有研究指出,約有80%的人會在一生中出現(xiàn)腰痛問題,盡管其病因復雜,肌肉和骨骼生物力學性質的改變始終是重要原因之一。本文基于Opensim平臺建立了較為完善的腰部肌骨模型,它能夠仿真人體不同姿勢和運動狀態(tài),并計算不同肌群肌肉力的分布和椎間壓力,對深入了解腰部的生物力學情況提供了一種低成本高效率的研究方法�；贑hristophy（2012）肌骨模型,本文首先解除腰椎約束,添加替代椎間軟組織功能的剛度矩陣,并在前屈-后仰狀態(tài)下采用了耦合剛度矩陣,而側彎和軸向旋轉狀態(tài)下采用了對角剛度矩陣。同時在模型中添加了腹橫肌和由等效集中力表征的腹內壓力模型,并針對不同姿勢進行了力的作用線的優(yōu)化。肌肉的參數(shù)模型則選用了Thelen肌肉-肌腱模型,并對具體參數(shù)值進行了修正,從而建立了包含九大腰部肌群的多剛體肌骨模型。針對模型中的肌肉-肌腱模型參數(shù),本文基于單一變量法則針對每個參數(shù)進行了定量分析,進一步研究了其對不同肌群肌肉力的影響。此外本文還探究了不同剛度矩陣類型對模型求解的影響,并結合實際仿真計算選取了相對應的剛度矩陣。進一步的,結合不同椎間壓強和肌肉表面肌電信號的測量學文獻,完成了對該肌骨模型的初步驗證... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

肌骨系統(tǒng)有限元模型

(a) Joshua 等人肩部肌骨模型[6](b) 駕駛人有限元模型[8]圖 1-1 肌骨系統(tǒng)有限元模型態(tài)下的肌肉力、椎間壓力等。在國內，王成燾教授的研究組開發(fā)的“中國力學臺，旨在建立“骨骼-肌肉-韌帶”生物力學系統(tǒng)[9]，它是一個參數(shù)化模型，可以不同的參數(shù)使其轉換成具體的研究對象，并且該平臺可以直接使用或者二次開到不同的生物力學研究中：如骨關節(jié)醫(yī)療器械的設計、創(chuàng)傷與事故力學分析、領域的應用、藝術或體育動作的生物力學分析等。

第一章 緒論了腰部肌骨基本模型[11]，該模型由七個剛體（骨盆、五個腰椎骨、胸部）構成，以8 根肌束表示的七大肌群，共 18 個自由度。整個模型相對簡化：腰椎部分的質量設置為 0，椎間關節(jié)采用 3 自由度的球形連接，缺乏腹內壓的建模，并且所有肌缺乏具體的數(shù)據(jù)，描述不夠精細。2012 年，Han 等人在此基礎上建立了全身肌骨模型[12]，包含頭骨、四肢、骨盆，脊柱則分為頸椎、胸椎、腰椎和骶骨。其中頸椎和胸椎作為兩個剛體，而腰椎部由五個椎骨剛體構成，各個部分的質量以及質量慣性矩依據(jù)相關參考文獻進行了

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于軟件OpenSim的人體運動建模理論及其應用領域概述[J]. 宋和勝,錢競光,唐瀟.  醫(yī)用生物力學. 2015(04)
[2]下腰痛與腰背肌肌力研究綜述[J]. 梁清.  科技信息. 2010(18)
[3]中國力學虛擬人[J]. 王成燾.  醫(yī)用生物力學. 2006(03)

博士論文
[1]基于肌肉骨骼生物力學載荷的駕駛人腰部舒適性研究[D]. 孟祥杰.清華大學 2015



本文編號：3507096