胸腰椎の筋骨格モデリングの進歩:包括的な体系的レビュー

Linda Carpenedo¹, Dominika Ignasiak², Robin Remus³

¹LaBS - Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering "Giulio Natta", Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133, Milano, Italy. linda.carpenedo@polimi.it.

Annals of biomedical engineering

|September 5, 2025

まとめ

多体 (MB),有限要素 (FE),結合 (C) のアプローチを含む計算式脊椎生体力学モデルは,姿勢を理解するために重要である. このレビューでは,現在の方法が評価され,筋肉表現の変動性とより良い検証データの必要性が強調されています.

科学分野:

バイオメカニクス
計算モデリング
脊椎研究

背景:

脊椎の生体力学は姿勢にとって不可欠で複雑な筋肉と重力も関係しています
算術的筋骨格モデル (MSK) は,従来の方法に対する非侵襲的な研究代替案を提供します.
既存のMSKモデルには,マルチボディ (MB) と有限要素 (FE) のアプローチが含まれており,新しいカップリングされた (C) モデルも登場しています.

研究の目的:

胸椎骨髄膜のモデル化方法 (MB,FE,C) を検討し評価する.
脊椎のバイオメカニクスにおける現在の実践とモデルの能力を評価する.
脊椎の計算モデル化に関する将来の研究と開発に情報を提供するためです

主な方法:

胸椎の計算式MSKモデルの文献レビュー
マルチボディ (MB),有限要素 (FE),結合型 (C) のモデリング戦略の分析
モデル選択と検証に焦点を当てた最近の出版物 (2016年以降) の検討

主要な成果:

2016年以降,脊椎の計算機バイオメカニクスの研究が著しく増加しています.
研究における筋肉構造の描写と筋膜の表現における可変性
いくつかの分野での一貫した選択 (例えば,体重表現) は,他の場所での変動と対照的です.
限られた実験データはしばしばモデルの検証を制限する.

結論:

複雑なタスクのモデリングやモデルをパーソナライズするなど,新しいトレンドです.
脊椎の計算機バイオメカニクスの進歩は検証とデータの可用性を向上させる必要があります
オープンサイエンスを推進することは,MSKの脊椎モデリングにおける再現性と協力にとって極めて重要です.

キーワード:

カップルモデル有限要素 (FE)ハイブリッドシミュレーションマルチボディ (MB)筋骨格モデル脊椎の生体力学

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