利用三维扫描确定 OpenSim 模型中的人体节段质量
医学物理
2018-05-16 v1
摘要
人体关节力矩的生物力学运动仿真与动力学分析将有助于理解肌肉骨骼疾病。作为主流仿真工具之一，OpenSim 采用比例缩放来为被仿真对象指定模型节段质量，这可能带来误差。本研究旨在估计 OpenSim 中所用指定方法引起的误差以及这些误差对动力学分析的影响。使用三维扫描构建受试者的三维几何模型，并据此确定节段质量。将确定的节段质量数据作为基准来评估 OpenSim 缩放模型的误差。然后在受试者以普通步态行走的运动仿真中评估这些误差对动力学计算的影响。结果表明，单个节段的质量误差可达总体重的 5.31\%。在 18 个关节中，对计算关节力矩的平均影响从 0.68\% 到 12.68\% 不等。总之，谨慎指定节段质量将提高动力学仿真的精度。就估计人体节段质量而言，除参考人群质量分布数据外，使用节段体积与密度数据可作为一种经济选择。
引用
@article{arxiv.1805.05330,
title = {Using 3D Scan to Determine Human Body Segment Mass in OpenSim Model},
author = {Jing Chang and Damien Chablat and Bennis Fouad and Liang Ma and Fouad Bennis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05330},
year = {2018}
}