Effects of bicycle geometry and riding position on the potential of residual limb muscles to pedaling with a transfemoral prosthesis: a computer simulation study
Effects of bicycle geometry and riding position on the potential of residual limb muscles to pedaling with a transfemoral prosthesis: a computer simulation study
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自行车几何形状和骑行位置对经股假肢残肢肌肉踩踏潜力的影响：计算机模拟研究
DOI：
10.1101/615245
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Takashi Nakamura
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yusuke Okita;Takashi Nakamura
我们进行了肌肉骨骼模拟，以提供骑行位置和自行车几何形状对经股骨假体踏板的影响的信息。通过改变六个变量(座椅高度、座管角度、曲柄长度、骨盆倾斜度、前后坐位位置和大腿相对于腿部的长度)中的一个变量，从基线单腿自行车模型生成64个模型及其在一个踏板周期中的对应运动学。在每个模型中，进行诱导加速度分析以计算曲柄旋转时剩余髋部肌肉的位势。模拟结果量化了每个变量对骑行周期中髋关节和膝关节运动学和肌肉潜能的影响；考虑到可访问性和对关节运动学和肌肉潜能的简单影响，座椅高度、曲柄长度和骨盆倾斜是自行车装配的主要候选对象。座管角度(类似于骨盆倾斜)和前后座椅位置(类似于座椅高度和座管角度)的影响似乎与其他变量相似，因此可以保留下来，以便在大体试穿自行车后进行微调。虽然没有考虑调整，但考虑大腿长度的影响可能会有所帮助，因为它会影响臀部运动学和肌肉潜力。
We performed musculoskeletal simulations to provide information on the effects of riding position and bicycle geometry on pedaling with a transfemoral prosthesis. Sixty-four models and their corresponding kinematics in one pedaling cycle were generated from the baseline one-leg cycling model by varying one of the six variables (seat height, seat-tube angle, crank length, pelvic tilt, anteroposterior seating position, and thigh length relative to the leg). Induced acceleration analysis was performed to compute the potentials of the residual hip muscles for crank rotation in each model. The simulation results quantified the effects of each variable on the hip and knee kinematics and muscle potential during a pedaling cycle; seat height, crank length, and pelvic tilt were the primary candidates for bicycle fitting considering their accessibility and simple effects on the joint kinematics and muscle potential. The seat-tube angle (similar to pelvic tilt) and the anteroposterior seating position (similar to seat height and seat-tube angle) seemed to have an effect similar to the other variables and thus can be reserved for fine-tuning after gross fitting of the bicycle. Although not considered for adjustment, considering the effects of the thigh length could help as it affects hip kinematics and muscle potentials.
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