坐具是人們工作和生活常用工具,其舒適性直接影響人體健康。研究使用不同坐具時人體臀部肌肉-骨骼的受力情況,成為了改善坐具性能的重要研究方法。Spiral computed tomography （CT）, Magnetic Resonance Tomograph （MRT）斷層掃描數(shù)據(jù)可以觀察不同片層組織變形情況,但是很難量化應(yīng)變能、剪切力等力學(xué)參數(shù)。為獲取坐姿狀態(tài)下臀部組織、骨骼的力學(xué)特性,需要建立其姿態(tài)下的3D生物力學(xué)模型。由于國內(nèi)尚未引進(jìn)坐姿的MRI設(shè)備,坐姿情況下的臀部外廓形提取成為了建立模型時需要解決的重要問題。為解決這一難題,搭建了可用于模仿坐姿的臀部外廓形測量系統(tǒng)。通過Mimics、Solidorks、Geomagic studio等軟件工具建立了臀部-肌肉骨骼系統(tǒng)的3D生物力學(xué)模型。該模型可通過有限元仿真,深層次地分析臀部組織內(nèi)層的受力情況,從而用于座椅及輪椅的舒適性研究或壓瘡的病理研究。 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,49(01)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

肌肉-骨骼系統(tǒng)建模流程圖

為解決這一測量問題，本文建立了反求臀部廓形的測量系統(tǒng)，用于模仿人體坐姿時臀部的定位和數(shù)據(jù)采集，確保獲得測試者與標(biāo)準(zhǔn)坐姿一致完整臀部廓形。如圖2所示，志愿者豎直坐姿坐于座椅上，其上身與大腿之間的夾角，記為夾角∠1(108°）[12]。然后志愿者擺放好掃描時的位姿，如圖3所示，人體的腹部與其身下的定位平面完全貼合，調(diào)整下肢與上半身角度∠2與圖2中∠1相同，人體的臀部與其臀部后側(cè)定位裝置完全貼合。待定位完成后，人體保持其姿勢，撤走其臀部后方的定位平面，利用Go!SCAN50型號的手持式三維掃描設(shè)備對模仿坐姿人的臀部廓形進(jìn)行掃描。圖3 模擬人體坐姿定位裝置

圖2 人體坐姿上身與下肢角度關(guān)系測量本文中掃描臀部的志愿者與CT數(shù)據(jù)提供的志愿者為同一人，因此臀部尺寸信息與CT骨骼信息可以完全匹配。志愿者信息如表1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3580132