基于视频运动捕捉的下肢骨肌多体动力学仿真

目的最近发展的视频运动捕捉技术已经应用于人体关节的运动学研究,但是该技术是否可以代替有标记点的运动捕捉技术进行人体下肢骨肌多体动力学模拟尚未可知。本研究通过与标记点运动采集数据对比评估视频运动捕捉技术对人体下肢关节运动学和力学的影响。方法本研究采用视频运动捕捉技术和有标记点运动捕捉技术同时采集了5名志愿者的运动数据,基于Any Body建立了结合足地接触模型的下肢骨肌多体动力学仿真方法,对比研究了两种运动捕捉数据驱动下肢骨肌模型预测的髋、膝、踝关节力和关节运动、地面反作用力。结果两种数据条件下模型预测的髋、膝、踝关节屈曲伸展角度很强的相关性,同时髋关节接触力、膝关节接触总力、膝关节内侧接触力和踝关节接触力学也有很强的相关性。两种数据条件下足地接触模型预测的前后方向地面反作用力和竖直方向地面反作用力均一致。结论视频运动捕捉技术有望替代有标记点运动捕捉技术应用于人体下肢关节的运动学和动力学研究,基于视频运动捕捉数据驱动的骨肌模型结合足地接触模型可以同时预测下肢关节运动学和动力学。