通过肌肉激活模拟受伤相关动态的计算模型的验证 - 在全身麻醉下获取数据

科学领域:

• 法医生物力学法医生物力学
• 计算人体建模的人体建模
• 肌肉骨系统的动力学

背景情况:

• 在法医生物力学中,准确的生物忠实人体模型对于重建受伤相关运动至关重要.
• 将肌肉度和活动整合到这些模型中需要对被动关节行为的高质量数据.
• 志愿者实验面临的挑战是由于影响被动反应的高动力学变异性.

研究的目的:

• 为了研究在麻醉和清醒的受试者之间引力诱导的膝盖屈曲的差异.
• 为了澄清肌肉度对被动关节行为的影响.
• 为验证伤害生物力学计算模型提供参考数据.

主要方法:

• 测量了11名手术患者的膝盖曲动力学和巨大的侧面运动.
• 在清醒,麻醉 (propofol) 和麻醉 + 肌肉松条件下进行了测试.
• 分析了达到47°膝盖曲的持续时间,并测量了巨大的横向活动.

主要成果:

• 在麻醉 + 放松 (349 ms) 和麻醉 (355 ms) 状态下,与清醒 (404 ms) 状态相比,达到47°膝盖曲的中位持续时间显著更短.
• 在麻醉 + 放松和麻醉状态 (p=0.004) 和麻醉 + 放松组 (p<0.001) 之间观察到显著差异.
• 只有15%的清醒试验没有显示可测量的肌肉活动,表明显著的,不可检测的肌肉紧张.

结论:

• 不自发的肌肉紧张,EMG无法检测,存在于清醒的受试者中,并显著影响被动关节行为.
• 这项研究提供了关于被动关节反应的关键数据,突出显示了肌肉度的影响.
• 这些发现强调了将非自愿肌肉活动纳入计算模型的重要性,以准确模拟诸如落或滥用头部创伤等伤害场景.