• 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(jì)和有限元模型的計(jì)算機(jī)模擬來估計(jì)臨床相關(guān)參數(shù)，目的是提高我們對(duì)步態(tài)功能障礙的因果因素的認(rèn)識(shí)，并增加未來積*治liao結(jié)果的數(shù)量
• 對(duì)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(jiǎn)單的工作流程來將的建模集成到臨床實(shí)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(shí))、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(shí)驗(yàn)室

2、根據(jù)一個(gè)人的步態(tài)模式預(yù)測(cè)個(gè)體的骨骼生長

• 由于骨骼的病理負(fù)荷，許多兒童在成長過程中會(huì)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(jī)械反應(yīng)提供了一個(gè)令人興奮的機(jī)會(huì)，可以在早期糾正負(fù)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(cè)股骨的生長趨勢(shì)，并研究什么樣的負(fù)荷特性會(huì)導(dǎo)致典型的病理性生長
• 為了驗(yàn)證我們的機(jī)械生物學(xué)生長預(yù)測(cè)，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(shí)際變化進(jìn)行了比較
• 調(diào)查臨床干預(yù)對(duì)肌肉骨骼負(fù)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(jiǎn)單的直立到復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，肌肉力量對(duì)于任何積*的人體運(yùn)動(dòng)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(hào)，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(rèn)為使用特定任務(wù)的運(yùn)動(dòng)模塊，稱為肌肉協(xié)同，來降低運(yùn)動(dòng)控制的復(fù)雜性
• 肌肉協(xié)同作用可以從肌電圖記錄中計(jì)算出來，并用于運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)和學(xué)習(xí)新的運(yùn)動(dòng)任務(wù)

• 由于不適當(dāng)?shù)闹貜?fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的肌肉骨骼系統(tǒng)的過度負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷
• 建議進(jìn)行肌肉強(qiáng)化練習(xí)，以防止受傷并加速康復(fù)
• 許多鍛煉和康復(fù)建議是基于專家意見，而不是基于證據(jù)的研究
• 我們使用神經(jīng)肌肉骨骼模擬來增加我們關(guān)于運(yùn)動(dòng)和鍛煉對(duì)肌肉骨骼系統(tǒng)負(fù)荷的影響的知識(shí)
• 在我們的運(yùn)動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)室，我們收集和分析來自不同人群的數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)員，例如和業(yè)余舞蹈演員、肥胖兒童和健康
• 我們的研究結(jié)果可能有助于預(yù)防未來的傷害，并設(shè)計(jì)基于證據(jù)的康復(fù)計(jì)劃

系統(tǒng)特點(diǎn)：

        一套一站式交鑰匙 3-D運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)捕捉分析系統(tǒng)，旨在同步收集來自各種運(yùn)動(dòng)跟蹤器、EMG（肌電圖）、測(cè)力臺(tái)、手傳感器、EEG腦電圖、
定量腦電圖(quantitative EEG, qEEG)系統(tǒng)、數(shù)字視頻、事件標(biāo)記和其他模擬設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)和觸覺設(shè)備的數(shù)據(jù)。
        從豐富的分析工具集合中生成的數(shù)據(jù)可立即通過所有數(shù)據(jù)輸出的圖形顯示進(jìn)行回放。 令人驚嘆的 3-D 計(jì)算機(jī)渲染對(duì)象動(dòng)畫可以被視為骨架、簡(jiǎn)筆畫或人形。集成使用市場(chǎng)上
廣泛的硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)、大腦活動(dòng)、眼球運(yùn)動(dòng)、肌肉募集和作用在身體上的外力的實(shí)時(shí)測(cè)量。
        確保您選擇的組件協(xié)同工作，為您獨(dú)特的研究需求提供、系統(tǒng)化、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)完全同步，與其他組件準(zhǔn)確定位，并通過的計(jì)算機(jī)
渲染和圖形顯示實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。 數(shù)據(jù)輸出包括所有運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，包括關(guān)節(jié)力和力矩，以及從虛擬環(huán)境同步接收的用戶定義變量。 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和事件，并與統(tǒng)計(jì)模塊一起擴(kuò)展該系統(tǒng)的固有功能。

允許用戶對(duì)三維肌肉骨骼圖形進(jìn)行建模、動(dòng)畫制作和測(cè)量以及神經(jīng)控制協(xié)調(diào)。肌肉骨骼模型包括骨骼、肌肉、關(guān)節(jié)、韌帶和其他可由用戶通過圖形界面操縱的物理結(jié)構(gòu)的表示。這些模型可以用來模擬任何數(shù)量的運(yùn)動(dòng)，如步行、騎自行車、跑步、跳躍、舉重和投擲。

• 動(dòng)作捕捉導(dǎo)入器–可以導(dǎo)入運(yùn)動(dòng)捕捉文件(C3D、TRB、TRC)進(jìn)行回放和測(cè)量。它還可以從運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并在捕獲數(shù)據(jù)時(shí)制作三維模型的動(dòng)畫。
• 步態(tài)報(bào)告–運(yùn)動(dòng)報(bào)告工具創(chuàng)建一組運(yùn)動(dòng)的報(bào)告，包括步態(tài)。這些報(bào)告包含平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和數(shù)據(jù)比較。對(duì)于步態(tài)報(bào)告，該工具計(jì)算步態(tài)事件，并自動(dòng)將記錄的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、執(zhí)行動(dòng)態(tài)模擬以及創(chuàng)建繪圖和報(bào)告。腳本也可用于保存工具設(shè)置，以便下次啟動(dòng)或加載特定模型時(shí)恢復(fù)這些設(shè)置。
• 模型縮放–縮放實(shí)用程序會(huì)根據(jù)靜態(tài)運(yùn)動(dòng)捕捉試驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果，自動(dòng)縮放通用模型以匹配任何尺寸的個(gè)體。包括肌肉路徑在內(nèi)的所有模型組件都會(huì)隨著身體部分進(jìn)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(huì)在這些對(duì)象上自動(dòng)計(jì)算，從而可以為包裹的肌肉計(jì)算肌肉長度、力量和運(yùn)動(dòng)手臂。
• 現(xiàn)場(chǎng)直播–只要肌肉的任何屬性發(fā)生變化，肌肉屬性的實(shí)時(shí)圖就會(huì)更新。這允許用戶立即觀察移動(dòng)附著點(diǎn)、纏繞對(duì)象或任何其他屬性對(duì)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(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)視頻可以在運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫期間導(dǎo)入并在虛擬屏幕上播放。這使得模型動(dòng)畫和實(shí)時(shí)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(gè)或多個(gè)身體部分的三維多邊形表面。通過鏈接到一個(gè)或多個(gè)身體部分，可以使皮膚在關(guān)節(jié)移動(dòng)時(shí)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(qiáng)真實(shí)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(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并執(zhí)行添加骨骼或運(yùn)行腳本等功能。
• OpenSim兼容性–可以與OpenSim連接，OpenSim是一個(gè)開源軟件系統(tǒng)，允許用戶創(chuàng)建和測(cè)量運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模擬。OpenSim通過提供額外的動(dòng)力學(xué)特性，包括殘余減少和計(jì)算肌肉控制，擴(kuò)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(gè)應(yīng)用程序的功能。

分析和跟蹤受試者生物力學(xué)能力的變化，監(jiān)測(cè)肌肉募集并分析感覺組織

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