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作者：田磊;陶庆;庞兹豪;陈清正;
单位：新疆大学机械工程学院;
摘要：目的：探求在使用上肢康复训练仪的状态下上肢肌肉的激活程度，以及在此过程中患有骨质疏松的肱骨的应力、应变情况。方法：根据受试人员的身高、体重建立上肢康复训练仪训练状态下的Anybody个性化人体模型，使用光学动作捕捉技术生成C3D文件来驱动手臂进行水平面的圆周运动，运用逆动力学分析求得肩带肌群、前臂肌群、上臂肌群中肌肉的激活度以及肘关节受力，将肘关节的受力作为有限元分析所施加的外力。以CT数据为基础，使用Minics21.0将CT数据转化为肱骨三维模型并将转换完毕的三维模型导入Geomagic Wrap进行有限元分析前的预处理，将处理好的肱骨模型导入Anasys 2021R进行网格划分和材料赋值，将肱骨远端固定在近端导入Anybody中求得的肘关节的受力，对模型进行有限元分析。结果与结论：在上肢康复训练仪使用过程中能够有效激活上肢的肌肉，并且所有肌肉的肌肉激活度均小于1，不易导致肌肉疲劳，尺侧腕伸肌、三角肌、冈下肌、肱三头肌内侧头在过程中起到了主要的作用，最大肌肉激活度分别为0.84、0.68、0.52、0.42，其余肌肉的肌肉激活度均小于0.4，肱骨的应力应变主要集中在肱骨骨干的中上区域，最大应力为218.33MPa，平均应力47MPa，最大应变为0.024938mm，不易导致骨质疏松的骨骼受伤。
关键词：医学三维重建;;人体建模;;动作捕捉;;有限元分析
基金资助：国家自然科学基金资助项目(51865056)
