神經(jīng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)（神經(jīng)力學(xué)科研裝置）

• 腦癱是常見的兒童神經(jīng)系統(tǒng)ji病，在歐洲每例活產(chǎn)中有2-3例
• 多層次的手術(shù)用于糾正肌肉骨骼異常和改善行走
• 手術(shù)的結(jié)果是適度的(60%的患者沒有改善)，并且在過去的20年里停滯不前
• 使用基于神經(jīng)肌肉骨骼、統(tǒng)計和有限元模型的計算機(jī)模擬來估計臨床相關(guān)參數(shù)，目的是提高我們對步態(tài)功能障礙的因果因素的認(rèn)識，并增加未來積*治liao結(jié)果的數(shù)量
• 對于我們的模擬，我們一方面開發(fā)方法來為基礎(chǔ)研究問題創(chuàng)建高度特定主題的模型，另一方面開發(fā)快速簡單的工作流程來將的建模集成到臨床實(shí)踐中
• 我們與上的腦癱治liao合作，包括佩倫伯格大學(xué)醫(yī)院(比利時)、吉列兒童?？票＝?美國)和斯佩辛整形醫(yī)院(奧地利)的臨床步態(tài)實(shí)驗(yàn)室

2、根據(jù)一個人的步態(tài)模式預(yù)測個體的骨骼生長

• 由于骨骼的病理負(fù)荷，許多兒童在成長過程中會出現(xiàn)骨骼畸形
• 矯正性截骨術(shù)，例如去旋轉(zhuǎn)手術(shù)，用于矯正過度畸形
• 兒童骨骼的機(jī)械反應(yīng)提供了一個令人興奮的機(jī)會，可以在早期糾正負(fù)載環(huán)境，避免骨骼畸形的發(fā)展
• 我們使用基于神經(jīng)肌肉骨骼和有限元模型的多尺度模擬來預(yù)測股骨的生長趨勢，并研究什么樣的負(fù)荷特性會導(dǎo)致典型的病理性生長
• 為了驗(yàn)證我們的機(jī)械生物學(xué)生長預(yù)測，我們將我們的模擬結(jié)果與從兩次采集的磁共振圖像中獲得的股骨幾何形狀的實(shí)際變化進(jìn)行了比較
• 調(diào)查臨床干預(yù)對肌肉骨骼負(fù)荷和股骨生長的影響，使我們能夠確定哪些早期干預(yù)有可能使股骨生長正?；?

• 從簡單的直立到復(fù)雜的運(yùn)動，肌肉力量對于任何積*的人體運(yùn)動都是必要的
• 肌肉由神經(jīng)電指令控制
• 肌電圖記錄捕捉導(dǎo)致肌肉收縮的電信號，并能為神經(jīng)肌肉控制策略提供見解
• 中qu神經(jīng)系統(tǒng)被認(rèn)為使用特定任務(wù)的運(yùn)動模塊，稱為肌肉協(xié)同，來降低運(yùn)動控制的復(fù)雜性
• 肌肉協(xié)同作用可以從肌電圖記錄中計算出來，并用于運(yùn)動控制研究
• 我們使用肌肉協(xié)同分析來研究人類如何完成復(fù)雜的運(yùn)動和學(xué)習(xí)新的運(yùn)動任務(wù)

• 由于不適當(dāng)?shù)闹貜?fù)運(yùn)動導(dǎo)致的肌肉骨骼系統(tǒng)的過度負(fù)荷會導(dǎo)致?lián)p傷
• 建議進(jìn)行肌肉強(qiáng)化練習(xí)，以防止受傷并加速康復(fù)
• 許多鍛煉和康復(fù)建議是基于專家意見，而不是基于證據(jù)的研究
• 我們使用神經(jīng)肌肉骨骼模擬來增加我們關(guān)于運(yùn)動和鍛煉對肌肉骨骼系統(tǒng)負(fù)荷的影響的知識
• 在我們的運(yùn)動分析實(shí)驗(yàn)室，我們收集和分析來自不同人群的數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動員，例如和業(yè)余舞蹈演員、肥胖兒童和健康
• 我們的研究結(jié)果可能有助于預(yù)防未來的傷害，并設(shè)計基于證據(jù)的康復(fù)計劃

研究人體運(yùn)動源于神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互動。檢查骨骼、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)的綜合作用，以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡援a(chǎn)生完成運(yùn)動任務(wù)所需的運(yùn)動。
旨在了解運(yùn)動及其與大腦的關(guān)系。結(jié)合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發(fā)生器和中qu神經(jīng)系統(tǒng)本身的努力來解釋運(yùn)動的領(lǐng)域。
應(yīng)用包括了解運(yùn)動神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制，對復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機(jī)械相互作用等緩解健康問題以及設(shè)計和控制機(jī)器人系統(tǒng)。
該設(shè)備開發(fā)綜合多尺度建模方法，包括肌肉、骨骼和神經(jīng)模型。使用的高密度肌電圖 (HD-EMG) 與盲源分離相結(jié)合，將干擾 HD-EMG 信號識別到由同時控制許多
肌肉纖維的脊髓運(yùn)動神經(jīng)元放電的尖峰列車集合中。開發(fā)的由體內(nèi)運(yùn)動神經(jīng)元放電驅(qū)動的多尺度肌肉骨骼建模公式，用于計算所得肌肉骨骼力的高保真估計。
這將使神經(jīng)控制的肌肉組織如何與骨骼組織相互作用的分析能力qian所未有，因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科ji病的病因、診斷和治liao開辟新的途徑。

• ●完整人體運(yùn)動體內(nèi)運(yùn)動、動作、機(jī)械力協(xié)調(diào)互動的分析系統(tǒng)，、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)檢測分析
• ●神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間控制、協(xié)調(diào)、互動的分析評估
• ●骨骼、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)綜合作用運(yùn)動、動作的實(shí)時捕捉、檢查分析
• ●研究人體、人機(jī)運(yùn)動動作及其與大腦、骨骼、肌肉之間的關(guān)系
• ●結(jié)合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發(fā)生器和中qu神經(jīng)系統(tǒng)本身解釋運(yùn)動的領(lǐng)域
• ●研究運(yùn)動神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制
• ●復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機(jī)械相互作用等健康問題
• ●其他神經(jīng)與人體所有運(yùn)動、動作關(guān)聯(lián)問題
• ●確保組件間協(xié)同工作，為您獨(dú)特的研究需求提供、系統(tǒng)化、高質(zhì)量捕捉與數(shù)據(jù)分析

• 動作捕捉導(dǎo)入器–可以導(dǎo)入運(yùn)動捕捉文件(C3D、TRB、TRC)進(jìn)行回放和測量。它還可以從運(yùn)動分析系統(tǒng)實(shí)時導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并在捕獲數(shù)據(jù)時制作三維模型的動畫。
• 步態(tài)報告–運(yùn)動報告工具創(chuàng)建一組運(yùn)動的報告，包括步態(tài)。這些報告包含平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和數(shù)據(jù)比較。對于步態(tài)報告，該工具計算步態(tài)事件，并自動將記錄的運(yùn)動分為左右步幅。包含格式化的Excel圖表，以便于比較或研究數(shù)據(jù)。
• 腳本–腳本工具使用命令執(zhí)行腳本，以加載模型和運(yùn)動數(shù)據(jù)、執(zhí)行動態(tài)模擬以及創(chuàng)建繪圖和報告。腳本也可用于保存工具設(shè)置，以便下次啟動或加載特定模型時恢復(fù)這些設(shè)置。
• 模型縮放–縮放實(shí)用程序會根據(jù)靜態(tài)運(yùn)動捕捉試驗(yàn)的測量結(jié)果，自動縮放通用模型以匹配任何尺寸的個體。包括肌肉路徑在內(nèi)的所有模型組件都會隨著身體部分進(jìn)行縮放。
• 肌肉包裹–用戶可以交互定義球體、橢圓體、圓柱體和鳥居，以供肌肉肌腱執(zhí)行器包裹。肌肉路徑會在這些對象上自動計算，從而可以為包裹的肌肉計算肌肉長度、力量和運(yùn)動手臂。
• 現(xiàn)場直播–只要肌肉的任何屬性發(fā)生變化，肌肉屬性的實(shí)時圖就會更新。這允許用戶立即觀察移動附著點(diǎn)、纏繞對象或任何其他屬性對肌肉長度、力臂和力的影響。
• 骨骼變形–用戶可以將骨骼扭曲成新的形狀，以模擬各種類型的骨骼畸形，如脛骨扭轉(zhuǎn)或股骨前傾。
• 視頻導(dǎo)入/導(dǎo)出–運(yùn)動數(shù)據(jù)視頻可以在運(yùn)動動畫期間導(dǎo)入并在虛擬屏幕上播放。這使得模型動畫和實(shí)時視頻的比較變得容易。視頻也可以從模型窗口導(dǎo)出到AVI文件。
• 外皮–蒙皮是指鏈接到一個或多個身體部分的三維多邊形表面。通過鏈接到一個或多個身體部分，可以使皮膚在關(guān)節(jié)移動時變形。皮膚可用于表示解剖皮膚、肌肉表面、韌帶或其他表面。它們也可以用紋理貼圖渲染，以增強(qiáng)真實(shí)感。
• 圖像使用者界面–更新的用戶界面元素使與模型交互以及更改骨骼、肌肉和其他組件的顯示屬性變得容易。該系統(tǒng)現(xiàn)在支持“拖放”，可以輕松加載模型或運(yùn)動數(shù)據(jù)，并執(zhí)行添加骨骼或運(yùn)行腳本等功能。
• OpenSim兼容性–可以與OpenSim連接，OpenSim是一個開源軟件系統(tǒng)，允許用戶創(chuàng)建和測量運(yùn)動的動態(tài)模擬。OpenSim通過提供額外的動力學(xué)特性，包括殘余減少和計算肌肉控制，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的功能。OpenSim可以導(dǎo)入和導(dǎo)出該系統(tǒng)模型，允許用戶利用這兩個應(yīng)用程序的功能。