歩行解析

歩行解析は、患者の診斷や治療において重要な役割があります。

ある歩行研究所には、一定の間隔を空けて配置された複數(shù)のマーカーの動きを記録する動作追跡システムが備え付けられています。
これらのマーカーは患者の腳に固定され、患者の動きをコンピュータモデルに精密に再現(xiàn)することができます。さらに、歩行する土臺からは、足底が受ける地面 反力を記録します。これらの二つの情報(bào)は、AnyBody を利用した筋骨格解析にとって理想的な入力値となります。

最新のAnyBodyの機(jī)構(gòu)解析機(jī)能では、測定されたマーカー位置によってモデルを直接動かすことができます。上の図では、モデルについた點(diǎn)がマーカーとして表示されています。足底には地面反力がかかり、このモデルの個々の筋や関節(jié)にかかる負(fù)荷を計(jì)算することができます。

上のグラフは、歩行周期と膝関節(jié)にかかる力のシミュレーション結(jié)果です。赤と緑の曲線は、前方/後方および垂直方向の反作用力を個々に示しています。その他の曲線は、橫方向の反作用力およびジョイントの反作用モーメントを示しています。

車椅子の設(shè)計(jì)

身體に合わない車椅子に乗ると、肩に負(fù)擔(dān)がかかって痛みを伴います。この痛みはその車椅子を何年か利用した後に起こり、移動時に腕の力に頼るしかな い利用者 にとっては深刻な狀態(tài)になる可能性があります。それでは、車輪徑、駆動輪の位置、車輪軸の位置、車輪の傾斜といった車椅子の機(jī)構(gòu)は、どのように利用者の肩 に影響するでしょうか。

このような検証は、実際には設(shè)計(jì)を変更して數(shù)年を経ないとどう影響するかを判斷できません。実験で有効性を確認(rèn)することは不可能な上、実験用に設(shè)計(jì) した車椅子を使い続けさせることは倫理的に許されることではありません。つまり車椅子の設(shè)計(jì)が人體の負(fù)荷にどのように影響するかを知る方法は、コンピュー タ?シミュレーション以外にはありません。

右に描かれたモデルは、駆動輪を前方に押したとき、車軸位置の機(jī)能として働く関節(jié)窩(かんせつか)上腕関節(jié)にかかる力を解析しています。

整形外科インプラント

骨折支持プレートや人工関節(jié)などの整形外科インプラント埋め込み手術(shù)では、人體のメカニズムを物理的に人工物に置き換えます。人體のメカニズムは複雑で、いまだ解明されていない領(lǐng)域も多く、術(shù)後経過の予測精度を向上させる臨床研究が多數(shù)おこなわれています。

筋骨格シミュレーションを利用して、術(shù)後の筋肉の狀態(tài)が外圧のバランスを保てるかどうか、また、インプラントが周辺組織に過大な負(fù)荷を與えないかなどを予測することができます。