【文章推荐】崔伟玲|基于多体动力学和有限元方法对人体下肢生物力学的研究
基于多体动力学和有限元方法对
人体下肢生物力学的研究
Research on Human Lower Limb Biomechanics Based on Multibody Dynamics and Finite Element Method
作 者：崔伟玲
指导教师：陈维毅 教授
培养单位：生物医学工程学院
学 科：生物医学工程
感言
敬畏生命 然后做有意义的事情
NO.1 研究背景&选题意义&研究价值
NO.1 研究背景&选题意义&研究价值
通常人体下肢关节的活动量和承载量远大于上肢关节，所以下肢关节和软组织更易遭受疾病和损伤的困扰，严重的下肢关节受损还会引发其它疾病甚至致残。其中骨关节炎是一种常见的、由多种因素引发的慢性关节退行性疾病，临床主要表现为疼痛、关节活动范围受限、肌无力、关节僵硬和不稳定等情况。全膝关节置换术是膝关节炎末期最有效的治疗手段。因此对不同阶段膝关节炎和关节置换术后患者下肢生物力学的研究具有现实意义。
NO.2 主要研究内容
NO.2 主要研究内容
（1）对早期膝关节炎患者，结合步态实验和多体动力学仿真研究了内八式和外八式步态调整对下肢运动学、动力学和肌电学的影响。研究发现，内八式步态作为早期膝关节炎患者的保守治疗手段要优于外八式步态。
图1 多体动力学肌骨建模仿真
图2 全膝关节置换术后患者个体化肌骨建模
图3 第一峰值处各肌肉强度衰减对胫骨关节接触力的影响
NO.3 创新点
NO.3 创新点
（1）综合术后患者的骨骼和关节假体数据，构建了个体化多体动力学肌骨模型，同时预测出了胫股关节内侧、外侧及总的接触力； （2）综合步态实验、多体动力学仿真、赫兹接触理论，得到了更贴近实际情况的胫骨衬垫表面接触应力； （3）基于个体化多体动力学肌骨建模仿真，量化研究了正常步态下股四头肌和腘绳肌肌群强度衰减对胫股关节接触力的影响。
NO.4 代表性成果
NO.4 代表性成果
[1]崔伟玲，陈维毅，王长江，郭媛.基于 nmsBuilder 和 OpenSim 建立个性化骨肌模型及其验证[J]． 医用生物力学. 2019, 34(6), 608-613.
[2]Weiling Cui, Changjiang Wang, Weiyi Chen, Yuan Guo, Yi Jia, Weijin Du and Chenyan Wang. Effects of Toe-Out and Toe-In Gaits on Lower-Extremity Kinematics, Dynamics, and Electromyography [J]. Applied Sciences, 2019, 9(23), 5245.
[3]崔伟玲，陈维毅，王长江，郭媛.采用双向求解的方式计算胫股关节力和肌肉力[C]//2019中国力学大会.
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