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神經力學實驗裝置系統(神經力學科研裝置)
——人體運動的多尺度神經力學模型系統
- 腦癱是常見的兒童神經系統ji病,在歐洲每例活產中有2-3例
- 多層次的手術用于糾正肌肉骨骼異常和改善行走
- 手術的結果是適度的(60%的患者沒有改善),并且在過去的20年里停滯不前
- 使用基于神經肌肉骨骼、統計和有限元模型的計算機模擬來估計臨床相關參數,目的是提高我們對步態功能障礙的因果因素的認識,并增加未來積*治liao結果的數量
- 對于我們的模擬,我們一方面開發方法來為基礎研究問題創建高度特定主題的模型,另一方面開發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,包括佩倫伯格大學醫院(比利時)、吉列兒童專科保健(美國)和斯佩辛整形醫院(奧地利)的臨床步態實驗室
2、根據一個人的步態模式預測個體的骨骼生長
- 由于骨骼的病理負荷,許多兒童在成長過程中會出現骨骼畸形
- 矯正性截骨術,例如去旋轉手術,用于矯正過度畸形
- 兒童骨骼的機械反應提供了一個令人興奮的機會,可以在早期糾正負載環境,避免骨骼畸形的發展
- 我們使用基于神經肌肉骨骼和有限元模型的多尺度模擬來預測股骨的生長趨勢,并研究什么樣的負荷特性會導致典型的病理性生長
- 為了驗證我們的機械生物學生長預測,我們將我們的模擬結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
- 調查臨床干預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有可能使股骨生長正常化
- 從簡單的直立到復雜的運動,肌肉力量對于任何積*的人體運動都是必要的
- 肌肉由神經電指令控制
- 肌電圖記錄捕捉導致肌肉收縮的電信號,并能為神經肌肉控制策略提供見解
- 中qu神經系統被認為使用特定任務的運動模塊,稱為肌肉協同,來降低運動控制的復雜性
- 肌肉協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
- 我們使用肌肉協同分析來研究人類如何完成復雜的運動和學習新的運動任務
- 由于不適當的重復運動導致的肌肉骨骼系統的過度負荷會導致損傷
- 建議進行肌肉強化練習,以防止受傷并加速康復
- 許多鍛煉和康復建議是基于專家意見,而不是基于證據的研究
- 我們使用神經肌肉骨骼模擬來增加我們關于運動和鍛煉對肌肉骨骼系統負荷的影響的知識
- 在我們的運動分析實驗室,我們收集和分析來自不同人群的數據,包括運動員,例如和業余舞蹈演員、肥胖兒童和健康
- 我們的研究結果可能有助于預防未來的傷害,并設計基于證據的康復計劃
系統功能概述:
- ●完整人體運動體內運動、動作、機械力協調互動的分析系統,、系統化的數據檢測分析
- ●神經、肌肉和骨骼系統之間控制、協調、互動的分析評估
- ●骨骼、肌肉和神經系統綜合作用運動、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、肌肉之間的關系
- ●結合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發生器和中qu神經系統本身解釋運動的領域
- ●研究運動神經肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機制
- ●復合神經肌肉骨骼系統中神經機械相互作用等健康問題
- ●其他神經與人體所有運動、動作關聯問題
- ●確保組件間協同工作,為您獨特的研究需求提供、系統化、高質量捕捉與數據分析
系統特點:
一套一站式交鑰匙 3-D運動實時捕捉分析系統,旨在同步收集來自各種運動跟蹤器、EMG(肌電圖)、測力臺、手傳感器、EEG腦電圖、
定量腦電圖(quantitative EEG, qEEG)系統、數字視頻、事件標記和其他模擬設備、虛擬現實和觸覺設備的數據。
從豐富的分析工具集合中生成的數據可立即通過所有數據輸出的圖形顯示進行回放。 令人驚嘆的 3-D 計算機渲染對象動畫可以被視為骨架、簡筆畫或人形。集成使用市場上
廣泛的硬件實現對人體運動、大腦活動、眼球運動、肌肉募集和作用在身體上的外力的實時測量。
確保您選擇的組件協同工作,為您獨特的研究需求提供、系統化、高質量的數據。 數據完全同步,與其他組件準確定位,并通過的計算機
渲染和圖形顯示實時呈現。 數據輸出包括所有運動學和動力學數據,包括關節力和力矩,以及從虛擬環境同步接收的用戶定義變量。 數據可在不需要編程的直觀下拉菜單中使用。
用戶編寫的腳本可以定義額外的數據和事件,并與統計模塊一起擴展該系統的固有功能。
分析和跟蹤受試者生物力學能力的變化,監測肌肉募集并分析感覺組織
1、立即評估
輸出同步壓力中心和運動學數據,以及用戶定義的測量值,包括局部和全局大/小搖擺和運動范圍。 實時提供此信息,以便為您的受試者提供即時的表現反饋。
2、實時生物反饋
通過音調和視覺提示提供實時生物反饋,以跟蹤和擴展任何身體部位的運動范圍。 監測肌肉募集的時間和存在以優化平衡策略。
3、集成外圍數據
通過同步腦電圖、眼動追蹤、數字參考視頻、虛擬現實和肌電圖擴展運動學和地面力數據收集,以調查有助于平衡和姿勢控制的所有神經肌肉因素。 可以隨時間添加硬件以擴展功能。 所有數據源都可以同步收集,也可以通過單擊按鈕單獨收集。
4、分析
利用 該系統 的非線性分析功能,例如熵和分形維數,可以更完整地評估穩定性。
5、動態跑步機控制
使用 該系統 的雙向實時接口控制 Bertec 的儀表跑步機,以控制皮帶速度。 根據運動學數據修改皮帶速度以進行自定步調步行和跑步,或在數據收集期間應用用戶定義的擾動以評估姿勢控制

我公司另外同一站式細胞組織材料生物力學和生物打印等生物醫學工程科研服務-10年經驗支持,
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神經調節機制作如下基礎性論述。
人體重要的運動反射—牽張反射
人體中存在神經支配的骨骼肌在受到外力牽拉時所能引起的受牽拉的同一塊肌肉的反射活動在生理學中被稱作牽張反射。牽張反射目前被分為兩種類型,既腱反射和肌緊張兩種。
2.1 腱反射是指快速牽拉肌腱時所發生的牽張反射 例如,叩擊膝關節下的股四頭肌肌腱,股四頭肌既發生一次收縮,既為膝反射;又如,叩擊跟腱使小腿腓腸肌發生一次收縮的牽張反射被稱為跟腱反射;而肘反射是指叩擊肱二頭肌引起的肘部屈曲的牽張反射。一般認為腱反射的傳入纖維直徑較粗(12~20μm),其傳導速度也較快(90m/s以上),其反射的潛伏期較短約0.7ms,故只能夠一次突觸接替的時間延擱,因此腱反射是單突觸反射。腱反射的感受器是肌梭,中qu在脊髓前角,效應器主要是肌肉收縮較快的快肌纖維成分,故有時又被稱之為位相性牽張反射。
2.2 另一種重要反射類型—肌緊張 肌緊張是維持人體正常姿勢基本的反射活動,是姿勢反射的基礎。例如,人體取直立姿勢時,由于重力的作用。其頭部將向前傾,胸和腰將不能挺直,髖關節和膝關節也將屈曲,但由于骶棘肌以及頸部某些肌肉群及下肢的伸肌群等的肌緊張加強,所以人體就能抬頭、挺胸、伸腰、直腿,從而保持直立的姿勢。肌緊張的感受器也是肌梭,但中qu的突觸接替有可能不止一個,而是多個,可能為多突觸反射,效應器主要是肌肉收縮較慢的慢肌纖維成分。由于肌緊張的反射收縮力量并不大,只是抵抗肌肉被牽拉,表現為同一肌肉的不同運動單位進行交替性收縮,而不是同步收縮,不表現出明顯的動作,所以肌緊張能持久地進行而不易發生疲勞。
牽張反射主要是使受牽拉的肌肉發生收縮,但同一關節的協同肌也能發生興奮,而同一關節的拮抗肌則受到抑制(交互抑制),但并不影響其他關節上的肌肉運動。雖然屈肌和伸肌都產生牽張反射但脊髓的牽張反射主要表現在伸肌。屈肌的牽張反射不明顯,主要表現為它的拮抗肌(既伸肌)受到了抑制。牽張反射,尤其是肌緊張的主要生理意義在維持站立姿勢,因此伸肌比屈肌的牽張反射明顯更符合人體生理情況。牽張反射的基本反射弧較為簡單,但整體上牽張反射受高位中qu調節,而且可以建立條件反射。腱反射的減弱或消退,常提示反射弧的傳入、傳出通路或脊髓反射中qu的損害或中斷;而腱反射的亢進在臨床中常提示有高位中qu病變,如高位節癱。因此,臨床上常常通過檢查腱反射來了解神經系統的功能狀態。