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探究不同方法处理运动学和动力学数据对运动仿真计算结果的影响,进而减小数据误差以提高运动仿真计算结果的准确性。采集1名普通男性在校大学生的一次下蹲跳(CMJ)测试的运动学和地面反作用力(GRF)数据,分别使用直接计算方法(DK)和逆向运动学方法(IK)计算关节运动学数据;对原始GRF数据(RF)分别进行10 Hz(SF)和50 Hz(HF)的Butterworth 4阶低通滤波处理。应用Open Sim 3. 3软件结合不同方式处理的运动学和GRF数据进行CMJ运动仿真,计算CMJ过程中下肢肌肉-肌腱长度变化和下肢各关节力矩。采用复相关系数(CMC)和平均绝对变化值(MAV)来评价结果的相似性。结果显示:(1)DK和IK计算的CMJ过程的关节角度曲线相似度高,CMC值为0. 93～1. 00,但两种方法计算的髋关节内收外展角及旋转角结果间差异较大,MAV值分别为4. 40°和4. 81°;(2)DK计算的下肢环节长度最大变化量达48 mm,IK计算的下肢环节长度在CMJ过程中保持不变;(3)两种方法计算的肌肉-肌腱长度相似度与各关节角度结果相关;(4)RF、SF和HF计算所得的下肢关节力矩结果相似,但落地缓冲阶段结果差异较大。所得结论如下:(1)使用IK方法处理运动学数据更有利于减小运动学数据误差,提高运动仿真结果的准确性;(2)不同截断频率低通滤波GRF数据对关节力矩计算结果的准确性有影响。建议根据运动特征,选择不同的截断频率处理GRF数据。 相似文献
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为了分析前交叉韧带(ACL)重建术后12个月患者的大腿肌肉在不同屈膝角度时的等速肌力特征,对16名ACL重建术后12个月的患者和14名健康对照者在60°/s的角速度下进行股四头肌和腘绳肌的等速向心和离心开链肌力测试,分析不同等速收缩模式下的肌力峰值及不同屈膝角度时的肌力,并计算腘绳肌与股四头肌等速向心肌力比值(Hc/Qc)、离心肌力比值(He/Qe)、腘绳肌离心与股四头肌向心肌力比值(He/Qc)和腘绳肌向心肌力与股四头肌离心肌力比值(Hc/Qe)。应用混合设计双因素方差分析方法,检验不同人群和不同侧别对大腿等速肌力特征的影响。结果表明,腘绳肌等速肌力在不同屈膝角度时的特征相似,ACL重建侧显著小于对侧,与健康对照者无显著差异。股四头肌等速肌力呈现角度特异性,屈膝40°和50°时重建侧的股四头肌等速向心肌力不仅与对侧存在差异,也与健康人群不同,是更具特异性的评估肌力特征指标。在康复过程中,不仅要关注双侧对称性,而且要关注其是否恢复到健康者的水平,强调特定角度下肌肉功能的恢复。较小屈膝角度下,双侧下肢的功能性屈伸肌力比值与健康人群均呈现差异,提示术后康复不仅要加强重建侧屈膝动作的控制训练... 相似文献
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