مدلسازی حرکت انسان
مهدی یوسفی آذر خانیان؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی؛ مصطفی رستمی
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 55-68
چکیده
در سالهای اخیر، تحلیل سیستم پایداری وضعی انسان، اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناخت این سیستم به دلیل فرایند پیچیدهی خودسازماندهی آن که متناسب با هر الگوی حرکتی فعال میشود، ضروری است. استخراج شاخصهایی موثر از این سیستم می تواند در تشخیص ناهنجاریهای وضعی به پزشکان کمک کرده و در فرایند توانبخشی بیماران موثر باشد. سیگنال مرکز ...
بیشتر
در سالهای اخیر، تحلیل سیستم پایداری وضعی انسان، اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناخت این سیستم به دلیل فرایند پیچیدهی خودسازماندهی آن که متناسب با هر الگوی حرکتی فعال میشود، ضروری است. استخراج شاخصهایی موثر از این سیستم می تواند در تشخیص ناهنجاریهای وضعی به پزشکان کمک کرده و در فرایند توانبخشی بیماران موثر باشد. سیگنال مرکز فشار، به عنوان یک متغیر تجمعی، حاوی اطلاعاتی از سیستم تعادلی انسان است. نحوهی شکلگیری ترژکتوری این سیگنال در بازههای زمانی مختلف، بیانگر فعال شدن فرایندهای کنترلی متنوع است که با ظهور بستر جاذبهای متفاوت در فضای فاز آن بروز مییابد. الگوی هماهنگی دینامیک پایداری سیستم، تعیین کنندهی چگونگی سوییچ بین این جاذبها میباشد. در بخش اول این مقاله، به منظور کمیسازی اطلاعات محلی سیگنال مرکز فشار، دو شاخص "بعد همبستگی محلی" و "دینامیک هماهنگی فاز" تعریف میشوند. سپس در یک آزمایش طراحی شده، الگوی تغییر رفتار محلی این سیگنال بر مبنای شاخصهای پیشنهادی محاسبه میشود. در ادامه، با طراحی مدلی که توانایی تولید دینامیکهای غنی با جاذبهای چندگانه را دارد، سعی میشود که تغییر رفتارها در دادگان دنبال شود. این مدل پیشنهادی بر مبنای نگاشت بوده و پارامترهای آن به کمک شاخص هماهنگی دینامیک فاز، به گونهای هدایت میشوند که الگوی تغییر جاذبها در این مدل با الگوی تغییر بعد همبستگی محلی سیستم هماهنگ شود. دنبال نمودن الگوهای رفتاری سیستم پایداری وضعی از نتایج برجستهی این پژوهش است. مدل پیشنهادی نه تنها قابلیت دنبال کردن رفتار متنوع محلی سیستم را دارد، بلکه دینامیک سراسری آن را نیز دنبال میکند. طبق نتایج به دست آمده، تشابه روند کاهشی-افزایشی مقدار بعد همبستگی خروجی مدل و دادگان در تکرارهای آزمایش، یک بازنمایی از الگوی تغییرات درجههای آزادی دینامیک این سیستم است. این مدل پیشنهادی، نخستین مدل رفتاری برای سیستم پایداری وضعی به شمار آمده که میتوان از روشهای پیشنهادی در آن برای کمیسازی روند تغییر اطلاعات در سایر سیستمهای زیستی نیز بهره گرفت.
مدلسازی حرکت انسان
حسین احسانی؛ مصطفی رستمی؛ محمد پرنیان پور
دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 191-203
چکیده
در مطالعهی حاضر، روشی نوین برای بهدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی بدن انسان ارائه شدهاست. در این روش، رویکردی نوین برای وارد کردن ویژگیهای سینماتیکی مفاصل زیستی و همچنین اثر زنجیرههای پیچیدهی سینماتیکی سیستم اسکلتی در معادلات حرکت ارائه شدهاست. روش پیشنهادی در این مقاله با استفاده از حساب دیفرانسیل توابع ...
بیشتر
در مطالعهی حاضر، روشی نوین برای بهدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی بدن انسان ارائه شدهاست. در این روش، رویکردی نوین برای وارد کردن ویژگیهای سینماتیکی مفاصل زیستی و همچنین اثر زنجیرههای پیچیدهی سینماتیکی سیستم اسکلتی در معادلات حرکت ارائه شدهاست. روش پیشنهادی در این مقاله با استفاده از حساب دیفرانسیل توابع ماتریسی، معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی را بهصورت معادلات دیفرانسیل معمولی تحصیل میکند. علاوه بر این، ازآنجا که معادلات حاصل بهصورت بازگشتی ارائهشدهاند، این روش برای بهدست آوردن معادلات دیفرانسیل حرکت سیستم اسکلتی بدن انسان، رویکردی کارا از نظر محاسباتی پیشنهاد میکند. بهمنظور بررسی صحت روابط پیشنهادشده در این مقاله، مکانیزمی استاندارد شامل سه حلقهی سینماتیکی بسته موردتوجه قرار گرفت. نتایج حاصل از حل دینامیک مستقیم این مکانیزم با استفاده از روش پیشنهادی، با نتایج ارائهشده در سایر مراجع معتبر مقایسه شدند و روش پیشنهادی صحتسنجی شد. بهعلاوه، بهمنظور بررسی کاربرد روش پیشنهادی در شبیهسازی سیستم اسکلتی بدن انسان، مدلسازی دینامیکی کمربند شانهای در حضور ریتم شانه در دستور کار قرار گرفت. برای توصیف ریاضی ریتم شانه از دو مدل ریاضی استفاده شد: مدل اصلی و مدل سادهشده. تفاوت میان نتایج شبیهسازی این دو مدل بر ضرورت استفاده از دادههای آزمایشگاهی اصلی برای مدلسازی ریتم شانه تأکید میکرد. ازآنجا که علت علاقهمندی محققان به استفاده از دادههای سادهشدهی ریتم شانه ناشی از محدودیت در فرمولهای موجود برای مدلسازی سیستم اسکلتی میشود، با استفاده از روش پیشنهادی در این مقاله این مشکل مرتفع میگردد.
آنالیز حرکت انسان
افسانه یاوری؛ مصطفی رستمی؛ علی استکی؛ علی تنباکوساز؛ مهدی یوسفی آذر
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 75-84
چکیده
در سالهای اخیر، مطالعات بیومکانیک بسیاری در مورد پایداری بدن با بکارگیری دادههای سینماتیک انجام شده است. بیشتر تحقیقات، بر افراد بیمار با ناتواناییهای تعادلی متمرکز شده؛ تحقیقات بسیار اندکی برای دستیابی به قابلیتهای ورزشکاران به منظور بهبود اجرای حرکات سخت و پیچیده تعادلی انجام شده است. استفاده از روشهای ورزشکاران حرفهای ...
بیشتر
در سالهای اخیر، مطالعات بیومکانیک بسیاری در مورد پایداری بدن با بکارگیری دادههای سینماتیک انجام شده است. بیشتر تحقیقات، بر افراد بیمار با ناتواناییهای تعادلی متمرکز شده؛ تحقیقات بسیار اندکی برای دستیابی به قابلیتهای ورزشکاران به منظور بهبود اجرای حرکات سخت و پیچیده تعادلی انجام شده است. استفاده از روشهای ورزشکاران حرفهای در تعادل، میتواند اطلاعاتی باارزش را حول فنون تعادل و پارامترهای مؤثر در ایجاد تعادل به مربیان ارائه کند. در این مطالعه پایداری دینامیک محلی سیستمهای اسکلتی- عضلانی، هنگام اجرای حرکات تعادلی ارزیابی شده است. شرکت 8 ورزشکار غیرحرفهای و 6 ورزشکار حرفهای تالو در ورزش ووشو، الگوی مسیر حرکت مرکز جرم و تغییرات مرکز فشار حین اجرای حرکت تعادلی برای ارزیابی کمی نوسانهای وضعیتی بدن مطالعه شد. حرکت ورزشکاران بر روی صفحه نیرو انجام شد و با استفاده از 6 دوربین تحلیل حرکت، پارامترهای سینماتیک حرکت، در فضای سه بعدی اندازهگیری و ثبت شدند. با استفاده از تئوری پایداری لیاپانف، پایداری حرکت و سطح آمادگی ورزشکاران بررسی، و الگوی صحیح اجرای حرکات تعادلی YSPHتعیین شد. نتایج این پژوهش نشان داد نوسانات شدید مرکز جرم و مرکز فشار بدلیل عدم اتخاذ الگوی حرکتی مناسب و سطح آمادگی، و نیز ترکیب بدنی ورزشکاران در اجرای حرکات تعادلی است(p<0.05).
مهندسی توانبخشی
نیما جمشیدی؛ مصطفی رستمی؛ سیامک نجاریان؛ محمدباقر منهاج؛ محمد سعادت نیا؛ فیروز سلامی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 57-64
چکیده
در این مطالعه متغیرهای سینتیکی حاصل از نیروهای عکس العمل زمین برای محدود کردن تشخیص های افتراقی در بیماران نوروپاتی و اندازه گیری شدت ناتوانایی در طی گام برداشتن ارزیابی شده است. 25 بیمار نوروپاتی با راه رفتن اسبی و 20 فرد سالم در این مطالعه شرکت کردند که از نظر متغیرهای قد، وزن، سن بین دو گروه تفاوت معناداری وجودنداشت ( .(P<0.05هر شرکت ...
بیشتر
در این مطالعه متغیرهای سینتیکی حاصل از نیروهای عکس العمل زمین برای محدود کردن تشخیص های افتراقی در بیماران نوروپاتی و اندازه گیری شدت ناتوانایی در طی گام برداشتن ارزیابی شده است. 25 بیمار نوروپاتی با راه رفتن اسبی و 20 فرد سالم در این مطالعه شرکت کردند که از نظر متغیرهای قد، وزن، سن بین دو گروه تفاوت معناداری وجودنداشت ( .(P<0.05هر شرکت کننده به طور میانگین 2±10 بار برای محاسبه متغیرهای سینتیکی نیروهای عکس العمل زمین مورد آزمایش قرارگرفت. سپس پارامترهای زمانی و نیرویی مولفه های نیروی عمودی عکس العمل زمین که بیانگر فازهای مختلف راه رفتن هستند، متغیرهای زمانی و نیروی قدامی– خلفی نیروی عکس العمل زمین، بیشترین نیروی رانش پا به جلو، بیشترین نیروی توقف در خلال مرحله بارگذاری و حداکثر نیروی خلفی شتاب گیرنده در انتهای فاز ترمینال استنس، ضربه حاصل از برخورد پای بیمار با زمین، نرخ بارگذاری و باربرداری نیروهای عمودی طی فاز تماس پا با زمین و جابجایی مرکز فشار در کف پا وضریب اصطکاک بین پا و زمین محاسبه شدند. نتیجه این تحقیق نشان داد که همبستگی میان اولین و دومین قله مولفه های قدامی-خلفی نیروهای عکس العمل زمین، الگوی جابجایی مرکز فشار در کف پا و متغیرهای زمانی نیروی عکس العمل می توانند شاخص های خوبی برای تشخیص افتراقی و اندازه گیری شدت ناتوانایی ها باشند. این مطالعه می تواند سبب گسترش کاربردهای بالینی صفحات سنجش نیروی عکس العمل زمین و معرفی معیارهای مناسبی برای محدود کردن تشخیص های افتراقی و اندازه گیری شدت ناتوانایی ها در نوروپاتی ها گردد. گسترش مطالعات با نمونه های بیشتری از افراد بیمار و سالم برای تایید یافته های این پژوهش ضروری به نظر می رسد.