POSGRADO DE ODONTOPEDIATRIA
“Voluntary Control of Human Jaw Stiffness”
Douglas M. Shiller, Guillaume Houle, and David J. Ostry
Department of Psychology, McGill University, Montreal, Quebec, Canada; and Haskins Laboratories, New Haven, Connecticut
OSCAR RICARDO ARMIJO CHONG
Diciembre 2010
“CONTROL VOLUNTARIO DE LA RIGIDEZ DE LA MANDIBULA HUMANA”
Shiller, Douglas M., Houle Guillaume, y David J. Ostry.
J Neurophysiol 94: 2207-2217,
2005. Publicado por primera vez 22 de junio 2005; 10.1152/jn.00164.2005.
J Neurophysiol 94: 2207-2217,
2005. Publicado por primera vez 22 de junio 2005; 10.1152/jn.00164.2005.
Recientes estudios de movimiento de los brazos humanos han sugerido que el control de rigidez puede ser importante tanto para mantener la estabilidad y de
el logro de las diferencias en la precisión de movimiento. En el presente estudio, han examinado el control voluntario de la rigidez postural en 3D en el
mandíbula humana. El objetivo es hacer frente al posible papel de control de la rigidez tanto en la estabilización de la mandíbula y en el logro de la precisión diferencial requisitos de los sonidos del habla. Que anteriormente mostró que los patrones de variabilidad cinemática en el habla son sistemáticamente relacionado con la rigidez de la mandíbula. Si el sistema nervioso utiliza el control de la rigidez como un medio para regular la variación cinemática en el habla, sino que también debería ser posible muestran que los sujetos pueden voluntariamente modificar rigidez de la mandíbula. El uso de un dispositivo robótico, una serie de pulsos de fuerza se aplicó a la mandíbula para obtener
cambios en la rigidez para resistir el desplazamiento. Tres direcciones ortogonales y tres magnitudes de las fuerzas fueron probados. En todas las condiciones, temas aumentado la magnitud de la rigidez de la mandíbula para resistir los efectos de las fuerzas aplicadas. Aparte de la dirección horizontal, una mayor el aumento de la rigidez se observaron grandes fuerzas se aplicaron. Por otra parte, los sujetos diferencialmente mayor rigidez de la mandíbula a lo largo de un eje vertical para contrarrestar las perturbaciones en esta dirección. La observó cambios en la magnitud de la rigidez en diferentes direcciones sugieren una capacidad para controlar el patrón de la rigidez de la mandíbula. Los resultados se interpretarse como evidencia de que la rigidez de la mandíbula se puede ajustar de manera voluntaria, y por lo tanto pueden desempeñar un papel en la estabilización de la mandíbula y en el control de
movimiento de la variación en el sistema orofacial.
el logro de las diferencias en la precisión de movimiento. En el presente estudio, han examinado el control voluntario de la rigidez postural en 3D en el
mandíbula humana. El objetivo es hacer frente al posible papel de control de la rigidez tanto en la estabilización de la mandíbula y en el logro de la precisión diferencial requisitos de los sonidos del habla. Que anteriormente mostró que los patrones de variabilidad cinemática en el habla son sistemáticamente relacionado con la rigidez de la mandíbula. Si el sistema nervioso utiliza el control de la rigidez como un medio para regular la variación cinemática en el habla, sino que también debería ser posible muestran que los sujetos pueden voluntariamente modificar rigidez de la mandíbula. El uso de un dispositivo robótico, una serie de pulsos de fuerza se aplicó a la mandíbula para obtener
cambios en la rigidez para resistir el desplazamiento. Tres direcciones ortogonales y tres magnitudes de las fuerzas fueron probados. En todas las condiciones, temas aumentado la magnitud de la rigidez de la mandíbula para resistir los efectos de las fuerzas aplicadas. Aparte de la dirección horizontal, una mayor el aumento de la rigidez se observaron grandes fuerzas se aplicaron. Por otra parte, los sujetos diferencialmente mayor rigidez de la mandíbula a lo largo de un eje vertical para contrarrestar las perturbaciones en esta dirección. La observó cambios en la magnitud de la rigidez en diferentes direcciones sugieren una capacidad para controlar el patrón de la rigidez de la mandíbula. Los resultados se interpretarse como evidencia de que la rigidez de la mandíbula se puede ajustar de manera voluntaria, y por lo tanto pueden desempeñar un papel en la estabilización de la mandíbula y en el control de
movimiento de la variación en el sistema orofacial.
INTRODUCCIÒN
La necesidad de un control preciso de la posición de la mandíbula y la fuerza es central a las conductas orofacial como el habla y la masticación. Los movimientos del habla, en particular, requieren un alto grado de precisión y, de hecho la idea de que los sonidos del habla difieren en según las normas de precisión es una idea clave en el discurso investigación de la producción (Beckman et al 1995;. Gay y otros, 1992.; Perkell y Nelson 1985, Stevens 1989). Existe alguna evidencia de que el movimiento de los articuladores pueden ser diferentes coordinados de manera recíproca para restringir acústica
variación (Guenther et al 1999;. Perkell et al 1993;. Savariaux et al. 1995). Aquí se evalúa otra posibilidad, que las diferencias en la precisión cinemática se puede lograr a través de central modificaciones controlada a la rigidez articulador. El presente trabajo se centra en el control de la mandíbula humana
rigidez y, en particular, en dos funciones posibles de la rigidez control: mantener la posición y la variación de control. En el trabajo hasta la fecha sobre el movimiento del brazo humano, se ha demostrado que rigidez, el cambio en la fuerza de resistencia que resulta de una cambio de posición-es sustancialmente dependiente de la geometría de las extremidades y contrarresta los efectos de las cargas externas (Flash y Mussa Ivaldi-1990; Milner 2002). La evidencia de que los cambios en acto rigidez para compensar la inestabilidad potencial ha sido obtenido bajo condiciones estáticas al (Darainy otros, 2004;. Gomi y Osu 1998; McIntyre et al. 1996; Perreault et al. 2002), así como durante el movimiento (Burdet et al 2001;. Franklin et al 2003). En multi-grado-de los sistemas de libertad (incluida la mandíbula) se agregó la posibilidad de cambiar el patrón espacial de la rigidez. La idea de que la rigidez está vinculada a la variabilidad con el apoyo por los estudios de movimiento del brazo humano en el que la variabilidad en posición de punto final se ha relacionado con cocontracción tanto durante movimiento y al final del movimiento (Gribble et al. 2003). Evidencia que la rigidez puede estar vinculada a la variabilidad también viene de los estudios de movimiento de la mandíbula en el discurso en el que se ha muestra que la variabilidad en la producción vocal está relacionado con articulador rigidez (Shiller et al. 2002).
Si el control de la rigidez es jugar un papel en la modificación de la variabilidad
en el discurso, debería ser posible para mostrar que los patrones de rigidez
pueden ser modificados de manera intencional. Aquí, hemos examinado
el control voluntario de la rigidez en tres dimensiones (3D) mediante la aplicación de las alteraciones de un solo eje a la mandíbula con un robot
dispositivo. Hemos probado la idea de que la rigidez se puede escalar en
magnitud de una forma de adaptación para contrarrestar los efectos de una
perturbación. También hemos examinado la medida en que el patrón espacial de la rigidez puede ser modificado de forma selectiva con el fin de
contrarrestar las perturbaciones mecánicas que actúan en diferentes direcciones.
Los resultados apoyan la idea de que la magnitud de rigidez y en algunos casos la distribución espacial de la rigidez puede ser controlada en la mandíbula, y por lo tanto puede desempeñar un papel en la estabilización de la
la mandíbula y en el control de la variabilidad en la producción del habla.
La necesidad de un control preciso de la posición de la mandíbula y la fuerza es central a las conductas orofacial como el habla y la masticación. Los movimientos del habla, en particular, requieren un alto grado de precisión y, de hecho la idea de que los sonidos del habla difieren en según las normas de precisión es una idea clave en el discurso investigación de la producción (Beckman et al 1995;. Gay y otros, 1992.; Perkell y Nelson 1985, Stevens 1989). Existe alguna evidencia de que el movimiento de los articuladores pueden ser diferentes coordinados de manera recíproca para restringir acústica
variación (Guenther et al 1999;. Perkell et al 1993;. Savariaux et al. 1995). Aquí se evalúa otra posibilidad, que las diferencias en la precisión cinemática se puede lograr a través de central modificaciones controlada a la rigidez articulador. El presente trabajo se centra en el control de la mandíbula humana
rigidez y, en particular, en dos funciones posibles de la rigidez control: mantener la posición y la variación de control. En el trabajo hasta la fecha sobre el movimiento del brazo humano, se ha demostrado que rigidez, el cambio en la fuerza de resistencia que resulta de una cambio de posición-es sustancialmente dependiente de la geometría de las extremidades y contrarresta los efectos de las cargas externas (Flash y Mussa Ivaldi-1990; Milner 2002). La evidencia de que los cambios en acto rigidez para compensar la inestabilidad potencial ha sido obtenido bajo condiciones estáticas al (Darainy otros, 2004;. Gomi y Osu 1998; McIntyre et al. 1996; Perreault et al. 2002), así como durante el movimiento (Burdet et al 2001;. Franklin et al 2003). En multi-grado-de los sistemas de libertad (incluida la mandíbula) se agregó la posibilidad de cambiar el patrón espacial de la rigidez. La idea de que la rigidez está vinculada a la variabilidad con el apoyo por los estudios de movimiento del brazo humano en el que la variabilidad en posición de punto final se ha relacionado con cocontracción tanto durante movimiento y al final del movimiento (Gribble et al. 2003). Evidencia que la rigidez puede estar vinculada a la variabilidad también viene de los estudios de movimiento de la mandíbula en el discurso en el que se ha muestra que la variabilidad en la producción vocal está relacionado con articulador rigidez (Shiller et al. 2002).
Si el control de la rigidez es jugar un papel en la modificación de la variabilidad
en el discurso, debería ser posible para mostrar que los patrones de rigidez
pueden ser modificados de manera intencional. Aquí, hemos examinado
el control voluntario de la rigidez en tres dimensiones (3D) mediante la aplicación de las alteraciones de un solo eje a la mandíbula con un robot
dispositivo. Hemos probado la idea de que la rigidez se puede escalar en
magnitud de una forma de adaptación para contrarrestar los efectos de una
perturbación. También hemos examinado la medida en que el patrón espacial de la rigidez puede ser modificado de forma selectiva con el fin de
contrarrestar las perturbaciones mecánicas que actúan en diferentes direcciones.
Los resultados apoyan la idea de que la magnitud de rigidez y en algunos casos la distribución espacial de la rigidez puede ser controlada en la mandíbula, y por lo tanto puede desempeñar un papel en la estabilización de la
la mandíbula y en el control de la variabilidad en la producción del habla.
MÈTODOS
Siete sujetos fueron probados (tres hembras y cuatro machos, edades de 24
a 29 años), ninguno de los cuales declaró haber incurrido en la historia de la temporomandibular disfunción de la articulación o trastorno motor del habla.
rigidez de la mandíbula se midió usando un dispositivo robótico (Fantasma
Premium 1.0, SensAble Technologies, Woburn, MA), que fue operado bajo el control de la fuerza de lazo abierto y fue capaz de entregar fuerzas y posiciones de medición en 3D con una resolución de la posición de 0,03 mm. El robot se acopló a la mandíbula con un moldeado de acrílico y metal aparato dental que se adjuntó a la superficie bucal de los dientes inferiores con un adhesivo dental. Una de magnesio y titanio conector giratorio permite el movimiento de la mandíbula en los seis grados de rotación y traslación de la libertad y las fuerzas aplicadas por el robot para desplazar la mandíbula en las tres dimensiones espaciales prueba. Sin perjuicio de aplicar las fuerzas-se midieron utilizando una fuerza de seis ejes / par de sensores montados en el extremo del robot.
Se tomaron muestras a 1.000 Hz (para más detalles ver Shiller et al. 2002).
La fase inicial del experimento (la condición nula) que participan de la estimación de la rigidez de la mandíbula, en ausencia de cualquier otra manipulación.
Siete sujetos fueron probados (tres hembras y cuatro machos, edades de 24
a 29 años), ninguno de los cuales declaró haber incurrido en la historia de la temporomandibular disfunción de la articulación o trastorno motor del habla.
rigidez de la mandíbula se midió usando un dispositivo robótico (Fantasma
Premium 1.0, SensAble Technologies, Woburn, MA), que fue operado bajo el control de la fuerza de lazo abierto y fue capaz de entregar fuerzas y posiciones de medición en 3D con una resolución de la posición de 0,03 mm. El robot se acopló a la mandíbula con un moldeado de acrílico y metal aparato dental que se adjuntó a la superficie bucal de los dientes inferiores con un adhesivo dental. Una de magnesio y titanio conector giratorio permite el movimiento de la mandíbula en los seis grados de rotación y traslación de la libertad y las fuerzas aplicadas por el robot para desplazar la mandíbula en las tres dimensiones espaciales prueba. Sin perjuicio de aplicar las fuerzas-se midieron utilizando una fuerza de seis ejes / par de sensores montados en el extremo del robot.
Se tomaron muestras a 1.000 Hz (para más detalles ver Shiller et al. 2002).
La fase inicial del experimento (la condición nula) que participan de la estimación de la rigidez de la mandíbula, en ausencia de cualquier otra manipulación.
Los sujetos fueron instruidos para mantener una posición de la mandíbula estática, mientras que un serie de pequeñas perturbaciones de la fuerza de rampa y retención (1 N, de 50 ms lugar tiempo, tiempo de espera de 250 ms) se aplicó. La mandíbula posición mantenida correspondió a la producción de la e midvowel (como en "alimentado"). Este posición fue elegida porque se produjo cerca de la mitad de la área de trabajo de la mandíbula y se sentía cómoda de mantener durante un período prolongado período de tiempo. Las perturbaciones fueron entregados en 18 direcciones espaciadas igualmente sobre una esfera. El orden de entrega fue al azar y un s-1 se produjo una pausa entre cada perturbación. La serie, de 18 de perturbaciones se aplicó en dos ocasiones, resultando en un total de 36 perturbaciones.
Para facilitar el mantenimiento de la posición de la mandíbula durante esta tarea, visual retroalimentación de posición fue siempre en una pantalla de ordenador que se encuentre en frente al sujeto. Antes de la secuencia de la perturbación, el tema producido una vocal sostenida durante varios segundos y en ese momento la posición de la mandíbula (tomada en los incisivos centrales inferiores) se mide y muestra. El sujeto fue instruido para mantener la mandíbula en más cerca posible de la posición de destino que aparece sin más vocalización. Perturbaciones de la mandíbula fueron entregados sólo si la mandíbula se mantener inmóvil (velocidad tangencial? 10 mm / s para 250 ms) en una distancia de? 0,75 mm de la posición deseada. Durante la entrega
de una perturbación, la retroalimentación visual de la posición de la mandíbula no se proporcionó.
Los sujetos fueron instruidos para mantener la mandíbula fija durante la
secuencia de las perturbaciones y no para intervenir de forma voluntaria.
Después de la medición de la rigidez en la condición nula, una serie de los ensayos se llevó a cabo utilizando una tarea que fue diseñado para obtener un amento de la rigidez de la mandíbula. La tarea que supone la rápida aplicación de pulsos de fuerza (duración de 100 ms) durante el cual los sujetos tenían que mantener una posición de la mandíbula fija, es decir, para contrarrestar los efectos de la perturbación externa. En concreto, la mandíbula había que mantener dentro de? 0,75 mm de una posición de destino correspondiente a la producción de la vocal e (mantenido sin sonido).
Los pulsos de fuerza se aplica a lo largo de un solo eje (véase la siguiente
detalles en el texto) a una velocidad de 5 Hz. Las fuerzas no se aplican en función del ciclo, sino más bien en una secuencia aleatoria que representa la
dirección de aplicación de la fuerza impredecible. La secuencia aleatoria de
las fuerzas se aplicarán durante un período de 2-4 s. La duración precisa de la
secuencia fue determinada por el desempeño del sujeto. Si, después de 2 s de
entrada de perturbación, el tema había sido capaz de mantener una estacionaria posición de la mandíbula para la final de 500 ms, una perturbación sola rampa y retención que permite la medición de la rigidez de la mandíbula fue entregado. Si los sujetos fueron incapaces de estabilizar la mandíbula en 4 s, los pulsos de fuerza fueron detenidos y uno de 5 s "descanso" período se prestó antes de reiniciar el juicio. Estos pasos se repiten hasta que las perturbaciones se había entregado en todas las direcciones utilizadas en la estimación de la rigidez.
El procedimiento para la estimación de la rigidez era exactamente la misma que la utilizada en la condición nula. Para asegurarse de que la mandíbula fue inicialmente estacionaria para esta medición, un período de 100 m de fuerza cero separados de la aplicación de los pulsos de fuerza y de la rampa y retención perturbación para la estimación de la rigidez. Durante la aplicación de la pulsos de fuerza, la retroalimentación de la posición de la mandíbula se otorgó mediante la representación visual pantalla se describe anteriormente. Sin embargo, como en la condición nula, no visuales comentarios se obtuvo durante la aplicación de la rampa y retención perturbación que se utilizó para estimar la rigidez.
Nueve condiciones fueron probadas, con tres magnitudes de fuerza
(Que van de forma individual 0,57 a 1,19 N) y tres direcciones ortogonales de la aplicación de la fuerza (véase el texto siguiente más detalles). Para cada combinación de las tres direcciones y tres magnitudes, rigidez de la mandíbula se cuantificó por un conjunto de 36 en pista y mantenga perturbaciones (2? 18 direcciones de perturbación). Para todos los temas, tres niveles de fuerza se presentaron en orden creciente. Los tres diferentes direcciones fuerza fueron probados en diferentes días con el fin de de las direcciones al azar a través de temas.
Para facilitar el mantenimiento de la posición de la mandíbula durante esta tarea, visual retroalimentación de posición fue siempre en una pantalla de ordenador que se encuentre en frente al sujeto. Antes de la secuencia de la perturbación, el tema producido una vocal sostenida durante varios segundos y en ese momento la posición de la mandíbula (tomada en los incisivos centrales inferiores) se mide y muestra. El sujeto fue instruido para mantener la mandíbula en más cerca posible de la posición de destino que aparece sin más vocalización. Perturbaciones de la mandíbula fueron entregados sólo si la mandíbula se mantener inmóvil (velocidad tangencial? 10 mm / s para 250 ms) en una distancia de? 0,75 mm de la posición deseada. Durante la entrega
de una perturbación, la retroalimentación visual de la posición de la mandíbula no se proporcionó.
Los sujetos fueron instruidos para mantener la mandíbula fija durante la
secuencia de las perturbaciones y no para intervenir de forma voluntaria.
Después de la medición de la rigidez en la condición nula, una serie de los ensayos se llevó a cabo utilizando una tarea que fue diseñado para obtener un amento de la rigidez de la mandíbula. La tarea que supone la rápida aplicación de pulsos de fuerza (duración de 100 ms) durante el cual los sujetos tenían que mantener una posición de la mandíbula fija, es decir, para contrarrestar los efectos de la perturbación externa. En concreto, la mandíbula había que mantener dentro de? 0,75 mm de una posición de destino correspondiente a la producción de la vocal e (mantenido sin sonido).
Los pulsos de fuerza se aplica a lo largo de un solo eje (véase la siguiente
detalles en el texto) a una velocidad de 5 Hz. Las fuerzas no se aplican en función del ciclo, sino más bien en una secuencia aleatoria que representa la
dirección de aplicación de la fuerza impredecible. La secuencia aleatoria de
las fuerzas se aplicarán durante un período de 2-4 s. La duración precisa de la
secuencia fue determinada por el desempeño del sujeto. Si, después de 2 s de
entrada de perturbación, el tema había sido capaz de mantener una estacionaria posición de la mandíbula para la final de 500 ms, una perturbación sola rampa y retención que permite la medición de la rigidez de la mandíbula fue entregado. Si los sujetos fueron incapaces de estabilizar la mandíbula en 4 s, los pulsos de fuerza fueron detenidos y uno de 5 s "descanso" período se prestó antes de reiniciar el juicio. Estos pasos se repiten hasta que las perturbaciones se había entregado en todas las direcciones utilizadas en la estimación de la rigidez.
El procedimiento para la estimación de la rigidez era exactamente la misma que la utilizada en la condición nula. Para asegurarse de que la mandíbula fue inicialmente estacionaria para esta medición, un período de 100 m de fuerza cero separados de la aplicación de los pulsos de fuerza y de la rampa y retención perturbación para la estimación de la rigidez. Durante la aplicación de la pulsos de fuerza, la retroalimentación de la posición de la mandíbula se otorgó mediante la representación visual pantalla se describe anteriormente. Sin embargo, como en la condición nula, no visuales comentarios se obtuvo durante la aplicación de la rampa y retención perturbación que se utilizó para estimar la rigidez.
Nueve condiciones fueron probadas, con tres magnitudes de fuerza
(Que van de forma individual 0,57 a 1,19 N) y tres direcciones ortogonales de la aplicación de la fuerza (véase el texto siguiente más detalles). Para cada combinación de las tres direcciones y tres magnitudes, rigidez de la mandíbula se cuantificó por un conjunto de 36 en pista y mantenga perturbaciones (2? 18 direcciones de perturbación). Para todos los temas, tres niveles de fuerza se presentaron en orden creciente. Los tres diferentes direcciones fuerza fueron probados en diferentes días con el fin de de las direcciones al azar a través de temas.
ANÀLISIS DE LOS DATOS
Las medidas de la posición de la mandíbula y la fuerza estaban representados inicialmente en una la cabeza centrada en el sistema de coordenadas con un origen en la punta de la los incisivos centrales superiores. El Z-eje de este sistema de coordenadas se alineado con el eje oclusal en el plano mediano (el negativo dirección corresponde a la mandíbula saliente). El eje Y fue más o menos vertical y se ortogonal al eje Z en el plano sagital (la mandíbula descenso, en el sentido negativo). El eje X es un eje lateral y es ortogonal al plano sagital.
Los datos de muestra de un ensayo individual se muestran en la figura. 1. Los datos son para un solo sujeto en una condición que implica fuerzas aplicadas a lo largo de los laterales (X) del eje. Figura 1A muestra mide la posición de la mandíbula y elasticidad de una secuencia aleatoria de pulsos de fuerza (0,7 N en magnitud), seguido por la perturbación de la rampa y retención utilizado para estimar rigidez. Tenga en cuenta que aunque hay algunos movimientos de la mandíbula asociados con los pulsos de fuerza aplicada, es dentro de la tolerancia de la tarea (? 0,75 mm) y se reduce considerablemente en comparación con el desplazamiento observado en una carga de 0,7 N aplicado en condiciones de nula.
Figura 1B muestra la perturbación utilizada para la estimación de la rigidez
con mayor detalle.
A medida que la perturbación de la rampa y retención se suministra (fig. 1B), la mandíbula es desplazado de su posición de reposo antes. Con la fuerza de mando celebrada constante, la mandíbula mantiene una posición estática nueva. A los efectos de los datos análisis, medidas de la posición de la mandíbula y la fuerza de restauración se promediaron más de dos ventanas de tiempo, una inmediatamente antes de la perturbación (20 ms de duración, denominado W1) y uno en la "retención" de fase (50 ms de duración, a partir de 80 ms después del inicio de la perturbación, etiquetados W2). La diferencia entre los dos valores de posición proporciona una medida del desplazamiento mandíbula. La diferencia entre las dos fuerzas da una medida de fuerza relacionados con la restauración de la perturbación. La el desplazamiento y la fuerza asociada restauración en conjunto proporcionan una medida de comportamiento primaveral de la mandíbula o la rigidez. Debido a que la mandíbula es esencialmente inmóvil en la posición de desplazados, la contribución de viscosidad y la inercia puede ser descuidado.
El ejemplo que se muestra en la figura. 1B es típico en que no hay el movimiento voluntario en respuesta a la perturbación. En general, la mandíbula
movimiento durante la fase de espera de la perturbación era insignificante. En
los casos en que el rango de la posición de la mandíbula en alguno de los análisis de dos ventanas (W1 y W2) superó 0,1 mm en cualquier grado de libertad, los datos de esa perturbación fueron excluidos de la transformación posterior. Estos casos fueron poco frecuentes, que ocurren en 5% de todos los ensayos. Rigidez de la mandíbula en 3D está dada por las siguientes ecuaciones:
dFx = -Kxxdx - Kxydy -Kxzdz (1)
dFy =-Kyxdx -Kyydy – Kyzdz (2)
dFz =-Kzxdx -Kzydy –Kzzdz (3)
donde DFX, DFY y DFZ corresponden a lateral, vertical y horizontal
elasticidad; dx, dy, y dz son los desplazamientos, y K es la rigidez medido en los incisivos. Los valores de rigidez individuales se relacionan restauración
la fuerza para el desplazamiento. Así, por ejemplo, la restauración se refiere Kxy fuerza en x para el desplazamiento en y, y así sucesivamente.
Para cada una de las tres direcciones de la fuerza aplicada y vigor a los tres
magnitudes, los valores de rigidez se obtuvieron por mínimos cuadrados
regresión utilizando las fuerzas de la media y la media de desplazamientos asociados con los 36 perturbaciones. Una primera estimación de la rigidez en nulo condiciones también se obtuvo mediante este procedimiento.
En estudios anteriores que caracterizan plana (de dos dimensiones [2D])
rigidez en las extremidades y la mandíbula, los valores de los dos x 2 matriz de rigidez se han representado gráficamente como una elipse (Mussa Ivaldi et-al.
1985; Shiller et al. 2002) en la que el eje principal corresponde a la dirección y la magnitud de la máxima rigidez y el eje menor corresponde a la dirección y la magnitud de al menos rigidez. La mandíbula rigidez en 2D es anisotrópico, con un eje importante en la dirección de la mandíbula protrusión y retracción y un eje menor en la dirección de la mandíbula subir y bajar (Shiller et al. 2002). En el presente estudio, el concepto de la elipse de la rigidez se extiende para permitir la gráfica representación de un 3? 3 matriz de rigidez. El resultado es un elipsoide que caracteriza a la rigidez de mandíbula en 3D.
elasticidad; dx, dy, y dz son los desplazamientos, y K es la rigidez medido en los incisivos. Los valores de rigidez individuales se relacionan restauración
la fuerza para el desplazamiento. Así, por ejemplo, la restauración se refiere Kxy fuerza en x para el desplazamiento en y, y así sucesivamente.
Para cada una de las tres direcciones de la fuerza aplicada y vigor a los tres
magnitudes, los valores de rigidez se obtuvieron por mínimos cuadrados
regresión utilizando las fuerzas de la media y la media de desplazamientos asociados con los 36 perturbaciones. Una primera estimación de la rigidez en nulo condiciones también se obtuvo mediante este procedimiento.
En estudios anteriores que caracterizan plana (de dos dimensiones [2D])
rigidez en las extremidades y la mandíbula, los valores de los dos x 2 matriz de rigidez se han representado gráficamente como una elipse (Mussa Ivaldi et-al.
1985; Shiller et al. 2002) en la que el eje principal corresponde a la dirección y la magnitud de la máxima rigidez y el eje menor corresponde a la dirección y la magnitud de al menos rigidez. La mandíbula rigidez en 2D es anisotrópico, con un eje importante en la dirección de la mandíbula protrusión y retracción y un eje menor en la dirección de la mandíbula subir y bajar (Shiller et al. 2002). En el presente estudio, el concepto de la elipse de la rigidez se extiende para permitir la gráfica representación de un 3? 3 matriz de rigidez. El resultado es un elipsoide que caracteriza a la rigidez de mandíbula en 3D.
Los términos en la matriz de rigidez están relacionados con las propiedades geométricas del elipsoide. El signo de los términos fuera de la diagonal de la matriz da la orientación del elipsoide con respecto a los ejes de coordenadas
(A la derecha frente a izquierda), la magnitud de los términos fuera de la diagonal determina la cantidad de rotación. Cuando los términos fuera de la diagonal son cero del elipsoide está alineado con los ejes de coordenadas tal que el eje principal corresponde a la mayor duración en la diagonal. La
simetría de los términos fuera de la diagonal da una medida de la primaveral
comportamiento del sistema. Cuando los términos fuera de la diagonal son iguales, las fuerzas de la restauración de actuar en una dirección que se encuentra frente al desplazamiento.
Cuando los términos fuera de la diagonal son iguales, los desplazamientos en el resultado de la x en la restauración de las fuerzas en y (como ejemplo). Las matrices de la nula condición dada en la Tabla 1 han términos fuera de la diagonal que son negativos y positivos y relativamente pequeño en magnitud relativa a la términos de la diagonal. Esta combinación resulta en puntos suspensivos que se girar por debajo de la horizontal y muy poco de la sagital
plano (ver el texto siguiente).
Figura 2 (izquierda) muestra un elipsoide representante sin carga condiciones. El elipsoide es característico de los demás en este conjunto de datos en que es esencialmente simétrica con respecto al plano sagital medio. Por efectos de la comunicación de los valores a través de temas, se utiliza una proyección de el elipsoide en el plano sagital medio y un eje transversal que es perpendicular al plano medio sagital (Fig. 2A, derecha). La convención corresponde a los ejes definidos por las entradas de perturbación (véase el siguiente texto). Las principales características de rigidez en 3D se reflejan en la proyección del elipsoide de 3D sobre el plano sagital medio. Por ejemplo, el eje mayor del elipsoide rigidez fue en promedio de 1.33 ° desde el plano sagital medio. La magnitud de los ejes principales de la elipsoide rigidez era casi idéntica a la magnitud de la proyección del eje principal sobre el plano medio sagital (la diferencia en promedio fue de 0,14%). La magnitud de la rigidez en 3D se
por lo general en la dirección lateral. El ángulo entre el menor eje de la elipse y la rigidez del eje lateral promedio de 15,4 °. La diferencia entre la magnitud de la rigidez en el eje menor de la elipsoide y la rigidez perpendicular al plano sagital medio fue de 1,94% en promedio.
Las magnitudes y direcciones de los pulsos de fuerza aplicada se
determinado para cada tema por separado sobre la base del modelo de
rigidez de la mandíbula se mide en el estado nulo. En concreto, las legumbres vigor se aplicaron a lo largo de los tres ejes siguientes: 1) la dirección de
máxima rigidez en el plano sagital medio (eje horizontal en la figura 2.)
2) la dirección de la rigidez mínima en el plano medio sagital (vertical
eje en la figura. 2), y 3) un eje lateral ortogonal al plano medio sagital
(Eje lateral en la figura. 2). Como se muestra en la figura. 2B, el eje principal de la elipse rigidez en el plano sagital medio se inclina hacia abajo desde la
plano oclusal (alrededor de 27 °; ver los resultados para más detalles). La horizontal eje de la perturbación por lo tanto tenían la misma orientación. Recordemos que la fuerza pulsos aplicados a lo largo de un eje dado se entregaron en los aspectos positivos y las direcciones negativas a lo largo de ese eje, en una secuencia al azar. Por ejemplo, para el eje vertical de la perturbación, las fuerzas se aplicaron en ambos las direcciones hacia arriba y hacia abajo. Para cada una de las tres direcciones de la aplicación de la fuerza, tres magnitudes perturbación de la fuerza fueron probados. Estos niveles de fuerza se proporcional a la magnitud de la rigidez de la mandíbula en esa dirección. Para el direcciones vertical y lateral de perturbación, los tres niveles de fuerza correspondió a 70, 90 y 110% de la fuerza de restauración asociados
con una perturbación de 1 mm en esa dirección (es decir, la magnitud numérica
de rigidez, en unidades de N / mm). Por ejemplo, si la mandíbula rigidez
a lo largo del eje vertical de un tema determinado fue de 1,0 N / mm, las fuerzas aplicada en esa dirección sería 0,7 N (70%), 0,9 N (90%), y 1.1 N (110%). Los niveles de la Fuerza fueron seleccionados de esta manera para lograr un nivel comparable de los desplazamientos a través de la mandíbula temas pesar de las diferencias en la rigidez de la mandíbula.
Las pruebas piloto se indica que cuando los impulsos de la fuerza se aplica a lo largo el eje horizontal de la perturbación, las dos mayores magnitudes fuerza (90 y 110%) superado la capacidad de los sujetos para compensar.
Como resultado, las tres magnitudes de fuerza probada en la horizontal
dirección fueron 60, 70, y 80% de la magnitud numérica de la mandíbula
rigidez en esa dirección. Tenga en cuenta que en condiciones de nula, rigidez de la mandíbula en la dirección horizontal fue en promedio 60-90% más alto que rigidez en el sentido vertical y lateral.
En promedio, la fuerza de tres perturbaciones magnitudes utilizadas en la
dirección horizontal fue de 0,89, 1,04, y 1,19 N, la fuerza media magnitudes utilizadas en la dirección vertical fueron de 0,77, 0,91, y 1,05 N; donde K K Ka. En comparación con Kp, la proporción de la varianza explica por Ka resultó ser insignificante (ver resultados).
La proyección de los tres ejes principales de la rigidez de la mandíbula
elipsoide en el plano sagital medio y sus perpendiculares (horizontal,
vertical y lateral, que se muestra en la figura. 2A) fueron utilizados para caracterizar la magnitud de la rigidez de la mandíbula para fines de comparación entre los experimentales condiciones.
(A la derecha frente a izquierda), la magnitud de los términos fuera de la diagonal determina la cantidad de rotación. Cuando los términos fuera de la diagonal son cero del elipsoide está alineado con los ejes de coordenadas tal que el eje principal corresponde a la mayor duración en la diagonal. La
simetría de los términos fuera de la diagonal da una medida de la primaveral
comportamiento del sistema. Cuando los términos fuera de la diagonal son iguales, las fuerzas de la restauración de actuar en una dirección que se encuentra frente al desplazamiento.
Cuando los términos fuera de la diagonal son iguales, los desplazamientos en el resultado de la x en la restauración de las fuerzas en y (como ejemplo). Las matrices de la nula condición dada en la Tabla 1 han términos fuera de la diagonal que son negativos y positivos y relativamente pequeño en magnitud relativa a la términos de la diagonal. Esta combinación resulta en puntos suspensivos que se girar por debajo de la horizontal y muy poco de la sagital
plano (ver el texto siguiente).
Figura 2 (izquierda) muestra un elipsoide representante sin carga condiciones. El elipsoide es característico de los demás en este conjunto de datos en que es esencialmente simétrica con respecto al plano sagital medio. Por efectos de la comunicación de los valores a través de temas, se utiliza una proyección de el elipsoide en el plano sagital medio y un eje transversal que es perpendicular al plano medio sagital (Fig. 2A, derecha). La convención corresponde a los ejes definidos por las entradas de perturbación (véase el siguiente texto). Las principales características de rigidez en 3D se reflejan en la proyección del elipsoide de 3D sobre el plano sagital medio. Por ejemplo, el eje mayor del elipsoide rigidez fue en promedio de 1.33 ° desde el plano sagital medio. La magnitud de los ejes principales de la elipsoide rigidez era casi idéntica a la magnitud de la proyección del eje principal sobre el plano medio sagital (la diferencia en promedio fue de 0,14%). La magnitud de la rigidez en 3D se
por lo general en la dirección lateral. El ángulo entre el menor eje de la elipse y la rigidez del eje lateral promedio de 15,4 °. La diferencia entre la magnitud de la rigidez en el eje menor de la elipsoide y la rigidez perpendicular al plano sagital medio fue de 1,94% en promedio.
Las magnitudes y direcciones de los pulsos de fuerza aplicada se
determinado para cada tema por separado sobre la base del modelo de
rigidez de la mandíbula se mide en el estado nulo. En concreto, las legumbres vigor se aplicaron a lo largo de los tres ejes siguientes: 1) la dirección de
máxima rigidez en el plano sagital medio (eje horizontal en la figura 2.)
2) la dirección de la rigidez mínima en el plano medio sagital (vertical
eje en la figura. 2), y 3) un eje lateral ortogonal al plano medio sagital
(Eje lateral en la figura. 2). Como se muestra en la figura. 2B, el eje principal de la elipse rigidez en el plano sagital medio se inclina hacia abajo desde la
plano oclusal (alrededor de 27 °; ver los resultados para más detalles). La horizontal eje de la perturbación por lo tanto tenían la misma orientación. Recordemos que la fuerza pulsos aplicados a lo largo de un eje dado se entregaron en los aspectos positivos y las direcciones negativas a lo largo de ese eje, en una secuencia al azar. Por ejemplo, para el eje vertical de la perturbación, las fuerzas se aplicaron en ambos las direcciones hacia arriba y hacia abajo. Para cada una de las tres direcciones de la aplicación de la fuerza, tres magnitudes perturbación de la fuerza fueron probados. Estos niveles de fuerza se proporcional a la magnitud de la rigidez de la mandíbula en esa dirección. Para el direcciones vertical y lateral de perturbación, los tres niveles de fuerza correspondió a 70, 90 y 110% de la fuerza de restauración asociados
con una perturbación de 1 mm en esa dirección (es decir, la magnitud numérica
de rigidez, en unidades de N / mm). Por ejemplo, si la mandíbula rigidez
a lo largo del eje vertical de un tema determinado fue de 1,0 N / mm, las fuerzas aplicada en esa dirección sería 0,7 N (70%), 0,9 N (90%), y 1.1 N (110%). Los niveles de la Fuerza fueron seleccionados de esta manera para lograr un nivel comparable de los desplazamientos a través de la mandíbula temas pesar de las diferencias en la rigidez de la mandíbula.
Las pruebas piloto se indica que cuando los impulsos de la fuerza se aplica a lo largo el eje horizontal de la perturbación, las dos mayores magnitudes fuerza (90 y 110%) superado la capacidad de los sujetos para compensar.
Como resultado, las tres magnitudes de fuerza probada en la horizontal
dirección fueron 60, 70, y 80% de la magnitud numérica de la mandíbula
rigidez en esa dirección. Tenga en cuenta que en condiciones de nula, rigidez de la mandíbula en la dirección horizontal fue en promedio 60-90% más alto que rigidez en el sentido vertical y lateral.
En promedio, la fuerza de tres perturbaciones magnitudes utilizadas en la
dirección horizontal fue de 0,89, 1,04, y 1,19 N, la fuerza media magnitudes utilizadas en la dirección vertical fueron de 0,77, 0,91, y 1,05 N; donde K K Ka. En comparación con Kp, la proporción de la varianza explica por Ka resultó ser insignificante (ver resultados).
La proyección de los tres ejes principales de la rigidez de la mandíbula
elipsoide en el plano sagital medio y sus perpendiculares (horizontal,
vertical y lateral, que se muestra en la figura. 2A) fueron utilizados para caracterizar la magnitud de la rigidez de la mandíbula para fines de comparación entre los experimentales condiciones.
RESULTADOS
Rigidez en la condición nula
En la primera fase del experimento, los patrones de la rigidez en 3D
Se estima que en el estado nulo. Figura 3A muestra en 3D elipsoides rigidez de tres temas, representados en el headcentered sistema de coordenadas (en la que el plano oclusal define el eje horizontal). Figura 3B muestra la proyección de la rigidez elipsoide en los tres planos definidos por las direcciones de perturbaciones que se han aplicado (ver Métodos). En general, la mandíbula
los patrones de la rigidez no fueron uniformes. La magnitud de la rigidez
lo largo del eje horizontal de la perturbación fue considerablemente mayor de la rigidez en la vertical (la mandíbula ascenso y descenso) y lateral ejes. Además, la rigidez a lo largo del eje vertical fue mayor de la rigidez a lo largo del eje lateral.
Un ANOVA de medidas repetidas reveló una diferencia significativa
en la magnitud de la rigidez entre la horizontal, vertical y lateral ejes perturbación (P? 0,01). Por parejas diferencias entre medias se analizaron por el método de Tukey. La magnitud de la rigidez en el eje horizontal se encontró que de forma fiable mayor que la rigidez en los otros dos ejes (P x 0,01 para ambas comparaciones). Rigidez a lo largo del eje vertical También se encontró que ser mayor que la rigidez a lo largo del eje lateral (P x 0.05).
Matrices de rigidez de la mandíbula (representando a la rigidez en el headcentered sistema de coordenadas) se presentan para cada sujeto en la Tabla 1. De cada 3x3 matriz de rigidez, un elipsoide puede ser producido que caracteriza a la distribución espacial de la mandíbula rigidez. La magnitud de la rigidez correspondiente a los tres ejes perturbación varió desde 1,23 hasta 1,74 N / mm a lo largo del eje horizontal (media? 1,45 N / mm), 0,71 a 1,07 N / mm a lo largo el eje vertical (media? 0,91 N / mm), y de 0,61 a 0,99 N / mm
a lo largo del eje lateral (media? 0,76 N / mm). En promedio, el elipsoide rigidez fue inclinado hacia abajo del plano oclusal (véas Fig. 3A). La orientación promedio de la elipse rigidez en la plano sagital (medido como el ángulo entre el eje mayor de la elipse plano sagital y la rigidez del eje Z) fueron de 153,3 °.
Es decir, el elipsoide se inclina hacia abajo desde la superficie oclusal
plano de 26,7 °.
En la primera fase del experimento, los patrones de la rigidez en 3D
Se estima que en el estado nulo. Figura 3A muestra en 3D elipsoides rigidez de tres temas, representados en el headcentered sistema de coordenadas (en la que el plano oclusal define el eje horizontal). Figura 3B muestra la proyección de la rigidez elipsoide en los tres planos definidos por las direcciones de perturbaciones que se han aplicado (ver Métodos). En general, la mandíbula
los patrones de la rigidez no fueron uniformes. La magnitud de la rigidez
lo largo del eje horizontal de la perturbación fue considerablemente mayor de la rigidez en la vertical (la mandíbula ascenso y descenso) y lateral ejes. Además, la rigidez a lo largo del eje vertical fue mayor de la rigidez a lo largo del eje lateral.
Un ANOVA de medidas repetidas reveló una diferencia significativa
en la magnitud de la rigidez entre la horizontal, vertical y lateral ejes perturbación (P? 0,01). Por parejas diferencias entre medias se analizaron por el método de Tukey. La magnitud de la rigidez en el eje horizontal se encontró que de forma fiable mayor que la rigidez en los otros dos ejes (P x 0,01 para ambas comparaciones). Rigidez a lo largo del eje vertical También se encontró que ser mayor que la rigidez a lo largo del eje lateral (P x 0.05).
Matrices de rigidez de la mandíbula (representando a la rigidez en el headcentered sistema de coordenadas) se presentan para cada sujeto en la Tabla 1. De cada 3x3 matriz de rigidez, un elipsoide puede ser producido que caracteriza a la distribución espacial de la mandíbula rigidez. La magnitud de la rigidez correspondiente a los tres ejes perturbación varió desde 1,23 hasta 1,74 N / mm a lo largo del eje horizontal (media? 1,45 N / mm), 0,71 a 1,07 N / mm a lo largo el eje vertical (media? 0,91 N / mm), y de 0,61 a 0,99 N / mm
a lo largo del eje lateral (media? 0,76 N / mm). En promedio, el elipsoide rigidez fue inclinado hacia abajo del plano oclusal (véas Fig. 3A). La orientación promedio de la elipse rigidez en la plano sagital (medido como el ángulo entre el eje mayor de la elipse plano sagital y la rigidez del eje Z) fueron de 153,3 °.
Es decir, el elipsoide se inclina hacia abajo desde la superficie oclusal
plano de 26,7 °.
Efecto de la magnitud de las perturbaciones vigor
En la segunda fase del experimento, rigidez de la mandíbula estima que después de la aplicación de pulsos de fuerza a la mandíbula. Nueve condiciones fueron probadas, con tres direcciones de la fuerza aplicación y tres magnitudes de fuerza. Mandíbula patrones rigidez se analizaron en función de la variación en la rigidez con respecto a la rigidez de las estimaciones en el estado nulo. Figura 4 ilustra el efecto típico de la fuerza aplicada magnitud en el patrón de rigidez de la mandíbula de un solo sujeto. En este caso, la perturbación actuado en la dirección lateral. En cada panel, la elipse interior (o elipsoide) corresponde a rigidez en el estado nulo y corresponde la elipse exterior a una condición que implica la aplicación de pulsos de fuerza. La parte superior fila (Fig. 4, A y B) muestra el cambio en la rigidez de la mandíbula
asociadas con el nivel más bajo fuerza aplicada. La fila inferior (Fig. 4, C y D) muestra el cambio en la rigidez de la más alta nivel de fuerza. Por tanto las magnitudes de entrada de perturbación, un aumento de la rigidez de la mandíbula en relación con la condición puede ser nulo visto. Sin embargo, el nivel de fuerza de alta muestra una considerable mayor aumento de la rigidez de la mandíbula en comparación con la fuerza de baja nivel.
El efecto de la magnitud de la fuerza perturbación en rigidez de la mandíbula
a través de temas se puede ver en la figura. 5. Cada panel muestra una
dirección única de aplicación de la fuerza y los tres que resulta cambios en la rigidez en cada nivel de la fuerza (en relación a la nula condición). Puede verse que la rigidez en las condiciones de aplicación de la fuerza en todos los casos mayor que la rigidez en el condición nula. En general, las mayores fuerzas se asociaron con mayor aumento de rigidez de la mandíbula. Este efecto se observó para rigidez medida a lo largo de los ejes perturbación vertical y lateral (que se muestra como líneas continuas y discontinuas), pero no la horizontal eje (línea punteada). En promedio, la rigidez a lo largo del eje vertical
aumentado en relación a la condición nula en un 39% (0,34 N / mm)
para el nivel más bajo de la fuerza aplicada (con la etiqueta de la Fuerza de nivel 1 en la figura. 5) y 61% (0,52 N / mm) para el nivel más alto de la fuerza (Fuerza Nivel 3). Rigidez a lo largo del eje lateral aumentó un 37% (0,27 N / mm) para el nivel más bajo de la fuerza y el 51% (0,37 N / mm) para el más alto nivel. Para el eje horizontal, la rigidez cambio se mantuvo casi constante, el aumento de sólo de 9,2 a 10,2% (0,13 a 0,14 N / mm) a través de los tres niveles de aplicación la fuerza.
ANOVA de medidas repetidas fue utilizado para examinar los efectos de la magnitud de la fuerza aplicada sobre la rigidez de la mandíbula utilizando tanto el medidas proporcionales y absolutos de los cambios en la rigidez
se muestra en la figura. 5. Para ambas medidas, se produjo un significativo
efecto del nivel de fuerza aplicada sobre la rigidez vertical y lateral de la mandíbula (P< 0,01), pero no para la rigidez a lo largo del eje horizontal.
Sin embargo, incluso para el eje horizontal, la rigidez es mayor en la presencia de entradas de perturbación que en condiciones de nula (P< 0,01). Efecto de la dirección de la perturbación de entrada .Cuando las fuerzas se aplicaron en la dirección vertical (Fig. 5, medio), el mayor aumento de la rigidez se observó en
esa dirección (es decir, a lo largo del eje vertical de la rigidez elipsoide, que se muestra como una línea sólida). Cuando las fuerzas se aplicaron en la dirección horizontal o lateral (izquierdo y derecho), el los ejes vertical y lateral mostró un grado similar de la rigidez aumento. En todos los casos, la rigidez a lo largo del eje horizontal (Puntos) no mostró ningún efecto de la dirección de aplicación de la fuerza, mantenido en torno al 10% (o 0,14 N) en todas las condiciones.
Los detalles de los cambios en la rigidez en relación con la dirección de la perturbación de entrada son los siguientes: Cuando las fuerzas se aplicaron en la dirección vertical, la rigidez vertical mostró un mayor aumento proporcional de la rigidez a lo largo del lateral ejes (53,7% para el eje vertical en comparación con 38,3% para el eje lateral). Por el contrario, la rigidez en el eje vertical y lateral ejes aumentó en casi la misma cantidad cuando las fuerzas se
aplicada en la dirección horizontal (45,4 y 42,8% de aumento, respectivamente) y la dirección lateral (51,9 y 53,1% de incremento).
Del mismo modo, la rigidez vertical aumentado en un mayor cantidad absoluta de la rigidez lateral cuando los pulsos vigor se aplicada en la dirección del eje vertical (0,49 N / mm para el eje vertical en comparación con 0,30 N / mm para el eje lateral). Cuando las fuerzas fueron aplicadas en las direcciones horizontal y lateral, esta diferencia se redujo.
Estos efectos fueron evaluados mediante pruebas de Tukey de pares diferencias entre las medias. Cuando las fuerzas se aplicaron a lo largo del eje vertical, el aumento de la rigidez vertical resultó ser fiabilidad mayor que el aumento en la dirección lateral, en términos de ambas proporciones (P? 0,05) y el cambio de rigidez absoluta (P? 0,01). Cuando las fuerzas se aplican en las otras dos dirección (Horizontal y lateral), sin diferencias confiables entre la vertical y cambiar la rigidez lateral se observaron (P <0.05). Para todos los
tres direcciones de la aplicación de la fuerza, el cambio en la rigidez de la mandíbula a lo largo del eje horizontal fue significativamente menor que la rigidez cambio en los otros dos ejes, tanto en términos de representación proporcional y medidas absoluta (P? 0,01 para todas las comparaciones).
Efecto de la posición del área de trabajo
En el presente estudio, rigidez de la mandíbula se midió en 3D para una
posición de la mandíbula sola área de trabajo (correspondiente a la producción de la vocal e). El trabajo previo examen de los patrones de rigidez en el plano sagital medio reveló una posición dependiente efecto sobre la magnitud de la rigidez de la mandíbula (Shiller et al. 2002).
En concreto, para las posiciones de la mandíbula superior (más cerca de oclusión), la mandíbula rigidez resultó ser mayor (hasta en casi un 25%).
Se realizó un estudio de control en ausencia de carga en el que se evaluó la rigidez de la mandíbula en 3D en tres posiciones de la mandíbula: un alto posición asociada a la producción de la vocal i (como en "Semilla"), una posición intermedia asociados a la producción de el, y una posición baja asociadas a la producción de una (como en "Triste"). Seis sujetos fueron evaluados, utilizando el mismo procedimiento para estimación de la rigidez como se describe anteriormente (condición nula). La objetivo era determinar si el efecto depende de la posición rigidez de la mandíbula estaba presente en todas las direcciones y, en particular, la eje lateral que nunca fue probado con anterioridad.
Figura 6 muestra el efecto de la posición de área de trabajo en la mandíbula
rigidez a lo largo del eje horizontal, vertical y lateral. Para todos los tres ejes, la rigidez se encontró que era mayor de la mandíbula de alta posición con respecto a las posiciones medias y bajas. En rigidez media, la mandíbula en la posición alta fue 10-25% mayor de la rigidez en la posición media y 17 a 35% más que la rigidez en la posición de la mandíbula baja. pruebas de Tukey reveló importantes diferencias entre la rigidez en las posiciones altas y bajas para los tres ejes (P? 0,01 para todas las comparaciones). Confiable
También se observaron diferencias entre la alta y media posiciones (P? 0,01 para el eje horizontal, P? 0,05 para la los ejes vertical y lateral). No se encontró diferencia confiable entre las posiciones de bajos y medianos para cualquiera de los ejes.
La fiabilidad de la estimación de la rigidez
Hemos evaluado la medida en que la rigidez simétrica captura el patrón de la matriz empírica de la variación en la mandíbula posición y la restauración de la fuerza con una medida de R2 de goodnessof- ajuste (es decir, el coeficiente de determinación). El cálculo incluían la comparación de los niveles de fuerza medida con los predicha por la matriz de rigidez simétricas. Específicamente donde F es la matriz de fuerzas medidas, M es la matriz de fuerzas predicha por la matriz de rigidez, yf? es la media de medido fuerzas. La suma (¥) se aplica sobre los tres direcciones de entrada de perturbación. La medida R2 se calculó por separado para cada sujeto y cada condición experimental.
En promedio, la proporción de varianza explicada por el matriz de rigidez simétricas fue del 96% (R2? 0.957), que van 93 a 97% en los sujetos.
En un estudio relacionado, encontramos que los tres componentes de enrollamiento de las 3? 3 matriz de rigidez (lo que corresponde a la mitad del
diferencia entre los términos correspondientes fuera de la diagonal, ver la ecuación.
5) eran pequeños en comparación con los términos de la diagonal simétrica
matriz de rigidez. El rotacional Medio en todos los sujetos fue 0.061 N / mm en el caso de las estimaciones de la rigidez en la nula condición y 0.076 N / mm en el caso de la mayor rigidez valores observados en la presencia de pulsos fuerza aplicada. En promedio, en el caso de la rigidez en la condición nula, esto
corresponde a un 4% de la magnitud de la rigidez a lo largo del eje horizontal de la rigidez elipsoide (el eje de máxima rigidez, 1,45 N / mm) y el 8% de la magnitud de la rigidez a lo largo de el eje transversal (el eje de la rigidez mínima, 0,76 N / mm).
Bajo las condiciones que implican la aplicación de fuerzas, la magnitud media
del componente de curvatura corresponde al 5% del valor de la rigidez en el eje horizontal (1,68 N / mm) y el 7% de la magnitud de la rigidez a lo largo del eje lateral (1,04 N / mm). Por último, se constató que la rigidez de la matriz antisimétrica fue capaz de dar cuenta? 1% de la varianza en lo empírico
datos (R2? 0,007). En general, la magnitud relativamente pequeña de el componente de rizo y la contribución muy limitada de el componente antisimétrica a la estimación de la rigidez indica que el comportamiento de los objetos expuestos en la mandíbula principalmente primaveral respuesta a las perturbaciones de pequeña amplitud en 3D.
En promedio, la proporción de varianza explicada por el matriz de rigidez simétricas fue del 96% (R2? 0.957), que van 93 a 97% en los sujetos.
En un estudio relacionado, encontramos que los tres componentes de enrollamiento de las 3? 3 matriz de rigidez (lo que corresponde a la mitad del
diferencia entre los términos correspondientes fuera de la diagonal, ver la ecuación.
5) eran pequeños en comparación con los términos de la diagonal simétrica
matriz de rigidez. El rotacional Medio en todos los sujetos fue 0.061 N / mm en el caso de las estimaciones de la rigidez en la nula condición y 0.076 N / mm en el caso de la mayor rigidez valores observados en la presencia de pulsos fuerza aplicada. En promedio, en el caso de la rigidez en la condición nula, esto
corresponde a un 4% de la magnitud de la rigidez a lo largo del eje horizontal de la rigidez elipsoide (el eje de máxima rigidez, 1,45 N / mm) y el 8% de la magnitud de la rigidez a lo largo de el eje transversal (el eje de la rigidez mínima, 0,76 N / mm).
Bajo las condiciones que implican la aplicación de fuerzas, la magnitud media
del componente de curvatura corresponde al 5% del valor de la rigidez en el eje horizontal (1,68 N / mm) y el 7% de la magnitud de la rigidez a lo largo del eje lateral (1,04 N / mm). Por último, se constató que la rigidez de la matriz antisimétrica fue capaz de dar cuenta? 1% de la varianza en lo empírico
datos (R2? 0,007). En general, la magnitud relativamente pequeña de el componente de rizo y la contribución muy limitada de el componente antisimétrica a la estimación de la rigidez indica que el comportamiento de los objetos expuestos en la mandíbula principalmente primaveral respuesta a las perturbaciones de pequeña amplitud en 3D.
DISCUSIÒN
En el presente estudio, hemos medido la rigidez en el mandíbula humana en condiciones de control voluntario. Los sujetos demostrado una capacidad clara para aumentar la magnitud de la mandíbula rigidez para contrarrestar los efectos de una alteración de un solo eje.
Hubo un aumento significativo en la rigidez entre la nula condición y todas las condiciones de participación de los insumos perturbación. La grado en que se aumentó la rigidez se demostró que dependen sobre la magnitud de las fuerzas aplicadas, de manera que una mayor fuerza magnitudes se asociaron con mayores aumentos en la mandíbula rigidez. Además, la manera en que la mandíbula era la rigidez ajustado demostró ser dependiente de la dirección de la perturbación. En concreto, cuando la perturbación se lo largo de una eje vertical, rigidez de la mandíbula fue encontrado para aumentar a un mayor grado en esta dirección.
Estos resultados apoyan la idea de que la magnitud y, en algunos casos, la distribución espacial de la rigidez de la mandíbula puede ser controlada. En los estudios de movimiento del brazo, el control de punto final la rigidez se ha demostrado que desempeña un papel en la lucha contra la efectos de las interacciones con el medio ambiente inestable (Burdet et al. 2001; DeSerres y Milner, 1991; Lacquaniti et al. 1993) y en la consecución de los requisitos diferenciales de precisión de los movimientos (Gribble et al. 2003). Los resultados sugieren que la modulación de la rigidez puede desempeñar un papel comparable en el caso del movimiento orofacial. El saldo de las contribuciones centrales y reflejo de la rigidez merece un comentario. Debido a la magnitud de la rampa y retención perturbaciones que se utilizaron para medir la rigidez es la misma en todas las condiciones (es decir, en el estado nulo y en todos los los niveles de entrada de perturbación), los cambios que hemos observado de la rigidez en las condiciones de manera tal que reflejen el centro
cambio, ya sea para los comandos que son la base del músculo contracción, excitabilidad refleja, o ambos. Modelado de los estudios sugieren que los patrones de la rigidez y el cambio surgen de la rigidez dos efectos centrales y los reflejos (Gribble et al. 1998). Descendente comandos que producen cambios en el nivel de los músculos contracción también alterar la magnitud de la extensión tónico respuesta. Ambos se reflejan en las medidas de resistencia a la desplazamiento.
Rigidez patrones y valores son un reflejo de la mandíbula geométricas
factores, las propiedades pasivas del tejido, las unidades activas del motor, y
reflejos. En el sentido vertical y lateral, la rigidez se observa que varían en proporción a la magnitud de la perturbación de entrada. En el cambio de dirección rigidez horizontal fue pequeñas y relativamente constante en el valor. Esto puede reflejar la resistencia al desplazamiento que se debe en parte a los efectos de hueso y ligamento en el cóndilo. Sin embargo, lo observado
efectos no son estrictamente atribuido a las propiedades del tejido pasiva; de lo contrario, ningún aumento de la rigidez que se han observado entre la condición nula y condiciones que impliquen la aplicación de las fuerzas perturbadoras (ambas de las cuales implican el mismo rampa y retención desplazamientos para la medición de la rigidez).
Cabe señalar que las medidas señaladas aquí para rigidez en la dirección horizontal se basan en los desplazamientos de? 1 mm. El rango funcional de movimiento del cóndilo de la protuberancia / dirección de retracción está en el rango de 10 mm. El cóndilo habitualmente se traduce todo esto en la producción del habla (Ostry y Munhall 1994; Ostry et al. 1997). Por lo tanto los desplazamientos aplicada en el presente estudio son presumiblemente bien dentro de la rango de trabajo.
La capacidad de modificar la rigidez global podría servir para reducir
variabilidad en la producción del habla y por lo tanto juegan un papel en
el cumplimiento de los requisitos de precisión de los diferentes sonidos del habla.
En las consonantes fricativas, por ejemplo, la lengua debe ser
colocado de forma precisa en relación con el paladar. Dentro de un determinado los sonidos del habla de los requisitos de precisión pueden ser desiguales en diferentes direcciones. Por ejemplo, en la producción vocal, acústico variación es en general más sensibles a los cambios en el grado de constricción del tracto vocal que a la ubicación de la a lo largo de la constricción del tracto vocal (Beckman et al 1995;. Gay et al. 1992; Perkell y Nelson, 1985; Stevens 1989). El diferencial de la precisión de los sonidos del habla diferente o distintas direcciones se puede lograr por lo menos en parte a través de cambios en rigidez.
Rigidez de control también podrá referirse más ampliamente a orofacial
función. La capacidad para contrarrestar los efectos de la inesperada cambios en la fuerza que actúa sobre la mandíbula puede ser necesario para la éxito de las conductas orofaciales, como la masticación y el habla de producción. Durante la masticación, la mandíbula se dedica a fuertes interacciones mecánicas en movimiento en varios grados de libertad. A medida que el bolo alimenticio se mastica, su tamaño y mecánica la resistencia puede cambiar dramáticamente. En estas circunstancias, la estabilidad es proporcionada por ambas propiedades de los tejidos activos y pasivos (Peck et al. 2002), así como una serie de sensorial basado en mecanismos que participan en respuesta a la inesperada cambios en la resistencia a los alimentos. Repentina descarga mandíbula (lo que resulta, por ejemplo, de la ruptura inesperada de alimentos quebradizos) y ambos incremento gradual y rápido de la resistencia (como resultado de una encuentro con un objeto duro) se sabe que evocan a corto y respuestas reflejas largo de latencia en la mandíbula. Excitatorios e inhibitorios las respuestas han sido documentadas que se asocian con
la actividad de los husos musculares mandíbula y mecanorreceptores periodontales (Bjornland et al 1991;. Brodin et al 1993;. Hannam et
al. 1970; Lamarre y Lund, 1975; Lund et al. 1983, Miles y Wilkinson 1982; Ostry et al. 1997; Poliakov y Miles 1994; Sessle y Schmidt, 1972; Tu ¨ rker y Jenkins 2000).
El control de la rigidez de la mandíbula adicional y ofrece un potencial
poderoso mecanismo para hacer frente a los efectos de cambios repentinos en la carga. Una ventaja especial de la rigidez control es que un aumento en la rigidez de los músculos derivados cocontracción puede preceder a los cambios de carga asociada con mecánica interacciones y proporcionar así una mayor estabilidad con poco o ningún retraso comentarios (Miles y Wilkinson 1982). Predictivo cambios en la mandíbula la actividad muscular y la rigidez se han
documentado en diversos contextos. Anticipación los cambios en el músculo
la actividad se han observado antes de la aplicación de cargas previsibles a la mandíbula durante la elevación y el descenso cíclico movimientos (Ottenhoff et al. 1992). Tanto el cambio de rigidez y acción refleja en relación con las cargas de auto-generado de manera similar puede velar por la estabilidad de la mandíbula en la locomoción (Miles et al. 2004; Shiller et al. 2001).
Durante la producción del habla, el movimiento de la mandíbula tiene un papel crucial en el posicionamiento de la lengua y el labio inferior y, a través de archivos adjuntos en el hueso hioides, puede influir (y ser influenciado por) el movimiento laríngeo. El rápido movimiento de cualquiera de estas estructuras se generan fuerzas de interacción que pueden afectar la posición de la mandíbula y, por extensión, cualquier otra articuladores junto a él. Un aumento de la rigidez de la mandíbula podría limitar la influencia de las cargas a la mandíbula que surgen del movimiento de otros articuladores, reduciendo así la posible perturbador efectos de las fuerzas asociadas a articulador acoplado mecánicamente movimientos. La capacidad de escalar la magnitud de la rigidez de coinciden precisamente el efecto de las fuerzas aplicadas externamente, y la capacidad de alterar la rigidez diferencial en las instrucciones pertinentes para la producción del habla, lo que puede facilitar el control de voz movimientos.
Es importante tener en cuenta la relación entre la rigidez y el músculo de generación de fuerzas para el examen del voluntario el control de la rigidez. Es bien sabido que los aumentos en la articulación rigidez de acompañar a la producción de pares de activos conjunta (Hunter y Kearney 1982; Weiss et al 1986, 1988.). Tal los cambios son una consecuencia natural de los reflejos y los músculos propiedades mecánicas, específicamente, la relación entre un la resistencia del músculo a estirar y su nivel de activación y no reflejan necesariamente el control de la rigidez de por sí por el sistema nervioso (Hoffer y Andreasen, 1981; Rack y Westbury 1969). El acoplamiento entre la producción de la rigidez y la fuerza conduce a una dificultad en la interpretación de los resultados como los de Cocina y colaboradores (1980) en el que informó de las medidas de la rigidez de la mandíbula durante la producción de una mordedura sostenido 10-N la fuerza. La magnitud de la rigidez observada en las condiciones fue alta (entre 10 y 15 N / mm) en comparación con medidas de resistencia bajo condiciones que no impliquen fuerza neta producción (Shiller et al. 2002). Sobre la base de las medidas de EMG, Cocina y sus colegas concluyeron que el reflejo de estiramiento fue un importante contribuyente al comportamiento primaveral de la mandíbula.
Sin embargo, se desconoce si la diferencia de rigidez entre las condiciones de participación de la fuerza aplicada morder y condiciones que no impliquen cargas externas se debe simplemente a la aumento de la actividad músculo de la mandíbula más asociadas a biteforce de producción.
A la luz de estas cuestiones, un reto importante en los estudios de control de la rigidez es distinguir los cambios en la rigidez que naturalmente, los cambios que en el par conjunta de la capacidad de modificar la rigidez cuando el par neto es cero y la integridad física o articulador es estacionaria. Aunque ambos tipos de rigidez cambio puede ser de importancia funcional, la capacidad de controlar rigidez, independientemente de la producción de fuerza es un potencial poderoso mecanismo para mantener la estabilidad posicional de
el sistema motor. En particular, se permitiría el ajuste de la rigidez antes de que las cargas se aplican en el sistema, en anticipación de una interacción mecánica inestable o impredecible.
En el presente estudio, diferentes magnitudes de la fuerza pulsos se aplicaron para obtener un aumento de la rigidez de la mandíbula, aunque la medida real de la rigidez se produjo bajo condiciones estáticas en las que ninguna fuerza externa se presente.
Debido a que la mandíbula se fija, los cambios observados en la rigidez no se asociaron con cambios en la fuerza neta aplicados por la mandíbula. Por lo tanto se puede concluir que los sujetos fueron de hecho, el control de rigidez de la mandíbula.
Además de demostrar el control voluntario de la mandíbula
la rigidez, el presente estudio proporciona la primera descripción de la mandíbula rigidez en 3D. rigidez de la mandíbula en el plano sagital medio se ha investigado previamente (Shiller et al. 2002), revelando un uniforme
distribución espacial con rigidez mayor que a lo largo de alrededor de un eje horizontal (en la dirección de la protrusión maxilar y retracción) y menos en la dirección de la mandíbula de subir y bajar.
Los presentes resultados muestran que la rigidez de la mandíbula en el lateral
grado de libertad (ortogonal al plano sagital) es menor que rigidez en la dirección vertical en un 15% (o 0,25 N / mm). Esta es una diferencia bastante menor que el casi el 60% (0,59 N / mm) entre la vertical y horizontal
ejes de la elipse rigidez medio sagital. Por lo tanto en comparación con el patrón altamente anisotrópico de la rigidez en el medio sagital avión, el patrón de la rigidez frontal plano (que consiste en la los ejes vertical y lateral) es más uniforme.
En el presente estudio, hemos medido la rigidez en el mandíbula humana en condiciones de control voluntario. Los sujetos demostrado una capacidad clara para aumentar la magnitud de la mandíbula rigidez para contrarrestar los efectos de una alteración de un solo eje.
Hubo un aumento significativo en la rigidez entre la nula condición y todas las condiciones de participación de los insumos perturbación. La grado en que se aumentó la rigidez se demostró que dependen sobre la magnitud de las fuerzas aplicadas, de manera que una mayor fuerza magnitudes se asociaron con mayores aumentos en la mandíbula rigidez. Además, la manera en que la mandíbula era la rigidez ajustado demostró ser dependiente de la dirección de la perturbación. En concreto, cuando la perturbación se lo largo de una eje vertical, rigidez de la mandíbula fue encontrado para aumentar a un mayor grado en esta dirección.
Estos resultados apoyan la idea de que la magnitud y, en algunos casos, la distribución espacial de la rigidez de la mandíbula puede ser controlada. En los estudios de movimiento del brazo, el control de punto final la rigidez se ha demostrado que desempeña un papel en la lucha contra la efectos de las interacciones con el medio ambiente inestable (Burdet et al. 2001; DeSerres y Milner, 1991; Lacquaniti et al. 1993) y en la consecución de los requisitos diferenciales de precisión de los movimientos (Gribble et al. 2003). Los resultados sugieren que la modulación de la rigidez puede desempeñar un papel comparable en el caso del movimiento orofacial. El saldo de las contribuciones centrales y reflejo de la rigidez merece un comentario. Debido a la magnitud de la rampa y retención perturbaciones que se utilizaron para medir la rigidez es la misma en todas las condiciones (es decir, en el estado nulo y en todos los los niveles de entrada de perturbación), los cambios que hemos observado de la rigidez en las condiciones de manera tal que reflejen el centro
cambio, ya sea para los comandos que son la base del músculo contracción, excitabilidad refleja, o ambos. Modelado de los estudios sugieren que los patrones de la rigidez y el cambio surgen de la rigidez dos efectos centrales y los reflejos (Gribble et al. 1998). Descendente comandos que producen cambios en el nivel de los músculos contracción también alterar la magnitud de la extensión tónico respuesta. Ambos se reflejan en las medidas de resistencia a la desplazamiento.
Rigidez patrones y valores son un reflejo de la mandíbula geométricas
factores, las propiedades pasivas del tejido, las unidades activas del motor, y
reflejos. En el sentido vertical y lateral, la rigidez se observa que varían en proporción a la magnitud de la perturbación de entrada. En el cambio de dirección rigidez horizontal fue pequeñas y relativamente constante en el valor. Esto puede reflejar la resistencia al desplazamiento que se debe en parte a los efectos de hueso y ligamento en el cóndilo. Sin embargo, lo observado
efectos no son estrictamente atribuido a las propiedades del tejido pasiva; de lo contrario, ningún aumento de la rigidez que se han observado entre la condición nula y condiciones que impliquen la aplicación de las fuerzas perturbadoras (ambas de las cuales implican el mismo rampa y retención desplazamientos para la medición de la rigidez).
Cabe señalar que las medidas señaladas aquí para rigidez en la dirección horizontal se basan en los desplazamientos de? 1 mm. El rango funcional de movimiento del cóndilo de la protuberancia / dirección de retracción está en el rango de 10 mm. El cóndilo habitualmente se traduce todo esto en la producción del habla (Ostry y Munhall 1994; Ostry et al. 1997). Por lo tanto los desplazamientos aplicada en el presente estudio son presumiblemente bien dentro de la rango de trabajo.
La capacidad de modificar la rigidez global podría servir para reducir
variabilidad en la producción del habla y por lo tanto juegan un papel en
el cumplimiento de los requisitos de precisión de los diferentes sonidos del habla.
En las consonantes fricativas, por ejemplo, la lengua debe ser
colocado de forma precisa en relación con el paladar. Dentro de un determinado los sonidos del habla de los requisitos de precisión pueden ser desiguales en diferentes direcciones. Por ejemplo, en la producción vocal, acústico variación es en general más sensibles a los cambios en el grado de constricción del tracto vocal que a la ubicación de la a lo largo de la constricción del tracto vocal (Beckman et al 1995;. Gay et al. 1992; Perkell y Nelson, 1985; Stevens 1989). El diferencial de la precisión de los sonidos del habla diferente o distintas direcciones se puede lograr por lo menos en parte a través de cambios en rigidez.
Rigidez de control también podrá referirse más ampliamente a orofacial
función. La capacidad para contrarrestar los efectos de la inesperada cambios en la fuerza que actúa sobre la mandíbula puede ser necesario para la éxito de las conductas orofaciales, como la masticación y el habla de producción. Durante la masticación, la mandíbula se dedica a fuertes interacciones mecánicas en movimiento en varios grados de libertad. A medida que el bolo alimenticio se mastica, su tamaño y mecánica la resistencia puede cambiar dramáticamente. En estas circunstancias, la estabilidad es proporcionada por ambas propiedades de los tejidos activos y pasivos (Peck et al. 2002), así como una serie de sensorial basado en mecanismos que participan en respuesta a la inesperada cambios en la resistencia a los alimentos. Repentina descarga mandíbula (lo que resulta, por ejemplo, de la ruptura inesperada de alimentos quebradizos) y ambos incremento gradual y rápido de la resistencia (como resultado de una encuentro con un objeto duro) se sabe que evocan a corto y respuestas reflejas largo de latencia en la mandíbula. Excitatorios e inhibitorios las respuestas han sido documentadas que se asocian con
la actividad de los husos musculares mandíbula y mecanorreceptores periodontales (Bjornland et al 1991;. Brodin et al 1993;. Hannam et
al. 1970; Lamarre y Lund, 1975; Lund et al. 1983, Miles y Wilkinson 1982; Ostry et al. 1997; Poliakov y Miles 1994; Sessle y Schmidt, 1972; Tu ¨ rker y Jenkins 2000).
El control de la rigidez de la mandíbula adicional y ofrece un potencial
poderoso mecanismo para hacer frente a los efectos de cambios repentinos en la carga. Una ventaja especial de la rigidez control es que un aumento en la rigidez de los músculos derivados cocontracción puede preceder a los cambios de carga asociada con mecánica interacciones y proporcionar así una mayor estabilidad con poco o ningún retraso comentarios (Miles y Wilkinson 1982). Predictivo cambios en la mandíbula la actividad muscular y la rigidez se han
documentado en diversos contextos. Anticipación los cambios en el músculo
la actividad se han observado antes de la aplicación de cargas previsibles a la mandíbula durante la elevación y el descenso cíclico movimientos (Ottenhoff et al. 1992). Tanto el cambio de rigidez y acción refleja en relación con las cargas de auto-generado de manera similar puede velar por la estabilidad de la mandíbula en la locomoción (Miles et al. 2004; Shiller et al. 2001).
Durante la producción del habla, el movimiento de la mandíbula tiene un papel crucial en el posicionamiento de la lengua y el labio inferior y, a través de archivos adjuntos en el hueso hioides, puede influir (y ser influenciado por) el movimiento laríngeo. El rápido movimiento de cualquiera de estas estructuras se generan fuerzas de interacción que pueden afectar la posición de la mandíbula y, por extensión, cualquier otra articuladores junto a él. Un aumento de la rigidez de la mandíbula podría limitar la influencia de las cargas a la mandíbula que surgen del movimiento de otros articuladores, reduciendo así la posible perturbador efectos de las fuerzas asociadas a articulador acoplado mecánicamente movimientos. La capacidad de escalar la magnitud de la rigidez de coinciden precisamente el efecto de las fuerzas aplicadas externamente, y la capacidad de alterar la rigidez diferencial en las instrucciones pertinentes para la producción del habla, lo que puede facilitar el control de voz movimientos.
Es importante tener en cuenta la relación entre la rigidez y el músculo de generación de fuerzas para el examen del voluntario el control de la rigidez. Es bien sabido que los aumentos en la articulación rigidez de acompañar a la producción de pares de activos conjunta (Hunter y Kearney 1982; Weiss et al 1986, 1988.). Tal los cambios son una consecuencia natural de los reflejos y los músculos propiedades mecánicas, específicamente, la relación entre un la resistencia del músculo a estirar y su nivel de activación y no reflejan necesariamente el control de la rigidez de por sí por el sistema nervioso (Hoffer y Andreasen, 1981; Rack y Westbury 1969). El acoplamiento entre la producción de la rigidez y la fuerza conduce a una dificultad en la interpretación de los resultados como los de Cocina y colaboradores (1980) en el que informó de las medidas de la rigidez de la mandíbula durante la producción de una mordedura sostenido 10-N la fuerza. La magnitud de la rigidez observada en las condiciones fue alta (entre 10 y 15 N / mm) en comparación con medidas de resistencia bajo condiciones que no impliquen fuerza neta producción (Shiller et al. 2002). Sobre la base de las medidas de EMG, Cocina y sus colegas concluyeron que el reflejo de estiramiento fue un importante contribuyente al comportamiento primaveral de la mandíbula.
Sin embargo, se desconoce si la diferencia de rigidez entre las condiciones de participación de la fuerza aplicada morder y condiciones que no impliquen cargas externas se debe simplemente a la aumento de la actividad músculo de la mandíbula más asociadas a biteforce de producción.
A la luz de estas cuestiones, un reto importante en los estudios de control de la rigidez es distinguir los cambios en la rigidez que naturalmente, los cambios que en el par conjunta de la capacidad de modificar la rigidez cuando el par neto es cero y la integridad física o articulador es estacionaria. Aunque ambos tipos de rigidez cambio puede ser de importancia funcional, la capacidad de controlar rigidez, independientemente de la producción de fuerza es un potencial poderoso mecanismo para mantener la estabilidad posicional de
el sistema motor. En particular, se permitiría el ajuste de la rigidez antes de que las cargas se aplican en el sistema, en anticipación de una interacción mecánica inestable o impredecible.
En el presente estudio, diferentes magnitudes de la fuerza pulsos se aplicaron para obtener un aumento de la rigidez de la mandíbula, aunque la medida real de la rigidez se produjo bajo condiciones estáticas en las que ninguna fuerza externa se presente.
Debido a que la mandíbula se fija, los cambios observados en la rigidez no se asociaron con cambios en la fuerza neta aplicados por la mandíbula. Por lo tanto se puede concluir que los sujetos fueron de hecho, el control de rigidez de la mandíbula.
Además de demostrar el control voluntario de la mandíbula
la rigidez, el presente estudio proporciona la primera descripción de la mandíbula rigidez en 3D. rigidez de la mandíbula en el plano sagital medio se ha investigado previamente (Shiller et al. 2002), revelando un uniforme
distribución espacial con rigidez mayor que a lo largo de alrededor de un eje horizontal (en la dirección de la protrusión maxilar y retracción) y menos en la dirección de la mandíbula de subir y bajar.
Los presentes resultados muestran que la rigidez de la mandíbula en el lateral
grado de libertad (ortogonal al plano sagital) es menor que rigidez en la dirección vertical en un 15% (o 0,25 N / mm). Esta es una diferencia bastante menor que el casi el 60% (0,59 N / mm) entre la vertical y horizontal
ejes de la elipse rigidez medio sagital. Por lo tanto en comparación con el patrón altamente anisotrópico de la rigidez en el medio sagital avión, el patrón de la rigidez frontal plano (que consiste en la los ejes vertical y lateral) es más uniforme.
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