神經力學實驗裝置系統(tǒng)（神經力學科研裝置）

——人體運動的多尺度神經力學模型系統(tǒng)

• 腦癱是常見的兒童神經系統(tǒng)ji病，在歐洲每例活產中有2-3例
• 多層次的手術用于糾正肌肉骨骼異常和改善行走
• 手術的結果是適度的(60%的患者沒有改善)，并且在過去的20年里停滯不前
• 使用基于神經肌肉骨骼、統(tǒng)計和有限元模型的計算機模擬來估計臨床相關參數(shù)，目的是提高我們對步態(tài)功能障礙的因果因素的認識，并增加未來積*治liao結果的數(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踐中
• 我們與上的腦癱治liao合作，包括佩倫伯格大學醫(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)實驗室

研究人體運動源于神經、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調互動。檢查骨骼、肌肉和神經系統(tǒng)的綜合作用，以及它們如何相互作用以產生完成運動任務所需的運動。
旨在了解運動及其與大腦的關系。結合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發(fā)生器和中qu神經系統(tǒng)本身的努力來解釋運動的領域。
應用包括了解運動神經肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機制，對復合神經肌肉骨骼系統(tǒng)中神經機械相互作用等緩解健康問題以及設計和控制機器人系統(tǒng)。
該設備開發(fā)綜合多尺度建模方法，包括肌肉、骨骼和神經模型。使用的高密度肌電圖 (HD-EMG) 與盲源分離相結合，將干擾 HD-EMG 信號識別到由同時控制許多
肌肉纖維的脊髓運動神經元放電的尖峰列車集合中。開發(fā)的由體內運動神經元放電驅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。

• ●完整人體運動體內運動、動作、機械力協(xié)調互動的分析系統(tǒng)，、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)檢測分析
• ●神經、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間控制、協(xié)調、互動的分析評估
• ●骨骼、肌肉和神經系統(tǒng)綜合作用運動、動作的實時捕捉、檢查分析
• ●研究人體、人機運動動作及其與大腦、骨骼、肌肉之間的關系
• ●結合肌肉、感覺器官、大腦中的模式發(fā)生器和中qu神經系統(tǒng)本身解釋運動的領域
• ●研究運動神經肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機制
• ●復合神經肌肉骨骼系統(tǒng)中神經機械相互作用等健康問題
• ●其他神經與人體所有運動、動作關聯(lián)問題
• ●確保組件間協(xié)同工作，為您獨特的研究需求提供、系統(tǒng)化、高質量捕捉與數(shù)據(jù)分析

• 動作捕捉導入器–可以導入運動捕捉文件(C3D、TRB、TRC)進行回放和測量。它還可以從運動分析系統(tǒng)實時導入數(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–運動報告工具創(chuàng)建一組運動的報告，包括步態(tài)。這些報告包含平均值、標準偏差和數(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置，以便下次啟動或加載特定模型時恢復這些設置。
• 模型縮放–縮放實用程序會根據(jù)靜態(tài)運動捕捉試驗的測量結果，自動縮放通用模型以匹配任何尺寸的個體。包括肌肉路徑在內的所有模型組件都會隨著身體部分進行縮放。
• 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，肌肉屬性的實時圖就會更新。這允許用戶立即觀察移動附著點、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，如脛骨扭轉或股骨前傾。
• 視頻導入/導出–運動數(shù)據(jù)視頻可以在運動動畫期間導入并在虛擬屏幕上播放。這使得模型動畫和實時視頻的比較變得容易。視頻也可以從模型窗口導出到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，以增強真實感。
• 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動數(shù)據(jù)，并執(zhí)行添加骨骼或運行腳本等功能。
• 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)建和測量運動的動態(tài)模擬。OpenSim通過提供額外的動力學特性，包括殘余減少和計算肌肉控制，擴展了該系統(tǒng)的功能。OpenSim可以導入和導出該系統(tǒng)模型，允許用戶利用這兩個應用程序的功能。