軍事貨物輸送シミュレーションのパーソナライゼーションは,筋肉と関節の接触力に影響します

科学分野:

• バイオメカニクス バイオメカニクス
• 筋骨格系のモデリング
• スポーツ医学 スポーツ医学

背景:

• 軍人は,荷物を運ぶために過度の使用による怪我の高い割合に直面しています.
• 低レベルの体調と強さは,これらの怪我の修正可能な危険因子です.
• 怪我のメカニズムを理解するために,特に高度に訓練された個体において,正確な生体力学モデリングは極めて重要です.

研究 の 目的:

• 個々の筋肉の強さと身体セグメントの質量分布による筋骨格モデルのパーソナライゼーションが,内部の関節負荷に与える影響を調査する.
• パーソナライズされたモデルの結果を,現役軍人の非パーソナライズされたモデルと比較する.
• パーソナライゼーションが関節の接触衝動,ピーク力,筋肉力の衝動に及ぼす影響を評価する.

主な方法:

• 全身運動量,地面反応力,および16人の現役参加者から46kgの荷物を持って歩いたり,歩かなかったりした電気ミオグラフィを集めた.
• 収集したデータを用いて筋骨組みのシミュレーションを運転し,検証した.
• デュアルエネルギーX線吸収測定法を用いたパーソナライズされたセグメント質量と,最大自発的対比収縮からの筋肉の強さ.

主要な成果:

• パーソナライズされた質量分布により,腰椎関節の接触インパルスが6%増加した (p=0.006).
• パーソナライズされた筋肉の強さは,腰部 (42%),股関節 (25%),膝関節 (8%) のコンタクトインパルス (p<0.001) を有意に増加させ,足首のインパルス (-4%,p=0.048) を減少させた.
• 同様の傾向は,ピークの共同接触力でも観察されました.

結論:

• 筋肉骨格のモデルを個別の特徴でパーソナライズすることは,軍人の内部負荷の正確な定量化に不可欠です.
• 正確な内部負荷計算は,効果的な怪我予防戦略と訓練介入の開発に不可欠です.
• モデルパーソナライゼーションは,荷重運搬に対する生体力学的反応の評価を強化します.