1、改善腦癱患兒的臨床決策

• 腦癱是常見的兒童神經(jīng)系統(tǒng)ji病，在歐洲每例活產(chǎn)中有2-3例
• 多層次的手術(shù)用于糾正肌肉骨骼異常和改善行走
• 手術(shù)的結(jié)果是適度的(60%的患者沒有改善)，并且在過去的20年里停滯不前
• 使用基于神經(jīng)肌肉骨骼、統(tǒng)計和有限元模型的計算機模擬來估計臨床相關(guān)參數(shù)，目的是提高我們對步態(tài)功能障礙的因果因素的認識，并增加未來積*治liao結(jié)果的數(shù)量
• 對于我們的模擬，我們一方面開發(fā)方法來為基礎(chǔ)研究問題創(chuàng)建高度特定主題的模型，另一方面開發(fā)快速簡單的工作流程來將的建模集成到臨床實踐中
• 我們與上的腦癱治liao合作，包括佩倫伯格大學(xué)醫(yī)院(比利時)、吉列兒童?？票＝?美國)和斯佩辛整形醫(yī)院(奧地利)的臨床步態(tài)實驗室

2、根據(jù)一個人的步態(tài)模式預(yù)測個體的骨骼生長

• 由于骨骼的病理負荷，許多兒童在成長過程中會出現(xiàn)骨骼畸形
• 矯正性截骨術(shù)，例如去旋轉(zhuǎn)手術(shù)，用于矯正過度畸形
• 兒童骨骼的機械反應(yīng)提供了一個令人興奮的機會，可以在早期糾正負載環(huán)境，避免骨骼畸形的發(fā)展
• 我們使用基于神經(jīng)肌肉骨骼和有限元模型的多尺度模擬來預(yù)測股骨的生長趨勢，并研究什么樣的負荷特性會導(dǎo)致典型的病理性生長
• 為了驗證我們的機械生物學(xué)生長預(yù)測，我們將我們的模擬結(jié)果與從兩次采集的磁共振圖像中獲得的股骨幾何形狀的實際變化進行了比較
• 調(diào)查臨床干預(yù)對肌肉骨骼負荷和股骨生長的影響，使我們能夠確定哪些早期干預(yù)有可能使股骨生長正?；?

• 從簡單的直立到復(fù)雜的運動，肌肉力量對于任何積*的人體運動都是必要的
• 肌肉由神經(jīng)電指令控制
• 肌電圖記錄捕捉導(dǎo)致肌肉收縮的電信號，并能為神經(jīng)肌肉控制策略提供見解
• 中qu神經(jīng)系統(tǒng)被認為使用特定任務(wù)的運動模塊，稱為肌肉協(xié)同，來降低運動控制的復(fù)雜性
• 肌肉協(xié)同作用可以從肌電圖記錄中計算出來，并用于運動控制研究
• 我們使用肌肉協(xié)同分析來研究人類如何完成復(fù)雜的運動和學(xué)習(xí)新的運動任務(wù)

• ●完整人體運動體內(nèi)運動、動作、機械力協(xié)調(diào)互動的分析系統(tǒng)，、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)檢測分析
• ●神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間控制、協(xié)調(diào)、互動的分析評估
• ●骨骼、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)綜合作用運動、動作的實時捕捉、檢查分析
• ●研究人體、人機運動動作及其與大腦、骨骼、肌肉之間的關(guān)系
• ●結(jié)合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發(fā)生器和中qu神經(jīng)系統(tǒng)本身解釋運動的領(lǐng)域
• ●研究運動神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機制
• ●復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機械相互作用等健康問題
• ●其他神經(jīng)與人體所有運動、動作關(guān)聯(lián)問題
• ●確保組件間協(xié)同工作，為您獨特的研究需求提供、系統(tǒng)化、高質(zhì)量捕捉與數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)特點：

• 動作捕捉導(dǎo)入器–可以導(dǎo)入運動捕捉文件(C3D、TRB、TRC)進行回放和測量。它還可以從運動分析系統(tǒng)實時導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并在捕獲數(shù)據(jù)時制作三維模型的動畫。
• 步態(tài)報告–運動報告工具創(chuàng)建一組運動的報告，包括步態(tài)。這些報告包含平均值、標準偏差和數(shù)據(jù)比較。對于步態(tài)報告，該工具計算步態(tài)事件，并自動將記錄的運動分為左右步幅。包含格式化的Excel圖表，以便于比較或研究數(shù)據(jù)。
• 腳本–腳本工具使用命令執(zhí)行腳本，以加載模型和運動數(shù)據(jù)、執(zhí)行動態(tài)模擬以及創(chuàng)建繪圖和報告。腳本也可用于保存工具設(shè)置，以便下次啟動或加載特定模型時恢復(fù)這些設(shè)置。
• 模型縮放–縮放實用程序會根據(jù)靜態(tài)運動捕捉試驗的測量結(jié)果，自動縮放通用模型以匹配任何尺寸的個體。包括肌肉路徑在內(nèi)的所有模型組件都會隨著身體部分進行縮放。
• 肌肉包裹–用戶可以交互定義球體、橢圓體、圓柱體和鳥居，以供肌肉肌腱執(zhí)行器包裹。肌肉路徑會在這些對象上自動計算，從而可以為包裹的肌肉計算肌肉長度、力量和運動手臂。
• 現(xiàn)場直播–只要肌肉的任何屬性發(fā)生變化，肌肉屬性的實時圖就會更新。這允許用戶立即觀察移動附著點、纏繞對象或任何其他屬性對肌肉長度、力臂和力的影響。
• 骨骼變形–用戶可以將骨骼扭曲成新的形狀，以模擬各種類型的骨骼畸形，如脛骨扭轉(zhuǎn)或股骨前傾。
• 視頻導(dǎo)入/導(dǎo)出–運動數(shù)據(jù)視頻可以在運動動畫期間導(dǎo)入并在虛擬屏幕上播放。這使得模型動畫和實時視頻的比較變得容易。視頻也可以從模型窗口導(dǎo)出到AVI文件。
• 外皮–蒙皮是指鏈接到一個或多個身體部分的三維多邊形表面。通過鏈接到一個或多個身體部分，可以使皮膚在關(guān)節(jié)移動時變形。皮膚可用于表示解剖皮膚、肌肉表面、韌帶或其他表面。它們也可以用紋理貼圖渲染，以增強真實感。
• 圖像使用者界面–更新的用戶界面元素使與模型交互以及更改骨骼、肌肉和其他組件的顯示屬性變得容易。該系統(tǒng)現(xiàn)在支持“拖放”，可以輕松加載模型或運動數(shù)據(jù)，并執(zhí)行添加骨骼或運行腳本等功能。
• OpenSim兼容性–可以與OpenSim連接，OpenSim是一個開源軟件系統(tǒng)，允許用戶創(chuàng)建和測量運動的動態(tài)模擬。OpenSim通過提供額外的動力學(xué)特性，包括殘余減少和計算肌肉控制，擴展了該系統(tǒng)的功能。OpenSim可以導(dǎo)入和導(dǎo)出該系統(tǒng)模型，允許用戶利用這兩個應(yīng)用程序的功能。

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