使用改进的CFD-FE方法开发的三维肌肉驱动下肢模型的开发
Luming Feng1, Qinglin Duan1,2, Rongwu Lai2
1DUT-BSU Joint Institute, Dalian University of Technology, Dalian, China.
Computer methods in biomechanics and biomedical engineering
|November 29, 2023
概括
一种新的3D肌肉建模技术使得可靠的in silico步态分析成为可能. 这种计算方法模拟下肢运动,克服了体内研究面临的挑战,用于增强人类模拟.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算建模计算建模
- 肌肉骨系统 运动骨系统
背景情况:
- 在体内行走分析面临的挑战包括受试者招募和长时间的实验.
- 现有的in silico方法缺乏全面步态分析的效率和可靠性.
研究的目的:
- 开发一个高效可靠的in silico模拟平台,用于肌肉骨运动分析.
- 引入一种新的3D肌肉建模技术,以驱动肌肉骨模型进行步行模拟.
主要方法:
- 从MRI数据创建了下肢的高保真3D有限元素模型.
- 开发了一种活性,纤维增强的超弹性肌肉模型 (VUMAT),以模拟3D肌肉行为.
- 模拟部绑架和膝盖提升通过激活相关肌肉来进行.
主要成果:
- 改进的CFD-FE方法准确模拟活跃的肌肉收缩.
- 模拟的下肢运动与生理情景密切匹配.
- 开发的技术证明了人体运动模拟的可行性.
结论:
- 这种新的3D肌肉建模技术对于模拟肌肉骨运动是有效的.
- 这种方法提供了一个可靠和高效的替代 in vivo 步态分析.
- 该技术对先进的in silico人类模拟平台具有重大潜力.
