مروری بر پرکاربردترین مدل‌های اسکلتی-عضلانی اندام تحتانی جهت شبیه‌سازی حرکت اسکات در opensim

اکثر مدل های اسکلتی-عضلانی موجود بر پایه ی حرکاتی با محدوده ی حرکتی کم مانند راه رفتن و دویدن ایجاد شده اند. حصول اطمینان درباره ی نتایج شبیه سازی حرکت اسکات که با دولا شدن شدید مفاصل لگن و زانو همراه است، یکی از چالش برانگیزترین مسائل در حوزه ی بیومکانیک حرکتی است. انتخاب مدل اسکلتی-عضلانی مناسب به عنوان اولین قدم در شبیه سازی همواره یکی از سوالات اصلی پژوهشگران بوده است. در مطالعه ی حاضر با بررسی مهم ترین تحقیقات انجام شده در بستر opensim، مدل های بکارگرفته شده جهت شبیه سازی حرکت اسکات مورد بررسی قرار گرفته اند. با جمع بندی مدل های موجود، راهنمای جامعی شامل اطلاعات این مدل ها جهت انتخاب مدل اسکلتی-عضلانی مناسب برای کاربران فراهم شده است. در ادامه جهت مقایسه ی بهتر این مدل ها، یک مرحله شبیه سازی با استفاده از مجموعه داده ی کمز توسط هریک از آن ها انجام شده است. خطای بالای نیروی تماسی مفصل زانو (خطای بهترین مدل bw% 72=rms) بر لزوم ارائه ی مدل های دقیق تر در این زمینه تاکید دارد. توسعه دهندگان مدل های اسکلتی-عضلانی می توانند از نتایج این تحقیق در جهت بررسی و اصلاح مدل های فعلی جهت شبیه سازی حرکات با درجات خم شدن شدید مفاصل اندام تحتانی بهره گیرند.

a review of the most widely used lower limb musculoskeletal models to simulate squat motion using opensim

most available musculoskeletal models are made based on activities with a limited range of motion (rom) like walking and running. making sure about the squat simulation results, which include severe hip and knee flexion angles, is one of the most challenging problems in movement biomechanics. choosing the appropriate musculoskeletal model as the first step of simulation has always been one of the main questions of researchers. this study has introduced the musculoskeletal models used in the most important previous studies conducted by domestic and foreign researchers using opensim. by summarizing the available models, a comprehensive guide has been provided which includes information about these models. f, a simulation step using the cams-knee datasets was performed and the results were compared. the high error of knee joint contact force (rms of the best model: 72% bw) emphasizes the necessity of providing more accurate models in this field. developers of musculoskeletal models can benefit from the results of this research to improve the current models for simulating activities with severe degrees of lower limb joint flexion.