摘要：骨肌系统疾病种类繁多,影像学检查是疾病诊断的首要手段。合理选择图像后处理方法,可为疾病的诊断、手术治疗以及预后等提供可靠的评估依据。人工智能技术作为计算机科学发展的新阶段,能够高效、精准地对影像学图像进行预处理和分析,辅助医师诊断和治疗工作,将为骨肌系统影像学领域的发展带来新的机遇。该文就人工智能在骨肌系统疾病的影像诊断方面的应用现状和挑战展开综述,以期为开展相关研究的学者提供一定的参考。

摘要：该文研发了基于互联网的人体骨肌系统解剖学数据库软件。介绍了软件的设计目标和思路,采用的技术方案、软件功能和服务对象。软件存储人体骨肌系统解剖学方面的基础数据,允许用户对库内的大量解剖学数据进行查询和统计,为医学及工业领域提供技术支持。

摘要：目的:利用中国数字人工程获得的冷冻人体切片数据,建立虚拟人技术仿真平台,为人体骨肌系统生物力学及相关应用研究提供基础计算平台服务。方法:首先通过课题组自行开发的医学图像处理软件CryoSegmentation,对中国数字人工程男一号的冷冻切片图像序列进行配准、特征点和轮廓线的提取等处理。然后利用逆向工程软件Imageware建立虚拟人体的面模型。其次基于Hamilton动力学理论,建立虚拟人体运动学与动力学方程;并结合人体运动捕捉系统,在Mircrosoft Visual Studio2005环境下,开发虚拟人运动学与动力学计算模块。最后,根据人体骨骼的材料属性和力学特性,建立了虚拟人全身骨骼系统的有限元模型。结果:通过对一名志愿者进行的步态实验,获得了该志愿者的计算机虚拟模型,捕捉到步态实验中人体各关节的运动学参数,通过动力学模块的计算,得到了步态中人体各关节的受力情况。通过对步态中股骨的有限元计算,得到了志愿者行走中股骨所受的应力云图。结论:基于数字人技术的人体骨肌系统生物力学计算平台能够对人体进行生物力学仿真和计算,从而得到人体运动过程中准确的力学参数,为临床骨科医学、人体工效学、体育与艺术运动、军事医学等相关学科的应用研究提供参考依据。

摘要：人因工程学（human factors engineering）是近年来发展迅速的一门新兴交叉学科,应用领域十分广阔.它将＂人、机器、环境＂三者作为一个整体系统进行研究,实现人、机器和环境之间的最佳匹配,使该系统具有更好的性能和更高的效率[1].目前,国际工效学学会对人因工程学（工效学）的定义是：研究人与系统其他要素之间如何交互作用的学科,是应用理论、原理、数据和方法设计使人和系统总的能力达到最优的学科.在不同时期,该学科有多种不同名称,如人的因素（human factors）、工效学（ergonomics）、人机工程（man-machine engineering）、工程心理学（engineering psychology）、认知心理学（cognitive psychology）和人-机-环境系统工程（man-machine-environment system engineering）等.虽然名称不同,但研究内容相近,只是各有侧重[2].目前,越来越多的学者倾向于使用＂人因工程＂这一学术名称,以突显人在系统中的主导和关键作用[3].

摘要：为设计一种结构合理、适宜患者使用的踝关节康复机构,针对踝关节运动特点,提出一种3-PRPS/RRR并联机器人。采用旋量理论描述机器人的数学模型,推导得出该机器人具有3转动自由度;使用闭环矢量法得到机器人的位置逆解方程,利用粒子群优化算法计算机器人的位置正解;设定一组机器人的设计参数,建立由初值不断迭代的数值算法得到机器人的工作空间;推导机器人的雅克比矩阵,计算机器人在其工作空间内的奇异位形;通过生物力学软件建立人体骨肌系统,仿真得到使用该机器人进行踝关节康复训练时踝关节处肌肉的激活程度;搭建试验样机进行试验,验证机器人位置正/逆解、工作空间和奇异位形。研究结果表明:CAD模型和理论计算结果一致,结合试验验证了机器人位置正/逆解的正确性;试验样机的工作空间能够满足踝关节康复训练所需的运动范围,且机器人在其工作空间内不存在奇异位形;使用该机器人进行康复训练时能够有效地激活肌肉,达到康复训练的目的。

摘要：该课题利用"中国可视化人"项目研究成果和志愿者的相关数据,建立了人体全身和部分细分部位的骨肌系统生物力学仿真模型。模型可以按真实对象进行改造,并可植入人工关节等植入物。在所建实验平台中,通过运动捕捉系统测得的或人为设计的运动数据,模型可以仿真人体各种行为运动,进行动力学分析,计算关节力、关节力矩和肌肉力。成果集成在所开发的软件CMVHuman1.0中,完成软件注册登记,并建立了产业化服务体系。成果已在临床医学和植入物设计中获得广泛应用,并扩大到体育科学、人体工程学、航空、航天和虚拟士兵等领域。

摘要：通过建立猎豹的骨骼肌肉系统的运动学模型,对猎豹奔跑过程中主要骨骼的运动过程进行标定,建立了单腿骨骼的机构模型;并测定各关节转角的变化规律,结合肌肉在前后肢骨肌系统内的附着位置,力臂变化特点,构建较为完善的骨肌坐标系统;最后,利用转角变化规律,驱动所构建骨肌坐标系统进行运动仿真实验,验证了所构建骨肌系统模型的正确性,同时得出猎豹高速奔跑时相关的运动特性,为生物力性能的研究奠定理论基础。

摘要：“中国力学虚拟人”是国家自然科学基金重点项目。它是一个人体骨肌系统参数化几何模型,通过输入人体参数,可以转换为具体研究对象的骨肌系统模型;通过运动捕捉系统,可以将测量得到的人体运动转换为骨肌系统模型的运动;通过运动、动力学分析和肌肉力计算,可以得到一个行为过程中的关节力和肌肉力;它同时是人体全身骨肌系统的有限元模型,可以做全身骨骼或局部骨骼的有限元分析。该项目将开发一个大型软件,支撑上述计算工作。它将在医学、医疗器械设计、人机工程学、体育与艺术科学、人身事故分析等广泛领域获得应用。骨肌系统建模的基本参数取自中国可视化人的研究成果。

摘要：综述了目前国际上有关虚拟人体在多个层面上的研究现状。首先以心脏虚拟模型为例,介绍了从细胞到器官功能系统的虚拟模型建立方法和研究现状,然后简要介绍了整个虚拟人体计划的研究进展和相关的标准、工具以及数据库的发展状况,讨论了虚拟人体在医疗诊断、医疗器械设计、虚拟手术及医学教育与训练等方面的应用,最后总结了目前虚拟人体研究领域所面临的挑战,并对其军事应用意义进行了探讨。