بیومکانیک
علیرضا رضائی زنگنه؛ رامیلا عابدی آذر؛ حمیدرضا ناصرپور؛ سید حامد حسینی نسب
دوره 16، شماره 4 ، اسفند 1401، ، صفحه 51-60
چکیده
نیروی تماسی مفصل زانو نقش مهمی در بروز و پیشرفت بیماری استئوآرتریت زانو دارد که از آن به عنوان معیاری برای رصد فرآیند توانبخشی پس از جراحی آرتروپلاستی زانو و طراحی پروتز استفاده می شود. در حال حاضر، سنجش نیروی تماسی زانو مبتنی بر داده‌های استخراج شده از آزمایشگاه‌های تجزیه و تحلیل حرکت است. ترکیبی از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فناوری ...
بیشتر
نیروی تماسی مفصل زانو نقش مهمی در بروز و پیشرفت بیماری استئوآرتریت زانو دارد که از آن به عنوان معیاری برای رصد فرآیند توانبخشی پس از جراحی آرتروپلاستی زانو و طراحی پروتز استفاده می شود. در حال حاضر، سنجش نیروی تماسی زانو مبتنی بر داده‌های استخراج شده از آزمایشگاه‌های تجزیه و تحلیل حرکت است. ترکیبی از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فناوری حسگرهای پوشیدنی می‌تواند بر محدودیت‌های تحمیل‌شده در اندازه‌گیری نیروی تماسی مفصل توسط تجزیه و تحلیل‌های آزمایشگاهی غلبه کند. بنابراین، مطالعۀ حاضر با هدف بررسی پتانسیل یک شبکۀ عصبی تماماً متصل در برآورد پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو از طریق داده‌های مستخرج از سه واحد اندازه‌گیری اینرسی متصل به سگمنت‌‌های لگن، ران و ساق صورت گرفت. نیروهای عکس‌العمل زمین و داده‌های سه‌بعدی مارکرهای متصل به 10 داوطلب مرد سالم حین راه رفتن به ترتیب با نرخ نمونه‌برداری 1000و 200 هرتز ثبت شدند. با استفاده از یک مدل عمومی از نرم افزار اپن سیم و از طریق روش بهینه‌سازی استاتیکی، نیروی تماسی مفصل زانو برآورد شد و به عنوان سیگنال هدف شبکه عصبی در نظر گرفته شد. همچنین، داده‌های سه بعدی شتاب خطی و سرعت زاویه‌ای محاسبه شده توسط سه حسگر اینرسیایی به عنوان ویژگی‌های ورودی شبکۀ عصبی در نظر گرفته شدند و عملکرد شبکه در دو سطح درون و میان آزمودنی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی مورد استفاده در پژوهش حاضر پیش‌بینی پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو را به ترتیب با دقت %89 و %79 در سطوح درون و میان آزمودنی امکان‌پذیر می‌سازد. نتایج این پژوهش نوید دهندۀ امکان به کارگیری حسگرهای اینرسیایی در پیش‌بینی پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو در حین زندگی روزمره و فعالیت‌های ورزشی بی‌نیاز از تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی و دانش تخصصی است.
