在模拟的患者处理任务中对人类外骨相互作用的生物动力学建模和分析
Yinong Chen1, Wei Yin1, Liying Zheng2
1Texas A&M University, USA.
Human factors
|January 3, 2025
概括
外骨架在患者处理任务时减少腰部和肩膀关节的峰值负荷. 这项技术减少了主要运动关节的压力,同时将运动转移到这些关键区域,提高了医疗保健工作者的安全性.
科学领域:
- 生物力学和人类外骨相互作用
- 在医疗保健中预防肌肉骨疾病
背景情况:
- 外骨技术有潜力减少手动和患者处理导致的肌肉骨疾病.
- 需要先进的特定学科模型来理解复杂的人类外骨动态.
研究的目的:
- 通过使用特定对象的建模,研究患者处理期间的人类外骨生物动力学.
- 分析外骨使用对医疗保健工作者的生物力学影响.
主要方法:
- 十二名健康参与者进行了模拟的病人处理任务,并没有外骨.
- 全身运动和地面反应力被捕获用于特定对象的模型构建.
- 分析了生物动力学反应变量,以评估外骨的影响,并通过提重试验进行验证.
主要成果:
- 外骨的使用显著减少了腰部曲的峰值时刻 (19.7%-27.2%),但腰部运动增加了 (26.4%-47.8%).
- 在对称任务中,肩膀关节的时刻和运动也受到类似的影响.
- 其他身体关节的峰值运动显著减少.
结论:
- 经过验证的特定生物动力学模型表明,外骨可以减轻腰部和肩部关节的峰值负荷.
- 外骨架重新分配运动,在主要运动关节增加运动,而在其他关节减少运动.
- 这些发现支持开发定制的外骨,以便更安全地处理患者.
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