimental nos ângulos 75° e 105°. Ambas as estimativas apresentaram tendências de superestimar os valores experimentais. Sendo que o torque estimado individual apresentou menor erro RMS e menor ICC. Após a correção da distância perpendicular muscular utilizada no modelo pela apresentada por Krevolin, Pandy e Pearce (2004) para mulheres, o pico do torque estimado individualmente apresentou-se no mesmo ângulo do torque coletado (75°). Conclusão: A estimativa com dados de arquitetura individualizados aumenta o grau acerto da técnica em um dos ângulos coletados, entretanto, a correlação entre os dados experimentais e aqueles oriundos do modelo individualizado não foi maior que aquela obtida entre os dados experimentais e os dados oriundos do modelo genérico. / Background: One way to know the muscle function is by biomechanical models that use parameters such as physiological cross-sectional area (PCSA) , fascicle length and penation angle for the estimation maximum isometric muscle force. Biomechanical models typically employ generic architecture parameters from cadaveric studies and ignore the specific characteristics of the studied population. For this reason, the estimation may be inaccurate. Objective: Compare the maximum isometric knee extension moment in women over 55 years with the estimated moment using a biomechanical model, using: (1) muscle parameters from cadaveric studies and (2) muscle parameters measured directly. Methods: Fifteen volunteers aged over 55 years did maximum isometric voluntary contraction (MIVC) of knee extension at four angles (15°, 45°, 75° and 105°). Ultrasound images of PCSA, fascicle length and penation angle of the quadriceps femoris muscles were acquired. These parameters were used in the model of Arnold et al. (2010) to estimate the individual voluntary moment of the same conditions of MIVC. The experimental moments were compared with the estimated moment and with generic architecture, collected from cadaveric studies (Ward et al., 2009). The results experimental moment, individual estimated moment (individual architecture) and generic estimated moment (architecture from cadavers form Ward et al., (2009)) were compared using Friedman's ANOVA (α<0.05) and Wilcoxon’s post-hoc (α<0.0167 - Bonferroni’s correction). Furthermore, the following analysis were performed: graphical analysis and Bland-Altman (1986), linear regression, intraclass correlation coefficient (ICC) and RMS error to identify which technique is more similar to the experimental moment. Results and Discussion: The moment estimated individually correctly predicted the experimental moment at 45°, 75° and 105°. The generic moment estimation agreed with the experimental moment at 75° and 105°. Both estimations presented tendencies to overestimate the experimental moment. The individual estimation presented lower RMS error and lower ICC. After correction of the muscle moment arm used in the model for the presented by Krevolin , Pandy and Pearce (2004 ), the peak angle of estimated moment was presented at the same angle of the experimental moment (75°). Conclusion: The estimate with individualized data architecture increases the degree of agreement in one of the angles. However, the correlation between the experimental data and those from the individualized model was not greater than that obtained by the generic estimation.

Contextualização: Uma das formas de conhecimento da função muscular se dá por meio de modelos biomecânicos que utilizam parâmetros como área de secção transversa fisiológica (ASTF), comprimento de fascículo e ângulo de penação para a mensuração da força isométrica máxima dos músculos. Os modelos biomecânicos normalmente empregam arquitetura de cadáveres e ignoram as características específicas da população estudada. Por esta razão, podem ser imprecisos na estimativa. Objetivo: Comparar o torque isométrico máximo de extensão de joelho de mulheres com mais de 55 anos com a estimativa de torque utilizando modelo biomecânico, utilizando parâmetros de cadáveres e utilizando parâmetros musculares mensurados diretamente. Metodologia: Quinze voluntárias com idade superior a 55 anos realizaram contrações voluntárias máximas isométricas (CVMI) de extensão de joelho em quatro ângulos (15°, 45°, 75° e 105°). Foram coletadas imagens de ultrassonografia de ASTF, comprimento de fascículo e ângulo de penação dos músculos do quadríceps. Esses parâmetros foram utilizados no modelo de Arnold et al. (2010) para estimar o torque individual das voluntárias nas mesmas condições da CVMI.. Os resultados de torque experimental, torque estimado individual (arquitetura individual) e torque estimado genérico (arquitetura dos cadáveres) foram comparados por meio de ANOVA de Friedman (α<0,05) e desdobramento post-hoc de Wilcoxon, índice de significância corrigido de α<0,0167 foi adotado após correção de Bonferroni. Além disso, foi realizada a análise gráfica de Bland-Altman (1986), regressão linear, índice de correlação intraclasse (ICC) e erro RMS para identificar qual técnica se assemelha mais ao torque experimental. Resultados e Discussão: O torque estimado individualmente previu corretamente o torque experimental nos ângulos de 45°, 75° e 105°. O torque estimado genérico previu corretamente o torque experimental nos ângulos 75° e 105°. Ambas as estimativas apresentaram tendências de superestimar os valores experimentais. Sendo que o torque estimado individual apresentou menor erro RMS e menor ICC. Após a correção da distância perpendicular muscular utilizada no modelo pela apresentada por Krevolin, Pandy e Pearce (2004) para mulheres, o pico do torque estimado individualmente apresentou-se no mesmo ângulo do torque coletado (75°). Conclusão: A estimativa com dados de arquitetura individualizados aumenta o grau acerto da técnica em um dos ângulos coletados, entretanto, a correlação entre os dados experimentais e aqueles oriundos do modelo individualizado não foi maior que aquela obtida entre os dados experimentais e os dados oriundos do modelo genérico. / Background: One way to know the muscle function is by biomechanical models that use parameters such as physiological cross-sectional area (PCSA) , fascicle length and penation angle for the estimation maximum isometric muscle force. Biomechanical models typically employ generic architecture parameters from cadaveric studies and ignore the specific characteristics of the studied population. For this reason, the estimation may be inaccurate. Objective: Compare the maximum isometric knee extension moment in women over 55 years with the estimated moment using a biomechanical model, using: (1) muscle parameters from cadaveric studies and (2) muscle parameters measured directly. Methods: Fifteen volunteers aged over 55 years did maximum isometric voluntary contraction (MIVC) of knee extension at four angles (15°, 45°, 75° and 105°). Ultrasound images of PCSA, fascicle length and penation angle of the quadriceps femoris muscles were acquired. These parameters were used in the model of Arnold et al. (2010) to estimate the individual voluntary moment of the same conditions of MIVC. The experimental moments were compared with the estimated moment and with generic architecture, collected from cadaveric studies (Ward et al., 2009). The results experimental moment, individual estimated moment (individual architecture) and generic estimated moment (architecture from cadavers form Ward et al., (2009)) were compared using Friedman's ANOVA (α<0.05) and Wilcoxon’s post-hoc (α<0.0167 - Bonferroni’s correction). Furthermore, the following analysis were performed: graphical analysis and Bland-Altman (1986), linear regression, intraclass correlation coefficient (ICC) and RMS error to identify which technique is more similar to the experimental moment. Results and Discussion: The moment estimated individually correctly predicted the experimental moment at 45°, 75° and 105°. The generic moment estimation agreed with the experimental moment at 75° and 105°. Both estimations presented tendencies to overestimate the experimental moment. The individual estimation presented lower RMS error and lower ICC. After correction of the muscle moment arm used in the model for the presented by Krevolin , Pandy and Pearce (2004 ), the peak angle of estimated moment was presented at the same angle of the experimental moment (75°). Conclusion: The estimate with individualized data architecture increases the degree of agreement in one of the angles. However, the correlation between the experimental data and those from the individualized model was not greater than that obtained by the generic estimation.