神經(jīng)力學(xué)實驗裝置系統(tǒng)（神經(jīng)力學(xué)科研裝置）

——人體運(yùn)動的多尺度神經(jīng)力學(xué)模型系統(tǒng)

系統(tǒng)功能概述：

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)生器和中樞神經(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 (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，因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科疾病的病因,、診斷和治療開辟新的途徑,。

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• ●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),，全面、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)檢測分析

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• ●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

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• ●骨骼,、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)綜合作用運(yùn)動,、動作的實時捕捉、檢查分析

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• ●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

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• ●結(jié)合肌肉,、感覺器官,、大腦中的模式發(fā)生器和中樞神經(jīng)系統(tǒng)本身解釋運(yùn)動的領(lǐng)域

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• ●研究運(yùn)動神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制

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• ●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

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• ●其他神經(jīng)與人體所有運(yùn)動、動作關(guān)聯(lián)問題

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• ●確保組件間協(xié)同工作,，為您*的研究需求提供全面,、系統(tǒng)化、高質(zhì)量捕捉與數(shù)據(jù)分析

建模變得容易
直接從從標(biāo)記,、I M U,、電磁跟蹤器和 C 3 D 文件收集的運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)中生成肌肉模型。
用戶自定義 & 導(dǎo)入模型
導(dǎo)入 O p e n S i m 模型,，定義您自己的模型或修改現(xiàn)有模型,。 使用主題設(shè)置中的數(shù)據(jù)使您的模型特定于主題
數(shù)據(jù)分析和可視化
對肌肉應(yīng)用顏色和不透明度以可視化募集水平。繪制單個肌肉力量以了解單個肌肉的相對貢獻(xiàn)和排序,。 比較肌肉力矩和外部關(guān)節(jié)力矩,。 通過比較內(nèi)部肌肉力矩與總關(guān)節(jié)力矩的總和來分析優(yōu)化的質(zhì)量。
靈活堅固
使用您現(xiàn)有的收集方法,。 該系統(tǒng)自動將在該系統(tǒng)中收集的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)鏈接到肌肉模型靜態(tài)優(yōu)化程序,。 優(yōu)化力或激活。

允許用戶對三維肌肉骨骼圖形進(jìn)行建模,、動畫制作和測量以及神經(jīng)控制協(xié)調(diào),。肌肉骨骼模型包括骨骼、肌肉,、關(guān)節(jié),、韌帶和其他可由用戶通過圖形界面操縱的物理結(jié)構(gòu)的表示,。這些模型可以用來模擬任何數(shù)量的運(yùn)動,，如步行、騎自行車,、跑步、跳躍,、舉重和投擲,。

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• 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,。

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• 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),。

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• 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,。

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• 模型縮放–縮放實用程序會根據(jù)靜態(tài)運(yùn)動捕捉試驗的測量結(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,。

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• 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,。

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• 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。

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• 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。

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• 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。

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• 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)真實感,。

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• 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,。

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• 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,。

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• 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

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• 建議進(jìn)行肌肉強(qiáng)化練習(xí)，以防止受傷并加速康復(fù)

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• 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

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• 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

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• 在我們的運(yùn)動分析實驗室,，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,、肥胖兒童和健康成人

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• 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

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