关键词： 胫骨应力综合征   生物力学仿真   内侧胫骨应力综合征   anybody modeling system   Abaqus   有限元分析  

摘要： 背景:内侧胫骨应力综合征是困扰跑步者的一种常见的下肢慢性损伤,其损伤机制可能与“肌肉牵引”假说有关,然而这种假说还没有得到完全的证实。目的:使用肌骨仿真系统和有限元分析等方法,考察比目鱼肌、胫骨后肌、趾长屈肌在跑步过程中的收缩特征是否与跑步时胫骨内侧缘的应力水平存在相关性,从而影响内侧胫骨应力综合征的发生与发展。方法:将6名受试者不同速度跑步时的动作捕捉数据输入Anybody Modeling System骨肌仿真系统,对2.5,3.5,4.5 m/s三种跑步速度情况下的步态支撑期进行逆动力学仿真,将仿真得到的边界条件与有限元模型结合,考察胫骨内侧的应力分布情况。使用偏最小二乘回归方法分析自变量(肌力、弹性势能)与因变量(胫骨应力)之间的相关性。结果与结论:①胫骨应力水平在支撑期(1%-50%)存在速度间的统计学差异(P=0.044,F=3.834,η_(p)^(2)=0.040);②3种速度下,比目鱼肌的肌力与胫骨应力之间的平均相关性最高(r=12.999),其次胫骨后肌肌力与胫骨应力的平均相关性排名第二(r=-10.735),然后依次是趾长屈肌肌力(r=-9.751),胫骨后肌弹性势能(r=8.012),比目鱼肌弹性势能(r=9.076),趾长屈肌弹性势能(r=-4.782);③结果表明,跑步速度的增加,胫骨应力水平随之上升;比目鱼肌的收缩及吸收的弹性势能在跑步过程中的释放对于内侧胫骨应力综合征的发展将产生不可忽略的影响,而胫骨后肌和趾长屈肌的作用被高估了;综合来看,研究支持了“肌肉牵引”假说中比目鱼肌的收缩对内侧胫骨应力综合征发展发挥作用的推论。

关键词： 新能源汽车   虚拟现实   高职教育   人才培养  

摘要： 新能源汽车产业的蓬勃发展为虚拟现实技术应用带来了广阔前景，也对虚拟现实技术应用人才的需求日益增长。本文在分析新能源汽车产业发展现状、虚拟现实技术应用需求和人才需求预测的基础上，分析了当前高职院校虚拟现实技术应用专业人才培养存在的问题，如培养目标定位需准确、课程体系设置需合理、师资队伍建设需更新、校企合作需深入等。针对这些问题，提出了明确人才培养目标、优化课程体系设置、加强“双师型”师资队伍建设、深化校企合作等人才培养方案构建策略，以期为新能源汽车产业发展提供高素质虚拟现实技术技能人才支撑。

关键词： 3D打印   全膝关节置换   个性化截骨导板   假体预测   计算机仿真   下肢力线  

摘要： 背景:传统全膝关节置换手术在术前的准备有限,作者提出基于计算机仿真和3D打印技术的数字化精准全膝置换方法,旨在通过充分的术前设计来提升置换效果。目的:利用计算机仿真和个性化手术导板建立数字化精准全膝关节置换方法,比较新方法和传统方法的临床效果。方法:回顾性分析97例全膝关节置换患者的临床资料,根据手术方法将患者分为2组,对照组(n=48)采取传统方式进行全膝关节置换手术,使用传统胶片模板;观察组(n=49)采用数字化精准全膝置换方法进行手术,使用计算机辅助技术选定假体尺寸型号。比较两组患者的手术时间、术中出血量、术前及术后美国特种外科医院膝关节评分以及股骨力线和膝关节面线夹角和胫骨角、髋膝踝角与标准角度的差值。结果与结论:(1)两组患者术前性别、年龄、体质量指数、美国特种外科医院膝关节评分,以及胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均无显著性意义(P> 0.05);(2)与对照组比较,观察组手术时间缩短、出血量减少;两组术后3个月膝关节美国特种外科医院膝关节评分对比术前均显著升高(P> 0.05),且术后3个月观察组评分高于对照组(P> 0.05);(3)两组之间胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均有显著性意义,观察组优于对照组(P <0.05);(4)观察组股骨假体预测准确率为94%,对照组为58%;胫骨假体预测准确率为96%,对照组为62%;(5)提示数字化精准全膝关节置换相较传统全膝关节置换的手术时间更短、出血量更少、术后膝关节功能评分和力线恢复更好,具有良好的短期临床效果。

关键词： 虚拟现实   周围神经损伤   康复   内质网应激   肌肉萎缩   皮质可塑性   镜像疗法   肌腱振动   跑步机训练   机制  

摘要： 背景:虚拟现实技术是近年来较为热门的一项人机智能交互技术,已被广泛应用于休闲娱乐、职业培训及医疗康复等领域。目的:旨在探索虚拟现实技术与不同疗法联合在周围神经损伤患者功能恢复中的潜力,概述其作用机制,评估其应用效果和前景,探讨其优势和不足之处,为周围神经损伤后的康复实践提供新的思路和方法。方法:应用计算机检索中国知网、Pub Med数据库建库时间至2024年5月期间的相关文献,英文检索词为“peripheral nerves injury,virtual reality,endoplasmic reticulum stress,muscle atrophy,cerebral cortex,mirror therapy,tendon vibration,treadmill training”,中文检索词为“周围神经损伤,虚拟现实,内质网应激,肌肉萎缩,大脑皮质,镜像疗法,肌腱振动,跑步机训练”,最终纳入68篇文献进行分析。结果与结论:(1)虚拟现实技术作为一种新兴的辅助手段,通过模拟真实环境为患者提供沉浸式的多感官体验,不仅极大地丰富了康复训练的维度,还显著加速了周围神经损伤患者功能恢复进程;虚拟现实技术的作用机制是通过多感官刺激促进皮质可塑性,相邻的皮质区域入侵沉寂区,这些区域对其他输入作出反应或产生新的肌肉激活,从而促进功能恢复。(2)虚拟现实技术已与传统疗法广泛联合,展现出其独特优势。与镜像疗法联合时,虚拟现实的优势是打破了体位的限制,提前康复介入时间点;与肌腱振动联合,虚拟现实技术通过增强视觉和触觉的双重刺激增强运动错觉,显著提高患者的感知和运动能力,但也存在增加对肢体重量感知的问题;与跑步机训练联合,虚拟现实技术进一步发挥其优势,通过多感官刺激模拟现实环境进行平衡和步行功能,但晕动症等问题依旧存在。(3)因此,在实际应用中,由于虚拟现实与镜像疗法、肌腱振动联合都会增强患者运动错觉,更适用于康复早期,而虚拟现实与跑步机训练联合则适用于康复后期,帮助患者更好地回归日常生活。(4)尽管虚拟现实技术在周围神经损伤康复中已经显示出巨大的潜力,但仍存在一些问题和挑战,如晕动症、虚拟现实康复游戏的设计与应用,以及伦理方面的考量,未来的研究应着重解决这些问题,以推动虚拟现实技术在康复领域的进一步发展。

关键词： 脑卒中   虚拟现实   文献计量学  

摘要： 目的 探索虚拟现实技术在脑卒中患者康复领域应用的研究现状和前沿热点。方法 检索中国知网和Web of Science核心合集自建库至2024年8月关于虚拟现实技术在脑卒中患者康复领域应用的相关文献，采用Citespace 6.2.R7对作者、机构和关键词等绘制知识图谱。结果 共纳入文献485篇，其中中文201篇，英文284篇。中、英文发文量均呈上升趋势，发文量最多的中、英文文献作者分别是屈云和Rocco Salvatore Calabro。发文量最多的中、英文文献机构分别是中山大学附属第三医院和IRCCS Bonino Pulejo。关键词共现和聚类结果表明，虚拟现实技术应用于脑卒中康复中的中、英文关键词较为一致，主要有偏瘫、平衡功能、上肢功能、认知功能。中文突现强度比较高的关键词包括运动功能、认知功能、上肢功能等，英文突现强度比较高的关键词包括上肢、认知障碍、环境等。该领域的研究热点聚焦于虚拟现实技术对脑卒中患者的运动功能康复、认知功能康复、肢体功能康复以及虚拟现实技术结合常规治疗的研究。结论 虚拟现实技术作为一种仿真信息技术，已经广泛应用于脑卒中患者的运动功能康复、认知功能康复、肢体功能康复领域。采用虚拟现实技术结合常规康复治疗，可以提升患者功能水平及日常生活活动能力。未来虚拟现实技术可能会在与数字疗法、脑机接口等新技术方面进一步开展研究，以改善脑卒中患者的步态和上肢功能。

关键词： 蚁群算法   形态优化   虚拟现实技术   工业设计   感性工学   MATLAB   感性需求  

摘要： 为高效准确地进行产品形态优化设计，构建基于蚁群算法的产品形态优化设计模型，依次建立节点选择概率公式、贡献值更新方程、适应度函数，并利用MATLAB完成模型实现。以水陆两栖消防供排水机器人为实例进行产品形态优化设计，基于广泛收集的水陆两栖消防供排水机器人15个代表性图片样本与3个感性意象词汇样本，以感性工学理论为指导获得感性意象评价量表，分析代表性图片样本形态并解构；在MATLAB系统中完成数据导入与公式设定，根据系统运算输出获得的优化方案形态组合并三维呈现；利用虚拟现实(VR)仿真实验对输出的设计方案进行分析与评价，获得11组有效实验数据。结果表明：由本文构建模型输出的优化方案2在合理的、智能的、灵巧的感性意象评价均值（此数值为11组评价数据的平均值，故用“均值”表达更为准确)分别为4.82，4.91，4.91，显著大于优化前，更加符合用户的感性需求，验证了本文构建的模型用于指导产品形态优化设计的可行性与实用性。

关键词： 航天地面测控系统   维修性设计   虚拟现实   综合评价  

摘要： 针对航天地面测控系统难以在研制早期有效实施维修性设计与评价的问题，基于虚拟现实技术构建了维修性设计与评价系统，制定了维修性设计与评价工作流程，给出了维修性设计综合评价标准。在虚拟维修场景中，采用虚拟维修样机和虚拟维修资源，验证了整体流程，并沉浸式仿真验证了某车载测控系统组件维修的可达性、可视性和人体舒适度，实现了虚拟维修性设计的定量综合评价，结果表明本方法较传统方法费用降低68%，工期缩短61%，可为航天地面测控系统在研制早期，开展可视化、量化的维修性设计和评价提供参考。

关键词： 建筑设计优化   虚拟现实   空间认知   既有建筑改造  

摘要： 为探索存量背景下老旧建筑改造的建筑设计方法，以深圳市罗湖区梧桐山社区老旧建筑改造项目为例，结合心理物理学理论与虚拟现实技术，探究虚拟现实作为设计媒介的可能性。利用数字化模型及头戴式虚拟现实交互系统设计虚拟现实感知实验，收集场地内16个单体建筑改造方案的主观偏好评价，同时提取方案在形体构成、界面构成与景观构成等层面的10项设计影响要素。借助SPSS相关性分析设计要素与人群偏好的相关性，了解人群对老旧建筑改造要素的关注偏好。实验结果表明：景观配置、院落配置、界面明度、体块丰富度、D/H值、屋顶开阔度等建筑形态指标与人的空间认知偏好显著相关；基于实验结果对设计方案提出优化策略。在建筑外部形态设计优化中使用虚拟现实技术，有助于设计者理解使用人群的空间认知逻辑，本文提出多方协同的互动设计优化流程为相关的设计实践提供参考。