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计算机模拟髋关节康复优化
  • 院系:生物医学工程系

计算机模拟髋关节康复优化

肌无力是慢性疾病和需要骨科治疗的急性损伤的常见后果。在某些情况下,肌腱炎发生在用来弥补其他肌肉无力的肌肉上。臀部也一样。特别是臀中肌无力和髂腰肌肌腱炎是髋关节损伤后的常见症状。臀中肌的作用是伸展臀部,类似于臀大肌,但更重要的是,它也是外展臀部的主要肌肉——换句话说,就是将你的腿从身体的一侧移开。在行走过程中,这块肌肉对于保持骨盆相对于腿部的适当倾斜非常重要。另一方面,髂腰肌的动作是弯曲臀部,比如在行进动作中。在髋关节损伤或修复后的康复中,站立时外展腿可以帮助加强臀中肌。挑战在于设计这种运动,使髋关节和髂腰肌不承受大的负荷。

我们进行了一项研究,以检查在运动过程中,脚跟靠墙滑动是否会减少髂腰肌的力量,而不会增加受伤或修复的髋关节的负荷。这个想法是,墙壁滑动将诱导病人收缩他们的臀部伸展肌肉(臀肌和腿筋)和放松他们的臀部屈肌(髂腰肌)。在这项研究中,我们使用了人体的肌肉骨骼计算机模型。计算机模型是一种很好的工具,可以用来问“如果”类型的问题,以及在更昂贵的实验设计之前调查想法。计算机模型包含了横跨髋关节的所有主要和次要肌肉。在分析中,肌肉和关节载荷计算了两种情况:(1)单独的腿外展和(2)腿外展时脚跟与墙壁轻微接触。

计算机模拟的结果显示,脚跟靠墙滑动有预期的效果,髂腰肌的力量下降到安静站立时的水平。实际上,壁的滑动产生了更高的臀中肌力,这可能有助于锻炼的强化效果。这些益处是在不增加髋关节负荷的情况下实现的。外展时,有和没有墙滑移的关节总载荷大致相同,仅略高于安静站立。

综上所述,当使用小腿外展来加强臀中肌和恢复髋关节时,侧壁滑动似乎是一个好主意。在保持关节负荷与正常外展和安静站立相同的情况下,侧壁滑动可减轻易患髂腰肌的受力。

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