Posturology

In this paper we propose an approach to calculating the index of the leg muscles mechanical work by the stabilometric data. We introduce this index  as a form of an integral of module of the muscles power. The application of this evaluation to human movement in the frontal plane is discussed. To describe human movement in this direction, we use a simplified model of a three-link with one degree of freedom. Two links are parallel, and are supported by a support. These links model straight legs. The third link - the trunk with arms and head, is modeled by a single solid body. This model describes the movement of an equivalent inverted pendulum and is used to estimate the sum of the torques in the hip joints and the angular velocity of the legs. For the sagittal plane, the derivation of the equation of motion is ordinar, however, there is a constant component of the torque, caused by the forward body tilt. The determination of this quantity by stabilometric methods is difficult.
The solution of the differential equation describing the motion of the inverted pendulum is unstable. Therefore the angle error in numerical integration will increase exponentially. This error is scaled down using a priori information about the mean values of the lateral tilt of legs and the rate of its change at the beginning and end of the movement.
For the initial estimation, we calculated the index of the mechanical work of the leg muscles of 10 volunteers for standard stabilometric tests: the Romberg test and the "Target" test. The proposed index demonstrates an increase in the energy of frontal oscillations more clearly than the usual peak-to-peak value.
The introduced index is an integral unlike the majority of stabilometric indicators. From the results of trial calculations it can be seen that this circumstance significantly increases its sensitivity and allows its use for analysis of the results of standard stabilometric tests. Analysis  of tests, during which a person makes an intensive movement is the most promising application area of proposed index.


Предлагается подход к вычислению по данным стабилометрии показателей меха-нической работы мышц ног в виде интеграла от модуля мощности, развиваемой мышцами. Обсуждается применение такого подхода для оценки движения во фронтальной плоскости. При моделировании движения используется упрощенная модель трехзвенника с двумя параллельными звеньями, которые опираются на платформу и моделируют прямые ноги. Третье звено — туловище с руками и голо-вой — моделируется единым твердым телом. Эта модель используется для оценки суммы моментов в тазобедренных суставах и угловой скорости поворота ног. В первоначальном представлении рассчитаны показатели работы мышц с помо-щью стандартных стабилометрических проб: теста Ромберга и теста «Ми-шень». Предложенный показатель работы мышц ног во фронтальной плоскости демонстрирует увеличение энергии фронтальных колебаний более отчетливо, чем, например, традиционный размах. Ключевые слова: стабилометрия, постурология, механическая работа, фронтальные движения