人因学杂志
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抽象的

站立姿势髋关节屈曲挛缩与髋关节接触力关系的计算机模拟研究

稻内琢马、枝间睦明、高林智也、久保正芳

关节软骨的机械应力和长时间站立姿势是髋骨关节炎进展的危险因素。本研究旨在利用计算机模拟研究站立姿势时髋关节屈曲挛缩与髋关节接触力之间的关系。创建了由七个部分（头部、手臂和躯干 (HAT) 以及大腿、小腿和两只脚）组成的肌肉骨骼模型。生成了各种站立姿势（708种变化），并设置了五种髋部屈曲挛缩条件：零挛缩和0°、10°、20°和30°屈曲。获得满足髋关节屈曲挛缩条件且肌肉激活总和最小的站立姿势作为最佳站立姿势，并计算最佳站立姿势下的髋关节接触力。通过改变四个参数（目标函数、生理横截面积、力-长度关系和肌肉力臂长度）进行敏感性分析。站立时髋关节接触力和伸髋肌力（即臀大肌、半腱肌、半膜肌和股二头肌长头）随着髋关节屈曲挛缩的发展而增加。30°髋关节屈曲挛缩站立姿势时的髋关节接触力几乎是无挛缩状态的两倍（分别为8.7和3.7 N/kg）。敏感性分析表明，四个参数的变化并不影响我们的主要发现。这项研究的主要发现是站立时髋关节接触力随着髋关节屈曲挛缩的发展而增加。