中国航天医学工程预先研究项目(2011SY5405002)
- 作品数：4 被引量：10H指数：2
- 相关作者：王春慧王政陈晓萍赵琦谈诚更多>>
- 相关机构：中国航天员科研训练中心北京理工大学更多>>
- 发文基金：中国航天医学工程预先研究项目国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：医药卫生更多>>
- 人服系统上肢交互生物力学仿真模型被引量：3
- 2015年
- 目的通过建立人-舱外服上肢交互生物力学仿真模型计算穿着舱外服后航天员上肢关节力矩和肌肉力,满足出舱活动风险评估的需求。方法分别建立舱外服手臂的刚体运动学模型和关节阻尼力矩迟滞模型以描述舱外服关节的运动和力学特性。通过对舱外航天服肘部和人体肘部位置进行约束实现人体和舱外服手臂之间的运动学耦合,利用虚拟反作用力元实现两者之间的动力学耦合,在反向运动生物力学架构下建立一体化仿真模型。利用该模型对宇航员穿着加压、未加压舱外服和不穿着舱外服3种工况下肘弯曲/伸展进行仿真案例分析。结果3种工况下肱二头肌的预测肌肉激活和积分肌电的相关性分别为0.86、0.71、0.65,肱三头肌对应的相关性分别为0.75、0.61、0.60,采用预测肌肉激活和积分肌电的一致性定性验证了模型的正确性,利用舱外服肘关节阻尼力矩与人体肘关节肌肉承受力矩之间的一致性验证了模型的合理性。结论该人服系统上肢交互生物力学仿真模型能有效计算航天员穿着舱外服后的上肢关节力矩和肌肉力,且仿真结果和实验表明,加压后舱外服关节阻尼力矩造成较大的人体关节力矩和肌肉负荷,为航天员出舱活动中的体力负荷和骨肌风险评估提供方法学支撑。
- 王晓东王春慧王政李昊李凡
- 关键词：宇航员出舱活动上肢生物力学
- 模拟不同重力环境下步态运动的足底受力分析被引量：6
- 2014年
- 目的探索不同重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特性。方法 7名健康成年男性受试者在垂直体位的减重跑台上分别在正常重力(1G),模拟火星重力(1/3 G)和模拟月球重力(1/6 G)环境下进行3、7和10 km/h的行走和跑步活动。使用F-scan鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的步态时相参数、力学参数及步态平衡性等指标进行分析。结果相同速度下,步态周期中的支撑相时间随重力下降有明显减少(P<0.01),摆动相时间则有显著增加(P<0.01)。随着速度增加,支撑相时间明显缩短(P<0.01),而摆动相基本不受影响(P>0.05)。最大足底受力、平均足底受力和受力积分随着重力下降有明显减少。正常重力环境下,步行速度增加可引起最大足底受力、平均受力明显增加以及受力积分显著减少(P<0.05);但在低重力环境下,足底受力变化并不显著(P>0.05)。左右垂直冲量比在不同重力环境之间差异显著(P<0.05),但时相对称性则并无明显差异。结论低重力环境下,足底受力和支撑相时间等维持骨骼和肌肉结构功能的指标均显著低于正常重力环境,提示在将来设计太空飞行中防护措施和锻炼处方时需要充分考虑这一因素,以维持航天员正常的骨骼和肌肉功能。
- 谈诚夏永明曹毅赵琦王慧娟李志利张剑锋王林杰陈晓萍万玉民王政严曲王春慧
- 关键词：步态
- 45天-6°头低位卧床对自由行走步态特性的影响被引量：1
- 2013年
- 目的探讨长期头低位卧床对人体自由行走时步态特性的影响。方法 8名健康成年男性志愿者进行-6°头低位45 d卧床实验。卧床前第6天(R-6),卧床后第1天(R+1)及第10天(R+10)进行自由无约束行走步态测试。使用高速摄像系统对行走过程中的步态时相参数进行分析,使用三维力台和应力板进行足底作用力的测试,同时对行走时的股直肌、腓肠肌内侧头、外侧头的肌电信号进行采集。结果头低位卧床45 d可导致步长和步速的显著降低,以及步态周期和接触时间的明显增加(P<0.05)。足底受力的结果表明,45 d的前后方向上的作用力明显减少(P<0.05),但垂直和左右方向上的作用力并未受到影响(P>0.05),足底冲量和加载速度均有显著的增加(P<0.05),除前后方向作用力外,其它指标在卧床后第10天仍未恢复正常。肌电结果显示45 d的头低位卧床后,中位功率频率有明显的降低(P<0.05),但在R+10恢复。结论 45 d头低位卧床可导致人体步态特性发生显著改变,R+10 d后亦不能完全恢复。
- 谈诚夏永明赵琦国耀宇曹毅陈文娟王靖宇何思杨王政严曲王春慧陈晓萍万玉民李莹辉白延强
- 关键词：模拟失重头低位卧床足底压力肌电
- 面向出舱活动的典型功能操作肌肉激活预测
- 2015年
- 面向出舱活动中航天员肌肉状态和体力负荷的风险评估,为了实现航天员肌肉激活的预测,开展了着常服和舱外服两种工况下不同操作位置的推、拉、提、压共8组典型功能操作实验,测试航天员最大施力能力的同时采集了肱二头肌长头、肱三头肌外侧头和三角肌前束的肌电信号。提出基于人-舱外服耦合运动生物力学模型预测着舱外服人体的肌肉激活,并预测了两种工况下8组典型功能操作的肌肉激活。通过预测结果和积分肌电值的相关性分析,验证了模型预测的有效性,为研究人-舱外服真实交互方式提供了新的方法学思路,对肌肉激活的预测为出舱活动任务规划提供了生理学依据。
- 王晓东王政李昊李凡刘志臻王春慧
- 关键词：出舱活动工效学
