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足弓第2与第5跖列的肌骨系统有限元模型及其临床意义 被引量：28
1
作者 吴立军 丁自海 +1 位作者 钟世镇 郑蓉梅 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2006年第6期691-694,共4页
目的:建立足部内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的肌骨系统有限元模型,为研究跖骨应力性骨折与相关足痛症提供生物力学工具。方法:采用中国虚拟人“女性1号”CT图像和MRI图像;应用非线性有限元方法进行生物力学分析。结果:构建了包含... 目的:建立足部内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的肌骨系统有限元模型,为研究跖骨应力性骨折与相关足痛症提供生物力学工具。方法:采用中国虚拟人“女性1号”CT图像和MRI图像;应用非线性有限元方法进行生物力学分析。结果:构建了包含皮质骨、松质骨、软骨、韧带、足底腱膜、肌腱、固有肌、脂肪垫、骨髓腔与骨髓窦等10种组织的第2、第5跖列的有限元模型。足弓直立时,最大vonMises应力/应变位于第2、第5跖骨骨干与基底。各种足底软组织中,足底腱膜承担着最大张拉应力,其次为足底长韧带,足底固有肌张拉应力最小。结论:有限元预测的应力应变为研究跖骨应力性骨折,足底腱膜炎引起的慢性跟骨痛,以及足弓塌陷的发生机制提供了生物力学依据。 展开更多
关键词 跖骨应力性骨折 足底腱膜炎 足弓塌陷 肌骨生物力学 有限元法 虚拟中国人
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虚拟中国人足底韧带结构失效后的足弓负荷机制研究 被引量：19
2
作者 吴立军 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2009年第4期246-255,共10页
目的建立虚拟中国人的足内侧纵弓与外侧纵弓的有限元模型,研究跖腱膜松解术或足底韧带损伤后足骨与内在肌群的生物力学特性,探讨骨性结构、足底韧带、足底腱膜、足底固有肌群之间的协调作用机制。方法采用虚拟中国人"女性1号"... 目的建立虚拟中国人的足内侧纵弓与外侧纵弓的有限元模型,研究跖腱膜松解术或足底韧带损伤后足骨与内在肌群的生物力学特性,探讨骨性结构、足底韧带、足底腱膜、足底固有肌群之间的协调作用机制。方法采用虚拟中国人"女性1号"CT图像和MRI图像;采用非线性有限元方法进行足弓术后或韧带损伤后的平衡直立负荷状态仿真;并应用足底固有肌群的3种被动张力(微弱、适度、强烈)模拟术后或韧带损伤后的肌肉状态。结果建立了虚拟中国人"女性1号"足内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的生物力学有限元模型,计算得到内侧纵弓和外侧纵弓在平衡直立时,韧带损伤时,固有肌群活动时的张应力矢量图、压应力矢量图和vonMises应力整体分布数据。结论跖腱膜松解术和足底韧带损伤等增加了足纵弓vonMises应力峰值,改变了张应力与压应力的流向;而足底固有肌活动的被动张力能降低足纵弓vonMises应力集中程度,调节张应力、压应力矢量接近平衡状态,减小了并发骨折和腱炎的危险性。骨性结构、韧带、腱膜、固有肌群的内在应力具有定量的相互调节功能。 展开更多
关键词 内侧纵弓 外侧纵弓 足底固有肌 足底韧带结构 肌肉骨骼生物力学 非线性有限元 虚拟中国人 生物力学
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单兵负重行走生物力学仿真评估系统开发
3
作者 姜维胜 周前祥 李晨明 《计算机仿真》 2024年第5期189-192,225,共5页
基于Matlab App Designer与AnyBodyTMModeling System设计开发一款App,实现针对不同身高、体重和百分位的人体模型,在人体外部不同位置、不同质量的负载环境下,探究人体肌骨系统生物力学响应。应用虚拟人模型仿真分析法,在负重环境下进... 基于Matlab App Designer与AnyBodyTMModeling System设计开发一款App,实现针对不同身高、体重和百分位的人体模型,在人体外部不同位置、不同质量的负载环境下,探究人体肌骨系统生物力学响应。应用虚拟人模型仿真分析法,在负重环境下进行步态分析。应用Matlab编程语言输入人体参数和外部负载环境参数,驱动Anybody软件运行以及输出生物力学分析结果。其结果与前人研究结果相比基本吻合[1]。上述App可视化界面具体直观、交互性强特点,能够为仿真分析提供便利、减少重复性工作,节省工作量,提高工作效率,也为后续应用开发及扩展提供参考。 展开更多
关键词 人体模型 步态分析 肌骨生物力学
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等长收缩时食指肌力分析 被引量：2
4
作者 黄昌华 李波 王人成 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期417-425,共9页
本文详尽深入地探讨了在等长收缩时食指肌力冗余问题的求解方法。分别采用二维和三维肌骨模型选用７ 类２１ 种优化目标函数，求得食指在进行按压动作时的肌肉作用力；在此基础上，分析了不同模型和不同的优化目标函数对肌力解的影响，... 本文详尽深入地探讨了在等长收缩时食指肌力冗余问题的求解方法。分别采用二维和三维肌骨模型选用７ 类２１ 种优化目标函数，求得食指在进行按压动作时的肌肉作用力；在此基础上，分析了不同模型和不同的优化目标函数对肌力解的影响，得到了一些很有意义的结论，如：三维模型中不同目标函数的选择对肌力解的影响比在二维模型中小，浅层屈肌和深层屈肌作用力的之和基本不随优化目标函数的不同而改变。 展开更多
关键词 生物力学 肌力 食指 等长收缩 冗余分析
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食指掌指关节的正向动力学分析 被引量：1
5
作者 杨年峰 黄昌华 +1 位作者 李波 王人成 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期28-31,共4页
为探讨运动生物力学建模与分析的基础性问题 ,以食指为研究对象建立了包含神经兴奋 -肌肉收缩动力响应和肌肉 -肌腱动力特性在内的食指掌指关节正向动力学模型 ,并针对该关节快速屈曲 6 0°的运动过程 ,采用参数最优化方法进行了模... 为探讨运动生物力学建模与分析的基础性问题 ,以食指为研究对象建立了包含神经兴奋 -肌肉收缩动力响应和肌肉 -肌腱动力特性在内的食指掌指关节正向动力学模型 ,并针对该关节快速屈曲 6 0°的运动过程 ,采用参数最优化方法进行了模拟计算。模拟结果表明 ,在快速屈曲过程中 ,食指短时平均角速度近似为匀速 ,瞬时角速度呈现阻尼振荡形式。 展开更多
关键词 肌骨生物力学 人手运动 掌指关系 神经控制
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腰靠支撑对驾驶人腰部负载影响的研究 被引量：3
6
作者 孟祥杰 王文军 +2 位作者 Dennis E.Anderson Alexander G.Bruno 成波 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期206-210,共5页
为提高驾驶人的乘坐舒适性,本文中对汽车座椅腰靠进行研究。基于驾驶人肌肉骨骼生物力学模型,对坐姿驾驶人在第三腰椎部位处3种不同凸出量(0,2和4cm)的腰靠支撑条件下,仿真求解了腰部椎间关节力和肌肉负载。结果表明,4cm凸出量的腰靠支... 为提高驾驶人的乘坐舒适性,本文中对汽车座椅腰靠进行研究。基于驾驶人肌肉骨骼生物力学模型,对坐姿驾驶人在第三腰椎部位处3种不同凸出量(0,2和4cm)的腰靠支撑条件下,仿真求解了腰部椎间关节力和肌肉负载。结果表明,4cm凸出量的腰靠支撑下,驾驶人腰部的椎间关节力平均下降8%、肌肉负载平均下降15%,而2cm凸出量的腰靠支撑却使腰部椎间关节力和肌肉负载均略有升高。本文从腰部载荷的角度解释了腰靠凸出量对改善乘坐舒适性影响的内在机理,所提出的仿真方法可实现不同腰靠支撑下腰部载荷的定量评估,为座椅腰靠的舒适性设计提供指导。 展开更多
关键词 汽车座椅 腰靠 肌肉骨骼生物力学模型 人机工程 Matlab-OpenSim联合仿真
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