ادغام مدل سازی اسکلتی-عضلانی و الکترومایوگرافی سطحی به­کمک OpenSim به منظور تخمین مبتنی بر شبیه­سازی گشتاور زانو در کاربردهای توانبخشی حرکتی

تخمین گشتاور مفصلی برای کنترل و ارزیابی سیستم های توانبخشی فعال ضروری است. از یک سو، الکترومایوگرافی سطحی ابزاری غیرتهاجمی برای ثبت فعالیت عضلانی فراهم می آورد، و از سوی دیگر، مدل سازی اسکلتی-عضلانی امکان تخمین گشتاورهای داخلی مفاصل را بدون نیاز به دینامومترهای پرهزینه میسر می سازد. در پژوهش حاضر، یک چارچوب یکپارچه ارائه می شود که داده­های ثبتی از الکترومایوگرافی دوکاناله و اندازه گیری زاویه مفصل زانو را در ترکیب با یک مدل اسکلتی-عضلانی در نرم افزار اپن سیم ترکیب کرده و با استفاده از شبیه سازی دینامیک جلوسو، ابتدا نیروهای عضلانی منفرد و سپس گشتاور خالص اکستانسوری زانو را تخمین می زند. مقادیر تخمین شده ی گشتاور بیشینه (حدود ۲۵ نیوتن متر)، ضربه زاویه ای (حدود ۵۰ نیوتن متر·ثانیه) و گشتاور میانگین (حدود ۵/۱۲ نیوتن متر) با دامنه های فیزیولوژیک گزارش شده در منابع همخوانی داشتند. چارچوب پیشنهادی به عنوان یک مطالعه اثبات مفهوم، راهکاری عملی و مقرون به صرفه برای تخمین گشتاور زانو مبتنی بر شبیه سازی ارائه می دهد و قابلیت بالقوه ای برای یکپارچه سازی در دستگاه های توانبخشی و پروتکل های ارزیابی بیومکانیکی دارد.

کلیدواژه ها:

تخمین گشتاور زانو ، توانبخشی فعال ، مدل دینامیک پیش رو ، شبیه سازی حرکتی با ای.ام.جی ، رابط برنامه نویسی اپن سیم و متلب