一个杆型背部支外骨的肌肉骨建模:一种简化方法,用于实际评估
Negar Riahi1, Niromand Jasimi Zindashti1, Ali Golabchi2,3
1Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada.
Annals of biomedical engineering
|November 6, 2025
概括
评估用于工业的后背支外骨需要实用方法. 使用用户动力学和力向量的建模支持为评估外骨在预防肌肉骨疾病方面的有效性提供了可行和高效的方法.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 人体工程学就是人体工程学.
- 人与计算机的互动.
背景情况:
- 与工作相关的肌肉骨疾病是各个行业的一个重大问题.
- 外骨在缓解这些疾病方面表现有前途,但它们的有效性需要实际验证.
- 对外骨支的准确建模对于可靠的评估至关重要.
研究的目的:
- 评估四种不同的OpenSim模拟方法,用于后背支外骨架.
- 为了比较这些方法在模拟外骨支方面的准确性.
- 确定一种可行和有效的方法来评估外骨的影响.
主要方法:
- 在OpenSim中开发了四种建模方法,它们的数据要求和复杂性各不相同.
- 方法涉及模拟外骨支作为关节扭矩或力向量.
- 用户动力学和外骨运动数据在各种方法中被利用.
- 在腰和腰任务中测量了L5-S1关节反应力和背部肌肉活动.
主要成果:
- 方法1和方法2 (基于扭矩) 与参考方法 (方法4) 相比,L5-S1联合反应力的显著差异.
- 方法3 (使用用户动力学的力向量) 与参考方法4相比显示出最小的差异.
- 方法3在模拟外骨支方面提供了合理的准确性.
结论:
- 模拟外骨支作为使用用户动力学 (方法3) 的力向量是一种可行的和准确的方法.
- 这种方法减少了数据收集的复杂性,使得有效的外骨评估.
- 这有助于采用外骨架来预防与工作相关的肌肉骨疾病.
