一、《运动生物力学图象的计算机处理》（论文文献综述）
聂鑫苗,张新安,曹丽华[1]（2021）在《运动捕捉技术在体育运动领域的应用》文中研究说明运动捕捉技术是通过运动捕捉设备捕捉运动物体在三维空间的轨迹,利用计算机处理分析后得到物体三维空间坐标数据的一门技术。文章阐述运动捕捉技术的定义、组成和分类,对比不同类型运动捕捉技术的优缺点,介绍常见运动捕捉设备。综述运动捕捉技术在体育运动领域尤其是在运动学习、运动训练、损伤预防、运动康复、裁判辅助等方面的应用,如:辅助提高学习和训练效果,减少运动损伤,指导制定康复训练方案提高康复效率,减少误判使裁判结果更加客观等,并对当前运动捕捉技术在体育领域研究存在的不足进行探讨,对未来发展方向提出建议。
韦亚军[2]（2021）在《不同角度力线对位的人工膝关节假体接触压力有限元分析》文中提出伴随着社会进步,我们不得不面对社会人口中快速进展的老龄化问题,膝关节骨关节炎发病率越来越高,全膝关节置换手术（total knee arthroplasty,TKA）逐渐增加。针对全膝关节置换术中参照对位的截骨角度及假体安放角度,常规采用股骨的解剖轴与机械轴的夹角作为下肢股骨远端截骨角度,以恢复膝关节的矩形“屈曲间隙”,恢复下肢中位力线。采取参照中位力线对位方式的全膝关节置换手术后,仍有部分术后患者反馈关节疼痛不适,随访发现关节假体异常磨损,关节假体后方截骨面的应力遮挡,以及膝关节假体松动及假体周围骨折等问题。为探讨患者不同角度下肢力线对位的生力学分布情况,合适的下肢力线对位角度,如今设计出不同的下肢内外翻角度七种不同的下肢力线对位。本实验经过对医学影像学数据,采用国际标准（DICOM）处理,通过Mimics19.0、Geomagic wrap 2017等软件建立初步膝关节模型,使用siemens nx 12.0建立不同的股骨假体远端截骨模型,然后进行模拟假体装配,利用股骨假体外翻角度截骨的不同,造成下肢力线的内翻或外翻,从而形成下肢力线对位的13种情况:内翻1°、2°、3°、4°、5°、6°,外翻1°、2°、3°、4°、5°、6°以及中位力线即0°力线。将不同的模型进行网格划分,属性赋值,施加F=65kg×10N/kg×88%×0.5=286N,股骨上端给予施加轴向向下的286 N载荷。利用有限元分析,模拟不同下肢力线对位的情况装配膝关节假体,模拟仿真手术截骨及假体装配。结果表明,中位力线对位时,胫骨假体垫片表面以及股骨端截骨面的等效应力、以及应力集中情况内外侧比较均衡,内外侧股骨髁的等效应变能两侧较均匀,未见明显下降或升高;在下肢力线内外翻情况下,均出现胫骨假体垫片及股骨截骨面的等效应力及应力集中情况出现内外侧不均衡,偏向一侧,或出现应力集中,在下肢力线对位内外翻超过3°以后内外侧股骨髁的等效应变能在下肢力线内外翻情况下出现内外髁等效应变能分布极不均匀。通过上述实验我们得出结论:1、通过医学影像学资料的处理,经过有限元分析软件,借助计算机建模,立膝关节三维仿真模型,进一步建立骨科相关手术模型,这种方法简单易获取,可操作性强,在今后的生物力学研究中,尤其是骨科的相关实验更需要如此良好的辅助工具。2、全膝关节置换手术中,参照中立位力线作为标准,仍是膝关节置换手术的力线对位参考的最优选择,超过3°以上的下肢力线偏移出现垫片应力峰值急剧增高,下肢力线内偏或者外偏均出现膝关节假体垫片表面等效应力分布不均匀,出现应力集中区域偏内或偏外;股骨远端截骨面等效应力不均衡出现,出现应力集中;股骨内外髁等效应变能分布出现不均衡改变,以上容易导致患者假体垫片异常磨损,膝关节疼痛,应力遮挡,导致骨骼重塑、骨质疏松、假体周围骨折等。
张红星[3]（2021）在《飞行人员颈椎疾病住院现状及高载荷下ACDF与CTDR术后颈椎生物力学研究》文中进行了进一步梳理非战斗疾病和伤病是现代我军人员减员的主要原因。在军事飞行人员疾病中,颈椎病是一种常见的致残性疾病。随着飞机飞行速度及性能的提升,飞行人员承受负荷明显增加,再有飞行人员训练强度的不断增大,均导致其颈椎疾病的发病率逐年提高,飞行人员颈椎疾病问题的防治和保健越来越受到军事医学的关注。目的:（1）对现役军事飞行人员颈椎疾病住院情况进行调查,了解并分析颈椎病住院率、住院诊治及医学鉴定等情况;（2）利用有限元方法构建颈椎术后模型,探索ACDF与CTDR两种手术方式对高载荷下颈椎生物力学响应。方法与结果:一:军事飞行人员颈椎疾病住院现状研究对我院2010年1月-2019年12月期间因颈椎病住院的现役飞行人员进行单中心回顾性研究。经过纳入排除标准,对纳入的研究对象年龄、性别、飞行机种、飞行时间、疾病分型、诊治及飞行鉴定结果等进行描述性统计和分析。结果发现2010-2014年飞行人员颈椎疾病占骨科疾病比重（21.36%）明显高于后五年（15.53%）,但颈椎病住院人次（148人次）则低于2015-2019年住院人次（193人次）,差异有统计学差异（P<0.01）。2010年1月-2019年12月期间,在我院去除重复住院,共收治166名颈椎疾病的现役军事飞行人员,在骨科总疾病占17.61%,排在第二位,远高于同时期住院的非空勤军事人员颈椎人数,差异有统计学差异（P<0.001）;飞行人员颈椎病发病年龄范围在23-57岁,平均年龄37.37±7.37岁,低于非空勤军事人员平均年龄39.72±8.98岁,差异有统计学差异（P<0.05）;166例飞行人员中有4例（2.41%）接受手术治疗,明显低于同时期非空勤军人手术率12.09%,差异有统计学差异（P<0.05）。研究中166例飞行人员中共有87例（52.41%）飞行人员飞行合格并返回工作岗位;53例飞行人员飞行暂不合格、26例飞行人员飞行不合格,无法继续飞行。二:ACDF与CTDR内固定系统在高载荷下颈椎生物力学响应利用有限元方法对符合要求的尸体标本进行构建颈椎骨骼-韧带-肌肉三维有限元模型并对构建的有限元模型进行验证。C4-5椎体进行构建的ACDF组和CTDR组模型作为实验组,正常颈椎模型作为对照组。利用上述验证后的模型模拟飞行训练中的高加速度工况,研究术后颈椎受力及运动学影响。结果显示,本次研究构建在屈伸、侧倾、旋转运动上的数据与文献实验数据基本一致,误差±1个标准差,证明所建立有限元模型能够有效反映人体头颈部运动学及力学响应,可以用于高载荷下颈椎术后生物力学研究。研究表明,对照组椎间盘应力由上而下逐渐增大,C7-T1椎间盘和C6-7椎间盘应力最大;ACDF组的高载荷下的活动度稍低于正常颈椎,CTDR组因冲击后期人工椎间盘上下部分发生分离,导致手术节段活动度会远高于正常颈椎;在加载荷冲击下,对照组相邻椎体间应力随着时间波动最小,其次是ACDF,最差的是CTDR;根据NIC损伤标准,ACDF和CTDR可能不会发生脊髓损伤的危险,但由于CTDR组人工椎间盘后期发生了分离,出现韧带和肌肉损伤的风险相对于ACDF组可能会增加。结论:飞行人员颈椎疾病占骨科疾病谱前列,且发病年龄年轻化、治疗相对单一以及治疗后飞行合格率低。根据本次模型实验结果表明,在高载荷冲击力的作用下ACDF（Zero-P）比CTDR（Pro Disc-C）可能更安全。这对飞行人员颈椎疾病的诊治、预防和术后能否返回飞行岗位有一定的意义。
朱祥成[4]（2020）在《坐姿矫正智能服装的设计与研究》文中研究指明健康的坐姿可以帮助人们提高工作效率,减轻脊柱压力,有利于骨骼健康,而不良的坐姿却是导致人们腰酸背痛、脊柱侧弯、腰间盘突出等脊椎疾病的重要原因之一。因此养成良好的坐姿习惯有利于身体健康,也可以减少人们患上骨骼肌肉类慢性疾病的几率。传统的健康坐姿养成方式是,通过绷带的物理拉伸作用,限制人体的活动范围,来强行纠正人们的错误坐姿,但是这种矫姿方式可能会对身体造成不可逆转的损伤,且矫姿效果微弱。帮助引导人们养成良好的坐姿习惯,是预防脊椎疾病问题的最有效的方式。坐姿矫正智能服装的设计主要是从以下几个方面展开研究的:（1）通过问卷调查,分析研究坐姿常用人群的特点与需求,确定论文的主要研究方向。通过对人体的生理与心理进行研究,经过文献资料的对比分析,定义人体理想坐姿标准模型。（2）通过实验研究,划分不良坐姿的种类,寻找不良坐姿间存在的共性特征;研究健康坐姿与不良坐姿之间的变化关系,通过对比实验研究,分析在坐姿变化过程中可能存在的,可利用的线性变化人体特征关系,如脊椎角度、人体背部尺寸等;通过主观性评价实验,研究不同人在健康坐姿下肌肉疲劳的极限值。（3）通过实验结论,选择合适的电子硬件,根据坐姿矫正智能服装的期望功能,完成符合实际需求的逻辑设计与电路系统设计,并完成相应电路系统的搭建与调试;完成相关代码的编写与优化。（4）根据实际需求完成相关服装结构的设计与制作,并对智能服装进行测试评价。本文根据对人体体态分析的研究,设计研发了一款具有主动提醒功能的坐姿矫正智能服装。该款坐姿矫正智能服装不是依靠限制人体的自由活动,来达到矫正身姿的目的,而是通过督促、引导的方式帮助人们养成良好的坐姿习惯。坐姿矫正智能服装通过对人体脊椎角度变化检测与对人体背部尺寸变化检测两种方式,实现了对人体体征数据的监测;坐姿矫正智能服装有两种工作模式分别是静音模式和非静音模式;并且智能服装可以根据不同的使用者进行服装姿态校准;且具备声音报警与震动报警,两种主动提醒功能。坐姿矫正智能服装与普通服装的差异性很小,因此可以作为日常服装穿着使用。在坐姿矫正智能服装的电路系统的设计中,采用了新型的弹性传感器,该传感器具有良好的柔韧性、可水洗性、以及可被缝纫性等特点。
黄君杰[5]（2020）在《人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究》文中研究说明人颞下颌关节区易遭受损伤。尤其在现代社会,虽然和平年代来自战争的威胁越来越少,但由于社会的不断进步,我们人类在日常生活中难免接触到一些无法避免的灾害。其中交通事故尤为常见,由撞击造成的外伤都是发生在瞬间且很少能够提前预知,因此发生撞击的时候,人们无法取得自我保护的措施。颞下颌关节位于特殊位置,且其在受到外力作用下容易受到损伤。例如,摔倒或者受到撞击都会对颞下颌关节造成较大的损伤,因此在生活中,当人类遭遇交通事故等灾害时,其颞下颌关节受到撞击损伤的几率较大,且其所处部位容易引发其他多部位受到联合损伤。因此,在临床中,医生如何充分了解颞下颌关节在受到外力撞击时的损伤机制、损伤特点以及预防和救治要点已显得至关重要。有限元法（The Finite Element Method,FEM）经历这么多年的持续发展,已经在生物力学领域展现了其愈来愈重要的位置。有限元是基于计算机系统,利用数值计算分析一些工程力学问题。在生物力学领域,其优势主要是可以通过将研究对象一步步地细化,最终实现精确模拟人体结构的各个复杂部位。因此该方法能够将人体各部位简化成一个数量有限、具备简单形状的几何单元。这样对人体复杂结构的研究就可以简化成对各个简化单元的研究。在过去的几十年间,有限元方法已在口腔医学、骨科、康复科等领域得到迅速发展,尤其随着计算机技术的愈发成熟,各类有限元分析软件的开发及优化已经让仿真计算结果越来越接近实际情况。本课题组在利用有限元仿真模拟研究生物力学方面已经积攒大量的实践经验,尤其是各类型颌面部损伤,我们同时利用动物实验等方法对仿真结果也进行了验证,并得到积极的反馈。在研究颞下颌关节受到外力撞击引发的损伤等问题时,有限元法具有可操控性、可重复性等优势。而且仿真实验通过对不同撞击工况进行模拟从而得到其损伤机制,这样可以保证实验的安全性。因此,本论文工作在课题组前期工作基础上拟通过建立人颅颌面部三维有限元模型,并模拟颏部、下颌骨体、下颌角撞击情况下,分析下颌骨、髁突、关节盘以及咬肌等关键部位的受力分布,从而了解其损伤情况。本论文的研究结果为外科医生了解颞下颌关节在遭受不同撞击时,其骨骼肌肉系统可能受到的损伤提供理论依据。方法:1.首先联系具有代表性的中国汉族成年男性作为志愿者,通过计算机扫描（Computed tomography,CT）及（Magnetic resonance,MRI）获取志愿者的头部CT及MRI图像数据。然后通过MIMICS软件分离出属于下颌骨的骨组织以及肌肉组织像素,获得下颌骨三维标准模版库（Standard Template Library,STL）几何模型,进一步通过Geomagic Studio软件进行曲线曲面的非均匀有理B样条（Non-uniform rational B-spline for curved surfaces,NURBS）曲面拟合,最终得到TMJ系统的三维几何实体。最后利用Hypermesh软件对TMJ系统进行网格划分,完成三维模型的构建。2.通过LS-Pre Post进行有限元后处理,获得下颌骨、关节盘、颞下颌关节窝、咬肌等组织的Von Mises应力云图和下颌骨骨折动态图。结果:1.通过采集的人颌面部CT、MRI数据,完成TMJ各结构三维数字图像重建以及面网格模型处理。2.成功建立了人下颌骨撞击伤三维有限元模型,包含了材料参数、TMJ系统各结构之间的相互作用、边界条件等参数设置。3.在本研究模型中,下颌骨正中处受撞击后,率先骨折的部位为右侧髁突颈部,随后左侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折;下颌骨体受撞击后,率先骨折的部位为碰撞对侧髁突颈部,随后碰撞侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折;下颌角受撞击后,率先骨折的部位为碰撞侧髁突颈部,随后碰撞对侧髁突颈部和碰撞点陆续骨折。下颌骨受撞击后易致伤骨折部位主要是两侧髁突颈部以及受撞击处,但存在下颌骨多处骨折时,不同撞击部位所引起的骨折发生点先后次序并不相同。4.下颌骨受撞击能量不同,引发骨折情况存在差异。撞击下颌骨正中处时,产生一处或三处骨折的临界速度在2.788.33m/s之间。撞击下颌骨体或下颌角时,产生一处骨折的临界速度在2.788.33m/s之间;产生两处或三处骨折的临界速度在8.339.72m/s之间。5.下颌骨的应力云图显示尽管高应力区较易出现在髁突颈部,但由于关节盘、关节囊等特殊结构的存在,两侧髁突的外表面一直处于一个较低的应力水平,同时对来自髁突颈部的高应力起到了很好的缓冲,从而使得关节盘两侧骨组织上的应力分布出现了“断层”,传递到关节窝及颅底部的应力明显低于下颌骨髁突颈部的应力,从而避免了对颅脑的损伤。应力强度超过关节盘等软组织最大形变性能时,关节盘缓冲作用削弱,关节窝应力水平较高,此时发生关节盘挫伤、穿孔以及颅底损伤的可能性会增加。6.咬肌受力产生形变,并将载荷传递到下颌骨上。在相对较低速撞击下,本实验各组中并未产生撕裂现象,只是存在较大变形,受到的损伤主要为挫伤。结论:1.成功建立TMJ系统撞击伤生物力学有限元模型,完成下颌骨在不同部位不同速度撞击下的力学响应分析,关于下颌骨的骨折规律基本符合基础实验和临床现象。2.在应力由髁突向颞下颌关节窝传递的过程中,出现了“阶梯式”下降,这对颅骨和颅脑具有一定的保护作用。在下颌骨受冲击时,关节盘在TMJ系统中扮演着良好的缓冲角色。诊治过程需重视关节盘挫伤、穿孔以及颅底损伤的检查。3.本研究在模拟TMJ和骨组织生物力学响应的同时,对肌肉组织的力学响应也作了初步探索,可用于更细节更准确的损伤预测,并且指导临床防护。在下颌角受到撞击时,咬肌能起到较好的缓冲作用,使骨组织受到的应力有所下降,从而能在一定程度上减缓受到伤害的程度。在某一特定的撞击速度范围内,咬肌等软组织的损伤程度与撞击速度呈正相关。
程云[6]（2020）在《南拳与空手道型典型动作发力特征的生物力学分析》文中提出南拳作为武术竞赛项目的其中一项,目前正逐渐失去南拳原本的风格特点,使得现代武术南拳的特色正在渐渐的失去亮点。近几年南拳项目的发展存在一个普遍现象,劲力表现不够,或长或短、缺少观赏性。2020年空手道型正式进入奥运会比赛项目,与之相比空手道已经形成一个完整的体系。空手道型源于南拳,近几年空手道型的发展趋势及传播范围非常广泛。所以本研究根据空手道的型和南拳,两者进行力的对比研究,提取空手道型的发力技巧和方法,以期未来能运用到南拳领域,为南拳项目运动员的比赛和训练提供一些参考意见。研究对象及方法:从上海体育学院武术学院的武术套路院队和专项班以及空手道型院队进行受试者选取,共计20名。本研究主要通过实验法和数理统计法为研究奠定科学的方法。在实验中使用Vicon红外高速三维运动捕捉系统、Kistler三维测力台为本实验的实验仪器,Vicon三维红外运动捕捉系统采集动作时受试者身上标志点,获取到到运动员身上的捕捉点（跟踪器）的空间坐标（x,y,z）得出实验数据。采用实验数理统计法在Excle2016,SPSS22.0中进行,以“平均值±标准差”表示实验中所获取的数据。比较分析空手道平行立冲拳、前屈立上格挡冲拳左、前屈立上格挡冲拳右动作和南拳原地冲拳、上格挡弓步冲拳左、上格挡弓步冲拳右动作,采用独立样本t检验分析两种拳种三个典型出拳动作的出拳最大位移、速度、加速度、地面反作用力等生物力学的差异,显着性水平均为α0.05=。最后通过t检验计算出地面反作用力数据、出拳的速度数据、以及加速度、位移相关数据。研究结果:通过对受试者南拳组和空手道型组之间进行独立样本t检验。南拳组运动员和空手道型运动员,身高、体重是没有显着差异的,南拳组和空手道型在年龄上差异平均下来相差1.2岁,由此可见两组在年龄上并未相差太大。训练年限平均下来分别为p=0.024南拳组和空手道组和在训练年限是没有显着差异p=0.64。南拳运动员与空手道运动员在技术上并无存在显着差异。（1）对于空手道型和南拳三个典型动作通过运动学比较,空手道平行立冲拳动作、前屈立上格挡左、右冲拳动作出拳位移短,但出拳速度快,出拳有力。（2）对于空手道型和南拳三个典型动作地面反作用力比较,空手道型平行立冲拳动作、前屈立上格挡左、右冲拳动作出拳时地面反作用力较低,但力的传递效率更高。（3）应用建议:空手道型典型动作的发力迅速、有力,根据其动作特点可以进一步探究并发现它的一个发力的顺序或者是规律,之后运用到南拳其他动作,有助于南拳的发力训练以及未来的继承和发扬光大。建议:（1）建议南拳运动员在训练发力的时候,可以结合空手道型在出拳时加强腰胯的拧转速度,以及手上短促的冲拳速度。（2）建议南拳运动员在训练发力方法的时候,先体会空手道型瞬间在腰上反拉的劲,找到感觉后然后加强练习,假以时日,可以提高南拳运动员在出拳发力的短促干脆的劲。（3）建议全国南拳运动员在加强腰腹背训练的时候,不要只做腹背肌,建议根据运动员的身高体重,可以拿着5kg或10kg的杠铃片坐在地上,另一个人帮助压着双脚,练习左右腰部的拧转的速度。（4）建议南拳运动员在训练发力的时候,不要把力放的那么长,而是总结出空手道型虽然地面反作用力蹬地力较小,但可以运用较小的蹬地力快速的转化为较大的速度力量。
高晓文[7]（2020）在《新型弧形带终板环钛网的研制及三维有限元分析》文中研究表明目的:本课题旨在研制一种新型弧形带终板环钛网,以减少经颈前路椎体次全切除减压植骨内固定手术后诱发的钛网沉陷,并验证其力学特性。方法:1.利用正常人颈椎结构参数,改进现有直形钛网,研制新型弧形带终板环钛网。2.通过三维有限元法建立有效的人体颈4颈6有限元模型。3.分别建立新型弧形钛网和传统直形钛网植入第5颈椎椎体次全切除的有限元模型,比较两组模型在五种不同运动模式下钛网、钛板及相邻终板面的应力情况。结果:1.成功研制出一种新型弧形带终板环钛网,新型钛网由一个传统钛网主体与两个终板环组合而成。钛网主体具有不同弧度、终板面具有不同角度,以适应颈椎生理曲度;终板环有1mm、2mm和3mm三种不同的规格,以匹配不同长度的减压槽。2.成功建立了人体颈4颈6三维有限元模型,并通过有效性验证。3.两种内固定的等效应力结果:（1）在侧弯、单纯压缩、后伸、前屈和旋转载荷状态下,新型弧形钛网C6终板面后部的等效应力均小于传统直形钛网;而新型弧形钛网C6终板面前部和C4终板面的等效应力均大于传统直形钛网。（2）在不同载荷状态下,新型弧形钛网中钛网主体的等效应力均小于传统直形钛网,而且主要集中于终板环和钛网后部。（3）在不同载荷状态下,新型弧形钛网中钛板的等效应力均大于传统直形钛网,而且最大应力主要集中于钉孔区。结论:1.成功研制一种新型弧形带终板环钛网,新型弧形带终板环钛网设计合理,应力传导更符合人体颈椎承重结构。2.相比传统直形带终板环钛网,新型弧形带终板环钛网可改变总体应力的分布,可增加C4终板面和钛板的应力分布,减少钛网主体的应力分布。3.新型弧形带终板环钛网可减少C6终板面后部的应力,有可能减少钛网沉陷的发生。
鲁洋[8]（2020）在《内侧间室型膝骨关节炎股骨形态学变化及其对截骨矫形手术决策与疗效影响的三维有限元分析》文中指出膝骨性关节炎是发生于骨关节的退行型病变,其发病机制包括免疫、劳损、代谢、生物力学等多种因素。根据其病变累及部位,可分为内侧间室型、外侧间室型、髌股型及全关节型,其中以内侧间室型膝骨关节炎最为常见,往往伴有不同程度的膝关节内翻畸形。“不均匀沉降”理论认为胫骨内侧平台的塌陷是由于胫骨平台骨质硬度较低,又承受较大应力,在长期高负荷下会出现塌陷,塌陷导致下肢力线向内侧移动进一步增加内侧平台的负荷,以上过程互为因果,最终加速内侧间室的磨损,形成内侧间室型膝骨性关节炎。此理论是从生物力学角度阐释了膝骨关节炎发生的诱因,而基于此理论的胫骨高位截骨术、腓骨近端截骨术等术式均是以纠正膝关节远端错误的机械力线为目的,最终达到恢复下肢正常的力线。胫骨高位截骨术目前已被广泛的应用于中青年轻至中度的膝骨关节炎,并已获得良好的临床效果。由于胫骨高位截骨术手术简单,费用低、临床效果好,几乎被默认为内侧间室型膝骨关节炎保膝治疗的唯一术式,考虑到膝关节由股骨和胫骨构成,股骨内侧髁与胫骨内侧平台直接接触,胫骨内侧平台的应力同样反作用于股骨内侧髁,即股骨内髁承受比股骨外髁更大的应力,基于微骨折及骨改建等理论,承受较大应力一侧理应发生形态学的改变,但目前尚无相关数据印证及完整理论支持这种观点。随着X线摄片技术的发展,下肢全长X片越来越多的被应用,尤其是在预备行全膝关节置换术的膝骨关节炎下肢的手术规划当中。因为全膝关节置换术目标是恢复下肢力线,术前的手术计划为的是术中能够准确的找到髓内定位杆的入针点和角度,提前选择合适的假体。曾有文献报道应用股骨远端截骨术治疗由股骨造成的膝内翻,但绝大多数股骨远端截骨都用于膝外翻的治疗。股骨机械轴内翻在内侧间室型膝骨关节炎中的存在与否,以及是否存在普遍性还是一个较少被涉及的盲区。从下肢全长X片也同样可以测得股骨的机械力线,本研究通过对大量不同程度膝内翻患者下肢全长X片的测量获得股骨内翻在内侧间室型骨关节炎中的发病率以及分布等流行病学资料,并对股骨机械轴内翻的具体骨形态学变化进行探究。“不均匀沉降”理论已经指出胫骨平台塌陷使力线内移并加重内侧平台的负担,大量相关生物力学实验也对胫骨平台塌陷时膝关节内的应力变化情况进行实验验证。但生物力学实验多采用截断股骨和胫骨的关节标本进行,在这种标本上施加应力与生理状态下的力线起止点及经过膝关节水平的位置相差甚远,不能很好的代表真实的应力状态,而且下肢全长标本即使获得也难于保存,过长的高度难以装配到大部分的生物力学机上,因此对膝关节的生物力学实验处于一种比较尴尬的状态。随着数字化技术的发展,有限元分析生物力学已经广泛地应用于生物科学的领域,与传统生物力学实验相比,有限元具有良好的可操作性,不受实验器材及实验条件等的约束,只要模型建立准确,所术得到的数据具有很高的稳定性,并且只要在运算之前做好设置,就可同时获得多种效应指标的数据。有限元的这些特点能够很好的弥补生物力学实验的缺陷,对于膝关节的生物力学实验,有限元分析是较为理想的方法。本实验以符合条件的下肢全长标本为模版,通过图像采集设备及相关图像处理软件建立下肢全长标准三维立体模型及存在不同程度的股骨内翻的下肢全长三维立体模型,在有限元中对模型进行分析,研究股骨内翻对膝关节生物力学的影响,为保膝治疗理论提供有效数据支撑和理论基础。第一部分股骨机械轴内翻对下肢力线的影响及内侧间室型膝骨关节炎基于骨形态的影像学分型目的:通过对大量不同程度内翻膝关节下肢全长X片的测量,统计股骨机械轴内翻在内侧间室型膝骨关节炎中的分布情况;探讨股骨机械轴内翻对膝内翻的影响;对内侧间室型膝骨关节炎进行基于骨形态的影像学分型,为内侧间室型膝骨关节炎的诊断及治疗提供理论依据和数据支持。方法:收集2017年1月～7月连续就诊的非外伤性膝关节疼痛患者的下肢全长正位X片,按照纳入排除标准进行筛选,测量指标有股骨机械轴远端内侧角（mechanical medial distal femoral angle,m MDFA）,胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle,MPTA）,关节线交角（j oint line convergence angle,JLCA）,KL分级。以股骨内翻、胫骨内翻和JLCA为依据将收集到的下肢分为4型,分别统计股骨内翻、胫骨内翻、JLCA增大在膝内翻下肢的发病率及各类型畸形的构成比,统计4种类型的膝内翻的发病率及在不同程度KL分级中的构成比;统计分析膝内翻的形体学构成因素。结果:股骨内翻在膝内翻中的发病率为男性24.77%、女性24.57%,胫骨内翻则为男性97.21%,女性95.54%,4种分型中,I型（单纯胫骨内翻）占多数,男性为73.07%,女性为72.16%,Ⅲ型（胫骨内翻+股骨内翻）男性为24.15%,女性为23.38%。回归分析结果显示男性m MDFA、MPTA、JLCA共同对HKA造成78.2%的影响（β值分别为-0.491、0.487、-0.463,P<0.01）,女性为81.2%（β值分别为-0.464、0.560、-0.450,P<0.01）。结论:股骨内翻是构成膝内翻的重要形态学构成因素,但由于其发病率相对较低,术方案的选择有明确的指导意义。第二部分内侧间室型膝骨关节炎的股骨动态形变规律目的:通过对下肢X片的测量,寻找和辨析可造成股骨机械轴内翻的股骨具体形变;分析各种形变之间的相互关系;分析各种形变与年龄、性别的相互关系,探索股骨动态形变规律,为临床上内侧间室型膝骨关节炎的诊断和治疗提供理论依据和数据支持。诊断相对复杂（需在下肢全长X片上测量）,内翻程度相对较小,临床上未被引起足够重视。基于下肢形态学改变的影像学分型系统将股骨内翻、胫骨内翻及关节间隙的变化综合考虑,对保膝治疗手方法:应用之前收集到的下肢全长X片,按照纳入排除标准进行筛选,测量指标有髋-膝-踝角（Hip-knee-ankle angle,HKA）,m MDFA,颈干角（Neck-shaft angle,NSA）,股骨弯曲度（Femoral bowing angle,FBA）,股骨解剖轴远端内侧角（Anatomic medial distal femoral angle,a MDFA）。将测量值按照不同年龄段分成<40岁,40-60岁,>60岁三组,对三组的数据进行比较,将m MDFA作为因变量,与NSA,FBA,a MDFA做回归分析。结果:在女性患者中,年龄与m MDFA,FBA,a MDFA均呈显着相关（r=-0.076,0.253,0.141,P<0.01）,FBA与NSA,a MDFA均显着呈相关（r=0.312,0.233,P<0.01）,当FBA为控制因素时,对年龄与NSA做偏相关分析,从无相关变成负相关（r=-0.065,P<0.05）。而在男性患者,年龄与所有变量均无显着相关性。女性患者中股骨机械轴内翻（m MDFA减小）的形态学构成是NSA,FBA,a MDFA。将m MDFA作为因变量,与NSA,FBA,a MDFA做回归分析,调整R方为0.722,标准化beta值分别为NSA 0.071,FBA-0.528,a MDFA 0.803。结论:内侧间室骨关节炎的病程中,女性患者股骨存在动态形变。形变包括NSA、FBA、a MDFA的变化,他们变化的叠加最终导致股骨机械轴内翻。而且股骨的形变涉及股骨整体,而非单一局部的变化,股骨弯曲会导致股骨近远两端相应形变。男性股骨的形变现象不明显。第三部分有限元分析股骨内翻对内侧间室型膝骨关节炎膝关节生物力学的影响目的:建立完整膝关节标准有限元模型;建立股骨内翻0°、5°、10°、15°模型和胫骨内翻0°、5°、10°、15°、20°、25°模型,并相互搭配形成24种不同情况的下肢内翻有限元模型;对人体下肢标本做生物力学实验得出骨骼应变值,以验证有限元模型的有效性;分析不同股骨内翻度与胫骨内翻度组合对膝关节应力及接触面积等骨关节炎诱发因素的影响,从而探讨股骨内翻在KOA发生发展中的作用。方法:1具经甲醛防腐处理（未超过1个月）成年男性下肢全长标本,以热塑膜包裹固定后行X片摄片,CT及MRI扫描,文件以DICOM格式保存。将标本固定于BOSE生物力学试验机,于股骨张力侧及压力侧各寻找5个位点,粘贴应变片,用数字应变仪记录100～500N垂直载荷下10个点的应变值。应用Mimics、Geomagic Studio、Unigraphics NX、Abaqus软件建立完整下肢三维有限元模型,及不同股骨内翻度于不同胫骨内翻度组合的24个三维有限元模型。分析在500N垂直载荷下,股骨内翻对关节软骨最大von Mises应力、关节接触面积、关节“异常应力”面积的影响。结果:用线性回归方程对10个测试点的50对应变值进行分析,回归方程y=1.025x+0.025,R2=0.969,说明模型有效性很好。在同一胫骨内翻度的基础上,股骨内翻越大,关节内最大Mises应力越大,关节接触面积越小,“异常应力”面积成上升趋势。将股骨内翻度和胫骨内翻度分别与关节最大Mises应力、关节接触面积、“异常应力”面积做回归分析,所得Beta值分别为0.789和0.556、-0.776和-0.406、0.388和0.713（P<0.05）。结论:建立的下肢全长膝关节有限元模型能很好的模拟正常下肢膝关节生物力学特性。股骨内翻可在原有胫骨内翻度的基础上,进一步加大膝关节最大von Mises应力、减小关节接触面积、增大“异常应力”面积,并且其影响与胫骨内翻同样重要。第四部分有限元分析股骨内翻对胫骨高位截骨术后膝关节生物力学的影响及保膝治疗手术方案的选择目的:建立股骨胫骨混合内翻的下肢行股骨胫骨双截骨术后、胫骨高位截骨术后矫形不足、胫骨高位截骨术后矫形过度三种下肢全长有限元模型;分析比较三种截骨手术后膝关节应力、关节接触面积等骨关节炎相关指标的差异,探讨股骨内翻对胫骨高位截骨术治疗效果的影响。方法:应用之前建立的下肢全长膝关节有限元模型,建立股骨胫骨双截骨术后、胫骨高位截骨术后矫形不足、胫骨高位截骨术后矫形过度三种下肢全长有限元模型,分析在500N垂直载荷下,股骨内翻对关节软骨最大von Mises应力、关节接触面积、关节“异常应力”面积、侧副韧带上的最大von Mises应力、钢板最大von Mises应力的影响。结果:股骨内翻的加剧可增加矫形不足组和矫形过度组的关节最大von Mises应力、增加“异常应力”面积、增加侧副韧带上的应力、减少关节接触面积、增加矫形不足组的钢板上最大von Mises应力。结论:股骨内翻的存在导致胫骨高位截骨术后会出现矫形不足和矫形过度两种情况,对关节生物力学指标的影响均会随股骨内翻程度的增加而增加,股骨内翻可加快胫骨高位截骨术后关节的磨损、增大可能发生磨损的面积,导致关节的松弛,故对于存在股骨胫骨混合内翻的内侧间室型膝骨关节炎患者,应行股骨截骨+胫骨高位截骨才能获得最佳的术后治疗效果减少手术失败的可能。
武维维[9]（2020）在《基于虚拟人的人机工效评估及装配作业仿真技术研究》文中指出装配是生产制造业中的主要活动,耗费了大量的人力与物力。产品装配性能对产品质量、产品的生产效率和成本均具有重要影响。利用虚拟装配技术可以在计算机中建立起逼真的装配环境,对实际装配活动进行仿真,并在此基础上对产品的可装配性、装配工艺的合理性、装配操作的舒适性进行分析验证,从而在产品研发的早期阶段及时发现产品设计和工艺规划中的问题与缺陷,减少设计变更,缩短产品研发周期,提高产品装配效率与质量。目前虚拟装配系统大多没有集成完整的虚拟人体模型,因而很难有效支持装配过程中复杂的人机工效分析评估工作。此外,目前虚拟装配系统主要基于几何约束信息对零件进行操作和控制,导致装配过程仿真在零件装配运动行为的逼真性方面也存在一定的局限性。针对上述问题,本文探索一种以“全虚拟”方式在虚拟装配系统中集成虚拟人模型的新思路,对基于虚拟人的人机工效评估与装配作业仿真相关关键技术进行了深入研究,主要研究工作总结如下:1.分析了基于虚拟人的人机工效评估与装配作业仿真系统的构建思路,在此基础上讨论了系统的功能需求。将系统结构分为数据层、支持层、功能层以及交互层,构建了系统完整的体系结构。给出了系统的工作流程,包括装配作业场景搭建阶段、人机工程仿真评估阶段和零件装配过程仿真阶段。2.提出一种面向虚拟人作业姿态预测与评估的多目标优化模型。讨论了基于多目标优化的虚拟人作业姿态预测的基本思想。分析了人体作业姿态对平衡性、关节负荷、关节角度和作业目标可达性等人机因素的影响机理,建立了人体作业姿态参数和这些人机因素指标之间的函数关系,在此基础上构建了用于虚拟人作业姿态预测的姿态优化模型。针对姿态优化模型的复杂性和非线性,引入多目标遗传算法对其进行求解,以获取给定作业条件下姿态优化问题的Pareto最优姿态解集。引入变权理论对各姿态解的选择优先度进行计算,并据此对姿态解集进行综合排序,以实现最终姿态参数方案的选优决策。提取与作业姿态舒适度相关的人机因素指标值,并通过对其进行综合集成以实现对作业姿态总体舒适度的评估。3.提出一种虚拟样机环境下观测物可视性的自动评估方法。利用网格划分技术将观测物表面离散成一系列网格单元,并将其作为可视性评估的基本单元。给出了网格尺寸的确定方法以及网格的形状要求。分析归纳了网格单元的可视类型,并建立了基于视线检测的网格单元可视类型自动判别算法,解决了虚拟人视域内可见网格分类提取问题。分析总结了视域因素、物姿因素、视角因素等可视性影响因素的特点,并结合人机工学理论和实验统计方法建立了其相应的评估计算模型,实现对可视性各影响因素的分开评估。通过综合集成可视性各影响因素实现对观测物总体可视性的计算。4.提出一种考虑人机因素与零件物理属性的装配过程仿真方法。以装配生产中最为典型常见的轴孔类装配为研究对象,通过分析装配过程各阶段装配操作的特点,将装配过程划分为装配空间漫游阶段、找孔阶段、半入孔阶段和入孔阶段,并给出了各阶段零件装配运动行为的描述。在对装配仿真中零件物理属性进行需求分析的基础上,构建了虚拟零件的物理属性模型。从装配者对物体位姿的认知模式出发,提出一种面向装配过程仿真的物体位姿描述方法及控制策略。利用概率方法模拟人机因素对装配力/力矩的影响作用,并结合装配过程各阶段装配者的装配意图以及装配操作特点,构建了各阶段装配力/力矩的计算模型。给出了零件间接触力的计算方法,避免零件碰撞后发生相互嵌入的现象。建立了零件的动力学和运动学方程,通过动力学仿真实现零件的运动引导与装配定位,提高了装配过程仿真的真实感和可靠性。5.在上述研究的基础上,开发了基于虚拟人的人机工效评估与装配作业仿真原型系统VEAVAS（Virtual Human Based Ergonomic Assessment&Virtual Assembly System）。介绍了系统的开发和运行环境,阐述了系统的功能模型以及各个功能模块之间的数据流向,并通过装配作业实例对本文所提方法进行了应用验证。
张宇慧[10]（2019）在《远程诊疗机器人力触觉再现系统》文中进行了进一步梳理力触觉再现技术被认为是未来能够改变人类生活的十大技术之一,具有广阔的应用前景和市场需求。现有的医疗机器人尤其是远程诊疗机器人大多缺乏触觉反馈,或者说反馈力计算不足。力触觉再现技术是解决医疗机器人触觉临场感不足、提高医疗机器人实用性的有效方法。本文从力触觉再现系统的关键技术入手,对软组织模型、触觉渲染、力触觉再现系统的构建等几个方面进行了研究。一、目前软组织建模研究现状中普遍存在着实时性与准确性之间的矛盾,本文考虑了软组织的粘弹性、非线性等特殊的生物力学特性,将有限元方法与质点-弹簧模型结合,忽略阻尼系数,用有限元方法去估计质点-弹簧模型的参数,得到了弹性系数与杨氏模量、泊松比等的关系。然后,根据文献中软组织真实测量的数据和真实测量得到的应力-应变曲线确定了各个参数的取值,在一定程度上避免了弹簧参数选取的随意性和经验性,在保证系统实时性的情况下提高了模型的精度。二、碰撞检测是力触觉再现系统进行触觉渲染和形变渲染的前提,一般是仅将外力施加在碰撞点上。本文优化了外力施加方式,在碰撞检测后将外力施加到碰撞点及其周围的一圈质点上。其次,将参数估计时忽略的阻尼系数重新引入,改进了数值积分方法。形变渲染更逼真平滑,平衡了计算效率和计算开销。三、基于Geomagic Touch触觉设备完成了力触觉再现系统的构建。用OpenGL绘制了软组织表面模型,3Ds Max绘制了人手模型,实现了人手触诊软组织模型的触觉再现和视觉反馈,并对反馈的质量进行了评估,触觉再现稳定逼真、视觉反馈流畅。四、模型准确性和系统的实时性验证。在交互过程中,采集了软组织模型的力-位移、应力松弛、蠕变等数据分别与真实软组织在体测量、离体测量和经验值质点-弹簧模型的数据进行了对比。本文模型的数据基本在实际测量值的变化范围之内,模型具有一定的准确性和有效性,优于经验值质点-弹簧模型。同时计算和记录了交互过程中的帧速率,本文帧速率远高于实时性要求的帧速率,验证了系统的实时性。
二、《运动生物力学图象的计算机处理》（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、《运动生物力学图象的计算机处理》（论文提纲范文）
（2）不同角度力线对位的人工膝关节假体接触压力有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 全膝关节置换术中下肢力线对位及截骨的介绍 |
| 1.2.1 下肢力线对位的介绍 |
| 1.2.2 胫骨近端及股骨远端截骨角度的介绍 |
| 1.3 研究方法的选择 |
| 1.4 本论文的主要工作及结构安排 |
| 第二章 膝关节有限元模型的建立 |
| 2.1 材料与软件 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.2 软件 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 数据采集 |
| 2.2.2 影像学DICOM数据处理影像 |
| 2.2.3 生成3D模型 |
| 2.2.4 拟合曲面 |
| 2.2.5 建立膝关节股骨端实体模型 |
| 2.2.6 建立膝关节人工假体模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 不同下肢力线角度对位的膝关节人工假体的有限元分析 |
| 3.1 材料与软件 |
| 3.1.1 材料 |
| 3.1.2 软件 |
| 3.2 方法 |
| 3.2.1 不同角度下肢力线模型的建立及关节假体装配 |
| 3.2.2 材料的属性及赋值 |
| 3.2.3 网格划分及设定边界约束条件及载荷设置 |
| 3.3 设定评价指标 |
| 3.4 结果 |
| 3.4.1 膝关节假体垫片模型的等效应力分布 |
| 3.4.2 股骨截骨面的等效应力分布 |
| 3.4.3 沿股骨内外髁平均应变能分布 |
| 3.5 讨论 |
| 3.5.1 下肢力线对位良好情况对膝关节及假体影响 |
| 3.5.2 下肢力线偏离中立位±6°时对膝关节及假体影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 全文总结与展望 |
| 4.1 全文总结 |
| 4.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）飞行人员颈椎疾病住院现状及高载荷下ACDF与CTDR术后颈椎生物力学研究（论文提纲范文）
| 缩略词说明 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 军事飞行人员颈椎疾病住院现状研究 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 资料与方法 |
| 1.2.1 纳入和排除标准 |
| 1.2.2 研究对象 |
| 1.2.3 研究方法 |
| 1.2.4 研究内容 |
| 1.2.5 技术路线图 |
| 1.3 结果 |
| 1.3.1 飞行人员颈椎病年住院人次变化和年增长变化情况 |
| 1.3.2 飞行人员住院基本资料(同非空勤军事人员比较) |
| 1.3.3 研究对象入院前的飞行资料 |
| 1.3.4 研究对象颈椎疾病诊治情况和诊疗后医学鉴定结果 |
| 1.4 讨论 |
| 1.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第二章 ACDF与CTDR内固定系统在高载荷下颈椎生物力学响应 |
| 2.1 前言 |
| 2.1.1 ACDF与CTDR的应用 |
| 2.1.2 有限元方法在骨科领域的发展 |
| 2.1.3 飞行人员颈部损伤的研究现状 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验对象与设备 |
| 2.2.2 颈椎三维有限元模型的建立 |
| 2.2.3 模型验证 |
| 2.2.4 颈椎修饰ACDF与CTDR模型的构建 |
| 2.2.5 颈椎术后高载荷下颈部生物力学模拟 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 颈椎有限元模型验证结果 |
| 2.3.2 颈椎有限元模型仿真结果与分析 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 总结与展望 |
| 附录 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
| 文献综述 军事飞行员颈椎疾病:流行病学、病因学、诊断与治疗 |
| 参考文献 |
（4）坐姿矫正智能服装的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 相关概念与研究方法 |
| 1.4.1 智能服装概述 |
| 1.4.1.1 智能服装定义 |
| 1.4.1.2 智能服装分类 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.5 论文组织 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 坐姿矫正服装设计的工效学基础 |
| 2.1 日常坐姿习惯调查结果与分析 |
| 2.2 坐姿相关的人体生理学基础 |
| 2.2.1 脊柱部位的解剖与生物力学研究 |
| 2.2.2 骨盆与坐骨的解剖和生物力学研究 |
| 2.2.3 静态姿势研究 |
| 2.3 坐姿相关的心理学研究 |
| 2.4 理想人体坐姿定义 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同坐姿下的体态变化研究 |
| 3.1 不良坐姿体态的图像监控分析实验 |
| 3.1.1 实验目的 |
| 3.1.2 实验人员与器材 |
| 3.1.3 图像监控分析的实验方法 |
| 3.1.4 图像监控分析的实验步骤 |
| 3.1.5 实验结果与分析 |
| 3.2 不良坐姿体态变化的具体分析实验 |
| 3.2.1 实验目的 |
| 3.2.2 实验人员与器材 |
| 3.2.3 体态变化具体分析的实验方法 |
| 3.2.4 体态变化具体分析的实验步骤 |
| 3.2.5 实验结果与分析 |
| 3.3 健康坐姿下竖脊肌主观疲劳感实验 |
| 3.3.1 实验目的 |
| 3.3.2 竖脊肌疲劳感测试的实验方法 |
| 3.3.3 竖脊肌疲劳感测试的实验步骤 |
| 3.3.4 实验结果与分析 |
| 3.4 实验结果与电子电路设计的结合要点 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 智能服装的电子电路设计 |
| 4.1 设计思路 |
| 4.2 电子系统设计 |
| 4.2.1 硬件设备的选择 |
| 4.2.2 电路设计 |
| 4.2.3 电路连接设计 |
| 4.2.4 程序逻辑设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 坐姿矫正智能服装的设计与功能测试 |
| 5.1 坐姿矫正智能服装的款式与结构设计 |
| 5.2 坐姿矫正智能服装的功能测试与修正 |
| 5.2.1 测试方法 |
| 5.2.2 测试结果与修正 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足及展望 |
| 附录 |
| 附录一:日常坐姿习惯问卷调查表 |
| 附录二:部分启始程序代码释义 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究（论文提纲范文）
| 缩略语表 |
| 英文摘要 |
| 中文摘要 |
| 第一章 前言 |
| 第二章 颞下颌关节骨肌系统三维实体几何模型的建立 |
| 2.1 实验材料与方法 |
| 2.2 结果 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 人下颌骨撞击伤三维有限元模型的建立 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.2 结果 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤动态仿真模拟及生物力学分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.2 结果 |
| 4.3 讨论 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 文献综述 有限元分析在颞下颌关节咬合运动系统中的应用 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）南拳与空手道型典型动作发力特征的生物力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.3.1 南拳研究概况 |
| 1.3.1.1 南拳起源发展及竞赛历程 |
| 1.3.1.2 福建南拳起源及发展 |
| 1.3.1.3 南拳典型动作特征 |
| 1.3.1.4 南拳典型动作发力特点 |
| 1.4 空手道型的研究概况 |
| 1.4.1 空手道型的起源及现状 |
| 1.4.2 空手道型典型动作特征 |
| 1.4.3 空手道型典型动作发力特点 |
| 1.5 南拳与空手道型的渊源 |
| 1.5.1 南拳与空手道型的历史相关性综述 |
| 1.6 国内运用相关体育项目的生物力学概述 |
| 1.6.1 实验测试仪器概述 |
| 1.7 文献小结 |
| 2 研究对象及方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 文献资料法 |
| 2.2.2 专家访谈法 |
| 2.2.3 实验法 |
| 2.2.3.1 实验设备 |
| 2.2.3.2 实验耗材用品 |
| 2.2.3.3 实验时间、地点与环境 |
| 2.2.3.4 南拳与空手道型动作选取 |
| 2.2.3.4.1 南拳动作 |
| 2.2.3.4.2 空手道型动作 |
| 2.2.3.5 实验阶段划分 |
| 2.2.3.6 实验步骤 |
| 2.2.3.7 实验流程 |
| 2.2.4 运动学和动力学数据处理 |
| 2.2.5 指标选取与计算 |
| 2.2.6 数理统计法 |
| 3 研究结果 |
| 3.1 空手道型与南拳出拳位移、速度、加速度 |
| 3.1.1 空手道型平行立冲拳动作和南拳原地冲拳动作的出拳位移、速度、加速度的差异 |
| 3.1.2 空手道型前屈立上格挡左冲拳与南拳上格挡弓步左冲拳出拳位移、速度、加速度的差异 |
| 3.1.3 空手道型前屈立上格挡右冲拳动作与南拳上格挡弓步右冲拳动作出拳位移、速度、加速度的差异 |
| 3.2 南拳典型动作与空手道型典型动作的地面反作力差异 |
| 3.2.1 南拳原地冲拳动作与空手道型平行立冲拳动作与地面反作用力差异 |
| 3.2.2 南拳上格挡弓步左冲拳动作与空手道型前屈立上格挡左冲拳动作地面反作用力差异 |
| 3.2.3 空手道型前屈立上格挡右冲拳动作与南拳上格挡弓步右冲拳动作地面反作用力差异 |
| 4 分析与讨论 |
| 4.1 空手道型与南拳出拳动作运动学分析 |
| 4.1.1 空手道型平行立冲拳动作和南拳原地冲拳动作的出拳位移、速度、加速度结果分析 |
| 4.1.2 空手道型前屈立上格挡左、右冲拳动作与南拳上格挡弓步左、右冲拳动作出拳位移、速度、加速度的结果分析 |
| 4.1.3 空手道型三个典型冲拳动作与南拳三个典型冲拳动作出拳位移、速度、加速度的综合分析 |
| 4.2 空手道型与南拳出拳动作地面反作用力分析 |
| 4.2.1 空手道型平行立冲拳动作与南拳原地冲拳动作地面反作用力结果分析 |
| 4.2.2 空手道型前屈立上格挡左、右冲拳动作与南拳上格挡弓步左、右冲拳动作地面反作用力结果分析 |
| 4.2.3 空手道型三个典型冲拳动作与南拳三个典型冲拳动作地面反作用力结果综合分析 |
| 5 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 |
| 5.1.2 |
| 5.1.3 |
| 5.1.4 |
| 5.1.5 |
| 5.1.6 |
| 5.1.7 |
| 5.1.8 |
| 5.2 建议 |
| 5.2.1 |
| 5.2.2 |
| 5.2.3 |
| 5.2.4 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）新型弧形带终板环钛网的研制及三维有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 第一章 :新型弧形带终板环钛网的设计与研制 |
| 一、新型弧形带终板环钛网的设计 |
| 二、新型弧形带终板环钛网的研制 |
| 第二章 :建立正常人颈4~颈6的三维有限元模型并验证其有效性 |
| 一、实验材料 |
| 二、实验步骤 |
| 三、实验结果 |
| 第三章 :新型弧形带终板环钛网与传统直形带终板环钛网对钛板、钛网及相邻终板应力分布的有限元分析 |
| 一、实验材料 |
| 二、实验步骤 |
| 三、实验结果 |
| 讨论 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 文献综述 |
| 参考文献 |
| 研究生学习期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（8）内侧间室型膝骨关节炎股骨形态学变化及其对截骨矫形手术决策与疗效影响的三维有限元分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 英文缩写 |
| 引言 |
| 第一部分 股骨机械轴内翻对下肢力线的影响及内侧间室型膝骨关节炎基于骨形态的影像学分型 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 小结 |
| 参考文献 |
| 第二部分 内侧间室型膝骨关节炎的股骨动态形变规律 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 小结 |
| 参考文献 |
| 第三部分 有限元分析股骨内翻对内侧间室型膝骨关节炎膝关节生物力学的影响 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 小结 |
| 参考文献 |
| 第四部分 有限元分析股骨内翻对胫骨高位截骨术后膝关节生物力学的影响及保膝治疗手术方案的选择 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 小结 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 综述 内侧间室型膝骨关节炎手术方式及其适应症的选择 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于虚拟人的人机工效评估及装配作业仿真技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 虚拟人作业姿态预测技术研究现状 |
| 1.2.2 基于虚拟人的人机工效分析评估技术研究现状 |
| 1.2.3 虚拟装配技术研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容和组织结构 |
| 第二章 基于虚拟人的人机工效评估与装配作业仿真系统总体框架 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VEAVAS系统构建思路 |
| 2.3 VEAVAS系统功能需求分析 |
| 2.4 VEAVAS系统体系结构 |
| 2.5 VEAVAS系统工作流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 面向虚拟人作业姿态预测与评估的多目标优化模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于多目标优化的虚拟人作业姿态预测基本思想 |
| 3.3 虚拟人运动建模 |
| 3.4 虚拟人作业姿态优化模型的构建 |
| 3.4.1 平衡性因素 |
| 3.4.2 关节负荷因素 |
| 3.4.3 关节角度因素 |
| 3.4.4 可达性因素 |
| 3.5 虚拟人作业姿态优化模型求解 |
| 3.5.1 NSGA-Ⅱ算法介绍 |
| 3.5.2 姿态优化模型求解的NSGA-Ⅱ算法设计 |
| 3.6 虚拟人作业姿态选优决策与舒适度评估 |
| 3.6.1 虚拟人作业姿态的选优决策 |
| 3.6.2 虚拟人作业姿态的舒适度评估 |
| 3.7 虚拟人作业姿态预测实例研究 |
| 3.7.1 人机因素偏好对作业姿态的影响 |
| 3.7.2 虚拟人体型大小对作业姿态的影响 |
| 3.8 实验验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 应用于虚拟样机环境下的可视性自动评估方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 观测物表面的网格划分 |
| 4.3 视域模型构建 |
| 4.4 网格可视类型的判别 |
| 4.5 可视性各影响因素的评估 |
| 4.5.1 视域因素的评估 |
| 4.5.2 物姿因素的评估 |
| 4.5.3 视角因素的评估 |
| 4.6 可视性的总体评估 |
| 4.6.1 可视性的总体量化评估 |
| 4.6.2 可视性的总体定性评估 |
| 4.7 可视性评估实例研究 |
| 4.7.1 支撑板装配场景可视性的评估与改进 |
| 4.7.2 法兰盘装配场景可视性的评估与改进 |
| 4.7.3 螺栓装配场景可视性的评估与改进 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 基于分阶式力引导的自动装配定位方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 装配仿真过程各阶段的描述 |
| 5.3 虚拟环境下的零件物理属性建模 |
| 5.4 面向装配过程仿真的物体位姿描述方法及控制策略 |
| 5.5 人机因素对装配引导定位的影响 |
| 5.5.1 目标估计位置计算 |
| 5.5.2 目标估计姿态计算 |
| 5.6 装配力与装配力矩计算模型的建立 |
| 5.6.1 装配空间漫游阶段 |
| 5.6.2 找孔阶段 |
| 5.6.3 半入孔阶段 |
| 5.7 接触力的计算 |
| 5.8 装配仿真流程 |
| 5.8.1 动力学和运动学方程的建立 |
| 5.8.2 仿真流程 |
| 5.9 基于分阶式力引导的零件装配定位实例研究 |
| 5.9.1 人机因素对产品可装配性的影响 |
| 5.9.2 结构因素对产品可装配性的影响 |
| 5.10 实验对比 |
| 5.11 本章小结 |
| 第六章 原型系统的实现与应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统概述 |
| 6.2.1 系统硬件环境 |
| 6.2.2 系统软件环境 |
| 6.2.3 系统功能模型 |
| 6.3 系统应用实例 |
| 6.3.1 作业场景建模 |
| 6.3.2 作业姿态预测 |
| 6.3.3 人机工效评估 |
| 6.3.4 装配过程仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）远程诊疗机器人力触觉再现系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 力触觉再现系统的关键技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 力触觉再现系统研究现状 |
| 1.3.2 软组织建模研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作和结构安排 |
| 1.4.1 本文的主要工作 |
| 1.4.2 本文的章节安排 |
| 第二章 改进的软组织建模方法 |
| 2.1 软组织的生物力学特性 |
| 2.2 基于有限元的质点-弹簧软组织建模方法 |
| 2.2.1 质点-弹簧模型动力学方程 |
| 2.2.2 有限元方法的本构关系 |
| 2.2.3 基于有限元的质点-弹簧参数估算 |
| 2.2.4 基于有限元的质点-弹簧参数确定 |
| 2.3 软组织模型的拓扑结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 软组织形变渲染和触觉渲染 |
| 3.1 触觉设备与软组织模型的碰撞检测 |
| 3.1.1 碰撞检测方法 |
| 3.1.2 优化的外力施加方式 |
| 3.2 软组织模型形变渲染 |
| 3.2.1 形变渲染流程 |
| 3.2.2 数值积分求解 |
| 3.2.2.1 数值积分方法及其比较 |
| 3.2.2.2 改进的数值积分方法 |
| 3.2.3 形变约束与形变恢复 |
| 3.3 软组织模型触觉渲染 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.4.1 力-位移实验 |
| 3.4.2 应力松弛实验 |
| 3.4.3 蠕变实验 |
| 3.4.4 力卸载实验 |
| 3.4.5 实时性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于Geomagic Touch触觉设备的力触觉再现系统 |
| 4.1 Geomagic Touch触觉设备 |
| 4.2 基于Geomagic Touch的力触觉再现系统构建 |
| 4.2.1 系统的硬件条件 |
| 4.2.2 系统的软件条件 |
| 4.3 力触觉再现系统的模型绘制 |
| 4.3.1 基于OpenGL的软组织模型绘制 |
| 4.3.2 基于3Ds Max的人手模型绘制 |
| 4.4 基于Geomagic Touch的力触觉再现系统实现 |
| 4.4.1 人手触诊实验 |
| 4.4.2 触觉再现质量评估 |
| 4.4.3 外力施加方式对比实验 |
| 4.4.4 实时性影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
四、《运动生物力学图象的计算机处理》（论文参考文献）
- [1]运动捕捉技术在体育运动领域的应用[J]. 聂鑫苗,张新安,曹丽华. 体育科技, 2021(04)
- [2]不同角度力线对位的人工膝关节假体接触压力有限元分析[D]. 韦亚军. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]飞行人员颈椎疾病住院现状及高载荷下ACDF与CTDR术后颈椎生物力学研究[D]. 张红星. 安徽医科大学, 2021(01)
- [4]坐姿矫正智能服装的设计与研究[D]. 朱祥成. 北京服装学院, 2020(12)
- [5]人下颌骨撞击伤造成颞下颌关节间接损伤的三维有限元仿真模拟研究[D]. 黄君杰. 中国人民解放军陆军军医大学, 2020
- [6]南拳与空手道型典型动作发力特征的生物力学分析[D]. 程云. 上海体育学院, 2020(01)
- [7]新型弧形带终板环钛网的研制及三维有限元分析[D]. 高晓文. 南华大学, 2020(01)
- [8]内侧间室型膝骨关节炎股骨形态学变化及其对截骨矫形手术决策与疗效影响的三维有限元分析[D]. 鲁洋. 河北医科大学, 2020(01)
- [9]基于虚拟人的人机工效评估及装配作业仿真技术研究[D]. 武维维. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]远程诊疗机器人力触觉再现系统[D]. 张宇慧. 电子科技大学, 2019(01)