PL220303B1 - Stand for testing models of human hip joint - Google Patents
Stand for testing models of human hip jointInfo
- Publication number
- PL220303B1 PL220303B1 PL399098A PL39909812A PL220303B1 PL 220303 B1 PL220303 B1 PL 220303B1 PL 399098 A PL399098 A PL 399098A PL 39909812 A PL39909812 A PL 39909812A PL 220303 B1 PL220303 B1 PL 220303B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- joint
- attached
- hip joint
- femur
- model
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Stanowisko do badania modeli stawu biodrowego człowieka składa się ze sztywnego statywu (1) ze wspornikiem (10), do którego jest mocowany model biomechaniczny stawu biodrowego zawierający układ kości miednicznej (KM) wraz z kością krzyżową (KK) i kością udową (KU) oraz mechanizmu obrotu w stawie biodrowym (4) z czujnikami pomiarowymi połączonymi z komputerem z programem przetwarzającym wyniki pomiarów. Model układu kostnego, w obszarze kości krzyżowej (KK), jest mocowany do wspornika (10) za pośrednictwem podwójnego mechanizmu przegubowego (5) złożonego z dwóch przegubów nastawnych z elementami konstrukcyjnymi do nastawiania położeń kątowych kości miednicznej (KM), zaś wolny koniec kości udowej (KU) jest zamocowany do podstawy (2) za pośrednictwem mechanizmu nastawnego (7) ograniczającego jej przemieszczenia, przy czym model anatomiczny jest wyposażony w układ linek odwzorowujących aktony mięśniowe, korzystnie dwadzieścia siedem aktonów, połączonych z czujnikami linkowymi (9) do pomiaru zmian długości linek, zwłaszcza potencjometrycznymi, zamocowanymi do statywu (1). Linki są poprowadzone przez przelotki zamocowane w punktach przyczepów mięśniowych wyznaczonych na powierzchniach kości miednicznej (KM) oraz kości udowej (KU). Mechanizm obrotu w stawie biodrowym (4) jest złożony z połączonych przegubowo członów tworzących przegub trójosiowy o trzech osiach kolejno wzajemnie prostopadłych i przecinających się w jednym punkcie, przy czym kąt obrotu względnego członów tworzących przegub trójosiowy jest mierzony w każdej z trzech osi za pomocą oddzielnych miniaturowych czujników potencjometrycznych.The stand for testing models of the human hip joint consists of a rigid tripod (1) with a bracket (10) to which a biomechanical model of the hip joint containing the pelvic bone system (KM) with the sacrum (KK) and femur (KU) and rotation mechanism in the hip joint (4) with measurement sensors connected to a computer with a program processing the measurement results. The model of the skeletal system, in the area of the sacrum (KK), is attached to the bracket (10) via a double joint mechanism (5) consisting of two adjustable joints with structural elements for adjusting the angular positions of the pelvic bone (KM), and the free end of the femur (KU) is attached to the base (2) via an adjustable mechanism (7) limiting its movement, and the anatomical model is equipped with a system of cables mapping muscle actons, preferably twenty-seven actons, connected to cable sensors (9) to measure changes in length cables, especially potentiometric ones, attached to the tripod (1). The cables are routed through grommets attached to muscle attachment points marked on the surfaces of the pelvic bone (KM) and femur (KU). The rotation mechanism in the hip joint (4) is composed of jointed members forming a triaxial joint with three axes that are successively perpendicular to each other and intersect at one point, and the angle of relative rotation of the members forming the triaxial joint is measured in each of the three axes using separate miniature potentiometric sensors.
Description
Przedmiotem wynalazku jest stanowisko do badania modeli stawu biodrowego człowieka, zwłaszcza do prowadzenia badań w zakresie biomechaniki i inżynierii biomedycznej stawu biodrowego. Na stanowisku wyznaczane są parametry i charakterystyki kinematyczne modelu połączenia stawowego wraz z układem mięśni szkieletowych. Na potrzeby badań tworzony jest, metodą szybkiego prototypowania, model materialny układu kostnego stawu pacjenta na podstawie danych z tomografii komputerowej. Przetworzone dane pomiarowe uzyskane na stanowisku mogą być przydatne do przedoperacyjnej oceny stanu stawu biodrowego, jak również w planowaniu pooperacyjnych procedur rehabilitacji i projektowaniu endoprotez - zwłaszcza endoprotez indywidualnych dopasowanych dla konkretnego pacjenta.The subject of the invention is a stand for the study of models of the human hip joint, in particular for research in the field of biomechanics and biomedical engineering of the hip joint. The station determines the parameters and kinematic characteristics of the joint connection model with the skeletal muscle system. For the purposes of research, a material model of the skeletal system of the patient's joint is created using the method of rapid prototyping, based on data from computed tomography. Processed measurement data obtained on the stand can be useful for pre-operative assessment of the hip joint condition, as well as for planning postoperative rehabilitation procedures and designing endoprostheses - especially individual endoprostheses adjusted to a specific patient.
Wraz z rozwojem implantologii stawu biodrowego człowieka, zaczęły rozwijać się również odpowiednio ukierunkowane badania naukowe w zakresie biomechaniki i inżynierii biomedycznej. W tej kategorii mieszczą się badania na modelach stawu wraz z działającym w tym stawie układem mięśniowym. Wpływ oddziaływań układu mięśniowego na układ kostny stawu i samo połączenie stawowe w warunkach ruchu, a także w warunkach statycznych i quasi-statycznych jest potwierdzony w literaturze fachowej. Potrzebę badania oddziaływań aktonów mięśniowych na staw i komponenty kostne stawu wygenerował rozwój badań dotyczących analizy przyczyn obluzowywania endoprotez, jak również zjawisk przebudowy tkanek kostnych, w tym także na styku endoprotezy z tkanką kostną. Parametry i charakterystyki kinematyczne stanowią dane do wyznaczania sił wewnętrznych oddziałujących na staw.Along with the development of human hip implantology, well-focused research in the field of biomechanics and biomedical engineering began to develop. This category includes studies on models of the joint with the muscular system operating in this joint. The influence of the muscular system on the joint skeleton and the joint itself in motion, as well as in static and quasi-static conditions, is confirmed in the professional literature. The need to study the effects of muscle actons on the joint and bone components of the joint was generated by the development of research on the analysis of the causes of loosening of endoprostheses, as well as the phenomena of bone tissue remodeling, including the interface between the endoprosthesis and bone tissue. Kinematic parameters and characteristics are data for determining internal forces acting on a joint.
Rozwój technik komputerowych umożliwił prowadzenie badań symulacyjnych na modelach wirtualnych stawów naturalnych i z endoprotezą. Na modelach tego typu możliwe jest prowadzenie eksperymentów numerycznych poprzez zmiany warunków brzegowych; w tym konfiguracji geometrycznej oraz warunków obciążenia. Dostępne oprogramowanie stwarza ogromne możliwości, jednak wyniki doświadczeń w wielu dziedzinach wykazują, że wnioskowanie o badanym zjawisku na podstawie tylko modelu wirtualnego może być zawodne. Potrzebne są wiarygodne badania doświadczalne. Prowadzenie badań doświadczalnych w stawie w warunkach „in vivo” - pomiar i rejestracja zmian parametrów geometrycznych i kinematycznych w układzie kostno-mięśniowych w zakresach ruchu w stawie, podlega ograniczeniom ze względu na inwazyjność metod pomiarowych.The development of computer techniques made it possible to conduct simulation studies on virtual models of natural joints and with an endoprosthesis. On this type of models it is possible to conduct numerical experiments by changing the boundary conditions; including geometric configuration and loading conditions. The available software creates enormous opportunities, however, the results of experience in many fields show that inferring about the studied phenomenon based only on the virtual model may be unreliable. Reliable experimental research is needed. Conducting experimental tests in the pond in "in vivo" conditions - measurement and registration of changes in geometric and kinematic parameters in the bone-muscular system in the range of motion in the joint, is subject to limitations due to the invasiveness of measurement methods.
W badaniach stawu z endoprotezą w warunkach „in vivo”, stosowane były zmodyfikowane, komercyjne endoprotezy wyposażone w czujniki pomiarowe. Urządzenia takie umożliwiają rejestrację w systemie telemetrycznym chwilowych wartości sił kontaktu w stawie. Metody tego typu mogą być stosowane w pracach badawczych dla ograniczonej liczby pacjentów. Ponadto wyniki pomiarów nie odzwierciedlają układu sił od poszczególnych aktonów mięśniowych oddziałujących na staw.In the "in vivo" tests of the joint with the endoprosthesis, modified, commercial endoprostheses equipped with measuring sensors were used. Such devices enable the registration of instantaneous values of contact forces in the pond in the telemetry system. Such methods can be used in research work for a limited number of patients. Moreover, the measurement results do not reflect the system of forces of individual muscle actons acting on the joint.
Podobnie ograniczony zakres możliwości dotyczy konstrukcji symulatorów i urządzeń do badania endoprotez stawu biodrowego opartych na mechanizmach zadawania nacisków na endoprotezę oraz pomiarze momentu skręcającego i sił poosiowych obciążających przegub i mierzonych za pomocą czujników tensometrycznych. Przykładem takiego urządzenia jest rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym PL 193952.A similarly limited range of possibilities applies to the construction of simulators and devices for testing hip joint endoprostheses based on the mechanisms of applying pressure to the endoprosthesis and measuring the torsional moment and axial forces loading the joint and measured with strain gauges. An example of such a device is the solution presented in the patent description PL 193952.
Urządzenia do badań doświadczalnych na modelach stawów przystosowane są najczęściej do badania modeli uproszczonych lub tylko samych endoprotez, przez co ich przydatność do weryfikacji wyników badań modeli wirtualnych jest ograniczona.Devices for experimental tests on joint models are most often adapted to the testing of simplified models or only endoprostheses themselves, which makes their usefulness for the verification of the results of virtual models' tests limited.
Stanowisko do badania modeli stawu biodrowego człowieka, złożone ze sztywnego statywu ze wspornikiem, do którego jest mocowany model biomechaniczny stawu biodrowego zawierający układ kości miednicznej wraz z kością krzyżową i kością udową, oraz mechanizmu obrotu w stawie biodrowym z czujnikami pomiarowymi połączonymi z komputerem z programem przetwarzającym wyniki pomiarów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że model układu kostnego, w obszarze kości krzyżowej, jest mocowany do wspornika za pośrednictwem podwójnego mechanizmu przegubowego złożonego z dwóch przegubów nastawnych z elementami konstrukcyjnymi do nastawiania położeń kątowych kości miednicznej, zaś wolny koniec kości udowej jest zamocowany do podstawy za pośrednictwem mechanizmu nastawnego ograniczającego jej przemieszczenia, przy czym model anatomiczny jest wyposażony w układ linek odwzorowujących aktony mięśniowe, korzystnie dwadzieścia siedem aktonów, połączonych z czujnikami linkowymi do pomiaru zmian długości linek, zwłaszcza potencjometrycznymi, zamocowanymi do statywu. Linki są poprowadzone przez przelotki zamocowane w punktach przyczepów mięśniowych wyznaczonych na powierzchniach kości miednicznej orazStand for testing human hip joint models, consisting of a rigid tripod with a bracket to which a biomechanical model of the hip joint is attached, containing the pelvic bone system with the sacrum and femur, and the rotation mechanism in the hip joint with measuring sensors connected to a computer with a processing program the measurement results according to the invention are characterized in that the model of the skeletal system, in the sacrum area, is attached to the support by means of a double joint mechanism composed of two adjustable joints with structural elements for adjusting the angular positions of the pelvic bone, and the free end of the femur is fixed to the base by means of an adjustable mechanism limiting its displacements, the anatomical model is equipped with a system of lines imitating muscle actons, preferably twenty-seven actons, connected with line sensors for measuring changes in line length k, especially potentiometers, attached to a tripod. The cables are routed through guides attached to the points of muscle attachment marked on the surfaces of the pelvic bone and
PL 220 303 B1 kości udowej. Mechanizm obrotu w stawie biodrowym jest złożony z połączonych przegubowo członów tworzących przegub trójosiowy o trzech osiach kolejno wzajemnie prostopadłych i przecinających się w jednym punkcie, przy czym kąt obrotu względnego członów tworzących przegub trójosiowy jest mierzony w każdej z trzech osi za pomocą oddzielnych miniaturowych czujników potencjometrycznych.PL 220 303 B1 of the femur. The rotation mechanism in the hip joint is composed of articulated members forming a triaxial joint with three axes successively perpendicular and intersecting at one point, the angle of relative rotation of the members making up the triaxial joint being measured in each of the three axes by separate miniature potentiometric sensors.
Korzystnym jest, jeżeli podwójny mechanizm przegubowy jest złożony z pierwszego przegubu nastawnego do regulacji pochylenia miednicy w płaszczyźnie strzałkowej w zakresie kątów inklinacji, wyposażonego w podziałkę położeń kątowych, oraz drugiego przegubu nastawnego do regulacji pochylenia miednicy w płaszczyźnie czołowej z możliwością ustawiania asymetrii położenia stawów biodrowych względem płaszczyzny strzałkowej.Preferably, the double articulation mechanism is composed of a first adjustable joint for adjusting the inclination of the pelvis in the sagittal plane in the range of inclination angles, equipped with a scale of angular positions, and a second adjustable joint for adjusting the inclination of the pelvis in the frontal plane with the possibility of adjusting the asymmetry of the position of the hip joints in relation to sagittal plane.
Korzystnym jest także, jeżeli mechanizm obrotu w stawie biodrowym składa się z członu bazowego zamocowanego do kości miednicznej, połączonego obrotowo w osi pierwszej z członem pierwszym, wewnątrz którego jest osadzony obrotowo w osi drugiej człon drugi, który jest połączony obrotowo w osi trzeciej z członem trzecim mocowanym do kości udowej.It is also advantageous if the rotation mechanism in the hip joint consists of a base member attached to the pelvic bone, pivotally connected in the first axis to the first member, inside which a second member rotatably mounted on the second axis, which is pivotally connected in the third axis to the third member. attached to the femur.
Rozwiązanie według wynalazku służy do badania modeli stawu biodrowego pacjenta wykonanego metodami szybkiego prototypowania na podstawie wyników obrazowania medycznego - tomografii komputerowej CT - i opracowanego modelu wirtualnego. Stanowisko według wynalazku umożliwia prowadzenie badań doświadczalnych na wykonanym metodą szybkiego prototypowania modelu materialnym rzeczywistego stawu pacjenta, równolegle z badaniami na odpowiadającym mu modelu wirtualnym. Badania na modelach materialnych mogą być stosowane bez ograniczeń wspomnianych wcześniej w odniesieniu do badań doświadczalnych w warunkach „in vivo”. Może być stosowane do badania różnych modeli stawów biodrowych, w tym struktur zmienionych patologicznie oraz stawów z endoprotezą. Na stanowisku dokonuje się pomiaru i rejestracji sygnałów pomiarowych służących do wyznaczania charakterystyk geometrycznych i kinematycznych w modelu układu kostno-mięśniowego stawu. Wyznaczone charakterystyki mogą być wykorzystane wprost do oceny stawu pacjenta lub jako dane do symulacji komputerowej charakterystyk biomechanicznych aktonów mięśniowych, a następnie obciążeń wewnętrznych w stawie.The solution according to the invention is used to study models of the patient's hip joint made with the use of rapid prototyping methods based on the results of medical imaging - CT computed tomography - and the developed virtual model. The workstation according to the invention enables experimental tests to be carried out on a material model of a real patient's joint made by means of rapid prototyping, in parallel with tests on a corresponding virtual model. Material model studies can be applied without the limitations mentioned previously for experimental "in vivo" studies. It can be used to study various models of hip joints, including pathologically altered structures and joints with an endoprosthesis. The station measures and records measurement signals used to determine geometric and kinematic characteristics in the model of the bone and muscle system of the joint. The determined characteristics can be used directly to assess the patient's joint or as data for computer simulation of biomechanical characteristics of muscle actons, and then internal loads in the joint.
Konstrukcja stanowiska, poprzez zastosowanie specjalnych mechanizmów nastawiania, zapewnia możliwość odtworzenia różnych położeń kości miednicznej i kości udowej w zakresach anatomicznych i w patologii, w tym zmianę kąta inklinacji oraz ustawienie asymetrii stawów biodrowych względem płaszczyzny strzałkowej. Mechanizm obrotu w stawie biodrowym pozwala na odwzorowanie cech funkcjonalnych anatomicznego stawu biodrowego oraz pomiar i rejestrację trzech składowych przemieszczeń kątowych w trakcie realizacji zadanego ruchu w stawie. Na stanowisku możliwe jest odtworzenie indywidualnych cech geometrycznych przebiegu aktonów mięśniowych poprzez zastosowanie układu linek oraz poprowadzenie linek przez przelotki określające dokładne położenie punktów przyczepów mięśniowych. Układ linek modelujących aktony mięśniowe, połączonych z linkowymi czujnikami obrotowymi, wraz z układem pomiarowym pozwala na jednoczesny pomiar zmian odległości pomiędzy przyczepami aktonów mięśniowych wywołanych zadanym ruchem kości udowej. Możliwa jest dowolna modyfikacja prowadzenia linek aktonów w zależności od ustawienia miednicy dla stawu prawidłowego i ze zmianami patologicznymi, a także badanie ruchu w stawie z udziałem wybranych grup aktonów mięśniowych. Zarejestrowane wyniki pomiarów są przetwarzane w celu ich graficznej prezentacji oraz wyznaczenia w funkcji czasu, lub w funkcji przemieszczeń kątowych w stawie, charakterystyk geometrycznych i kinematycznych aktonów mięśniowych podczas ruchu. Stanowisko według wynalazku umożliwia prowadzenie badań doświadczalnych mających na celu ocenę, które mięśnie i w jaki sposób zmieniają swoją długość w trakcie ruchu w stawie przez co można wnioskować o koordynacji mięśniowej w trakcie realizacji zadanego ruchu. Otrzymane charakterystyki mogą być wykorzystane w pracach badawczych do weryfikacji poprawności modelu wirtualnego badanego stawu oraz uzyskanych wyników symulacji komputerowej, w tym wyników badania współdziałania mięśni w czasie ruchu w stawie poprzez wyznaczenie sił rozwijanych przez poszczególne aktony mięśniowe.The construction of the stand, through the use of special adjustment mechanisms, enables the reconstruction of different positions of the pelvic bone and femur in anatomical ranges and pathologies, including the change of the inclination angle and setting the asymmetry of the hip joints in relation to the sagittal plane. The rotation mechanism in the hip joint allows the mapping of the functional features of the anatomical hip joint as well as the measurement and registration of the three components of angular displacements during the implementation of the given movement in the joint. At the stand, it is possible to recreate the individual geometrical features of the course of muscle actons by using a system of lines and guiding the lines through guides that define the exact location of the muscle attachment points. The system of lines modeling the muscle actons, connected with the line rotary sensors, together with the measuring system allows for the simultaneous measurement of changes in the distance between the attachments of muscle actons caused by the given movement of the femur. It is possible to freely modify the routing of the acton lines depending on the position of the pelvis for the normal joint and with pathological changes, as well as to study the movement in the joint with the participation of selected groups of muscle actons. The recorded measurement results are processed for the purpose of their graphical presentation and determination as a function of time or as a function of angular displacements in the joint, geometric and kinematic characteristics of muscle actons during movement. The stand according to the invention allows conducting experimental tests aimed at assessing which muscles change and how their length changes during movement in the joint, which makes it possible to conclude about the muscle coordination during the implementation of a given movement. The obtained characteristics can be used in research work to verify the correctness of the virtual model of the examined joint and the obtained results of computer simulation, including the results of the study of muscle interaction during movement in the joint by determining the forces developed by individual muscle actons.
Konstrukcja stanowiska i zastosowane mechanizmy: zamocowania i pozycjonowania miednicy, ruchu obrotowego w stawie oraz układu odwzorowującego przebiegi aktonów mięśniowych wraz z systemem rejestracji i przetwarzania danych pomiarowych, stanowią nowy układ w tego rodzaju badaniach i urządzeniach pomiarowych. Pozwalają na uzyskanie danych wejściowych do modeli numerycznych służących do przedoperacyjnego symulowania skutków zabiegu alloplastyki z uwzględnieniem oddziaływań ze strony układu mięśniowego. Wyniki symulacji mogą być wykorzystane do wskazania najlepszego typu endoprotezy lub do zaprojektowania endoprotezy indywidualnej orazThe design of the stand and the mechanisms used: fixing and positioning the pelvis, rotational movement in the joint and the system mapping the course of muscle actons along with the system for recording and processing measurement data, constitute a new system in this type of research and measuring devices. They allow for obtaining input data for numerical models used for preoperative simulation of the effects of arthroplasty, taking into account the effects of the muscular system. The simulation results can be used to identify the best type of prosthesis or to design an individual prosthesis as well
PL 220 303 B1 prognozowania trwałości zamocowania endoprotezy. Na stanowisku może być badany zarówno lewy jak i prawy staw biodrowy.To predict the durability of the prosthesis fixation. Both the left and right hip joints can be tested on the stand.
Konstrukcja stanowiska pozwala na dowolne przezbrojenie układu, to jest zamocowanie i badanie innych połączeń stawowych, przy założeniu, że jeden element kostny stawu jest unieruchomiony, natomiast ruch drugiego elementu połączenia stawowego zależy od zastosowanego rozwiązania konstrukcyjnego mechanizmu obrotu w stawie.The construction of the stand allows for any retooling of the system, i.e. the mounting and testing of other joint joints, assuming that one bone element of the joint is immobilized, while the movement of the other element of the joint joint depends on the applied design of the rotation mechanism in the joint.
Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia model układu kostnego stawu biodrowego z przyjętymi układami odniesienia, fig. 2 przedstawia model stanowiska pomiarowego w perspektywie, z zaznaczonymi układami i mechanizmami zamocowania modelu materialnego układu kostnego stawu, oraz prowadzenia linek, fig. 3 przedstawia w perspektywie i w szczegółach układy: zamocowania modelu kości miednicznej do wspornika przez przegub podwójny, zawieszenia kości udowej w stawie biodrowym z zastosowaniem przegubu trójosiowego oraz zamocowania i prowadzenia linkowych modeli aktonów mięśniowych, fig. 4 przedstawia schemat zastępczy przegubu trójosiowego o trzech osiach obrotu przecinających się w jednym punkcie, a fig. 5 przedstawia mechanizm prowadzący końcówkę kości udowej w perspektywie.The invention is explained in the embodiment shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the model of the skeletal system of the hip joint with the adopted reference systems, Fig. 2 shows the model of the measurement stand in perspective, with marked systems and mechanisms of fixing the material model of the bone system of the joint and guiding 3 shows in perspective and in detail the systems: fixing the model of the pelvic bone to the support through a double joint, suspending the femur in the hip joint with the use of a triaxial joint, and fixing and guiding the cable models of muscle actons, Fig. 4 shows the equivalent diagram of a triaxial joint with three axes of rotation intersecting at one point, and Figure 5 shows the mechanism guiding the tip of the femur in perspective.
Staw biodrowy człowieka ma budowę podobną do typowego przegubu kulistego o trzech stopniach swobody. Na fig. 1, przedstawiającej układ kostny stawu biodrowego człowieka, zostały zdefiniowane trzy układy współrzędnych: układ stały - prostokątny układ współrzędnych Xp, Yp, Zp, związany z kością krzyżową KK połączoną na stałe z kością miedniczną KM, układ Xf, Yf, Zf, związany z kością udową KU oraz układ Xh, Yh, Zh, zaczepiony w środku stawu biodrowego Ch. Początek Cp układu stałego leży w środku odcinka wyznaczonego przez anatomiczne punkty ASIS określające położenie osi Zp o zwrocie w kierunku prawego punktu ASIS dla prawego stawu biodrowego i w kierunku lewego punktu ASIS dla lewego stawu biodrowego. Oś Xp jest wyznaczona przez punkt Cp oraz środek odcinka łączącego anatomiczne punkty PSIS prawy i lewy. Oś Yp, jest prostopadła do obydwu osi i skierowana do góry odpowiadając wyprostowanej pozycji stojącej. Osie Xp, Yp, Zp wyznaczają płaszczyzny anatomiczne przecinające się w punkcie Cp: strzałkową XpYp, czołową Zp, Yp i poprzeczną Xp, Zp. Układy współrzędnych zostały zdefiniowane na podstawie standardów dla stawu biodrowego (JCS - joint coordinates system) rekomendowanych przez Komitet ds. Standaryzacji (ISB - International Society of Biomechanics). Zgodnie z tymi standardami założono stałe położenie środka obrotu w stawie biodrowym Ch oraz układ osi obrotu w stawie Zh, Xh, Yh, przy czym Zh jest równoległa do Zp, a Yh pokrywa się z Yf. Opis kinematyki ruchu w stawie jest zgodny z konwencją kątów Eulera w następującym porządku: zginanie - prostowanie względem osi Zh, przywodzenie - odwodzenie względem osi Xh, oraz wewnętrzna - zewnętrzna rotacja względem osi Yh.The human hip joint is structured like a typical three-degree-of-freedom spherical joint. In Fig. 1, showing the skeletal system of the human hip joint, three coordinate systems have been defined: fixed system - rectangular coordinate system X p , Y p , Z p , associated with the sacrum KK permanently connected with the pelvic bone KM, system Xf, Yf , Zf, bound to the KU femur and the Xh, Yh, Zh system, hooked in the center of the hip joint Ch. The origin of the constant system Cp lies in the center of the segment defined by the anatomical ASIS points defining the position of the Zp axis facing the right ASIS point for the right hip joint and towards the left ASIS point for the left hip joint. The Xp axis is defined by the Cp point and the center of the segment joining the right and left anatomical PSIS points. The axis Yp is perpendicular to both axes and points upwards corresponding to an upright standing position. The Xp, Yp, Zp axes are marked by anatomical planes intersecting at the point Cp: sagittal XpYp, frontal Zp, Yp and transverse Xp, Zp. The coordinate systems have been defined on the basis of the hip joint coordinates system (JCS) standards recommended by the International Society of Biomechanics (ISB). According to these standards, a constant position of the center of rotation in the hip joint Ch was assumed, and a system of the axis of rotation in the joint Zh, Xh, Yh, where Zh is parallel to Zp and Yh coincides with Yf. The description of the kinematics of motion in the joint follows the Euler angles convention in the following order: bending - extension about the Zh axis, adduction - abduction about the Xh axis, and internal - external rotation about the Yh axis.
Jak przedstawiono na fig. 2, stanowisko do badania modeli stawu biodrowego człowieka składa z części mechanicznej - podporowej, na której zamocowany jest model biomechaniczny stawu, oraz części pomiarowej.As shown in Fig. 2, the stand for examining models of the human hip joint consists of a mechanical-support part on which a biomechanical model of the joint is mounted, and a measuring part.
Część podporowa składa się ze sztywnego statywu 1 przymocowanego sztywno do podstawy 2, do której są przymocowane kółka 12, zapewniające mobilność stanowiska, z możliwością blokady ruchu. Do statywu 1 przymocowany jest wspornik 10 do zamocowania modelu układu kostnego, ramy 11, do których przymocowane są czujniki linkowe 9, elementy podtrzymujące listwy z krążkami prowadzącymi linki oraz skrzynka zasilająco przyłączeniowa 8. W części podporowej stanowiska wyróżnione zostały układy i mechanizmy zamocowania:The supporting part consists of a rigid tripod 1 rigidly attached to the base 2, to which wheels 12 are attached, ensuring the mobility of the station, with the possibility of blocking the movement. Attached to the tripod 1 is a bracket 10 for mounting a model of the skeletal system, a frame 11 to which cable sensors 9 are attached, elements supporting the strips with cable guide pulleys and a power supply and connection box 8. In the support part of the station, the systems and mechanisms of fastening are distinguished:
• układ zamocowania 3 połączonych kości KM-KK w obszarze kości krzyżowej KK, w punkcie odpowiadającym początkowi układu współrzędnych Cp (fig. 1), • podwójny mechanizm przegubowy 5 do pozycjonowania położenia kości miednicznej (fig. 3), • mechanizm nastawny 7 służący do prowadzenia końcówki kości udowej podczas ruchu w stawie z ograniczeniami (fig. 5).• fixing system for 3 connected KM-KK bones in the area of the sacrum of KK, at the point corresponding to the origin of the Cp coordinate system (fig. 1), • double articulated mechanism 5 for positioning the position of the pelvic bone (fig. 3), • adjustable mechanism 7 for guiding the tip of the femur during movement in the restricted joint (Fig. 5).
Układ kostny w modelu biomechanicznym stawu jest modelem materialnym wykonywanym metodą szybkiego prototypowania na podstawie danych z tomografii komputerowej dla danego pacjenta. Składa się on z kości miednicznej KM wraz z kością krzyżową KK i kości udowej KU. Kości miedniczna KM i kość krzyżowa KK są połączone na stałe. W modelu biomechanicznym stawu biodrowego oprócz elementów kostnych zostały wyróżnione mechanizmy i układy:The skeletal system in the biomechanical model of the joint is a material model made using the rapid prototyping method on the basis of computed tomography data for a given patient. It consists of the KM pelvic bone with the sacrum KK and the KU femur. The KM pelvic bone and the KK sacrum are permanently connected. In the biomechanical model of the hip joint, apart from bone elements, the following mechanisms and systems have been distinguished:
• mechanizm obrotu w stawie biodrowym 4, • układ 6 zamocowania i prowadzenia linkowych modeli aktonów mięśniowych.• rotation mechanism in the hip joint 4, • system 6 for fixing and guiding the cable models of muscle actons.
W skład części pomiarowej wchodzi układ czujników i połączeń oraz skrzynka zasilająco-przyłączeniowa 8. Skrzynka zasilająco-przyłączeniowa 8 zawiera zasilacz, zabezpieczenie przeciwzwarPL 220 303 B1 ciowe, moduł przyłączeniowy do komputera z kartą pomiarową, wyłącznik główny zasilania, żarówki sygnalizacyjne, listwy przyłączeniowe, kable i odpowiednie zaciski. Za pośrednictwem skrzynki zasilająco-przyłączeniowej 8 wszystkie czujniki pomiarowe są połączone z kartą pomiarową komputera PC. Na stanowisku możliwy jest pomiar, rejestracja i przetwarzanie jednocześnie trzydziestu sygnałów pomiarowych.The measuring part includes a system of sensors and connections as well as a power supply and connection box 8. The power supply and connection box 8 contains a power supply, short-circuit protection, computer connection module with a measurement card, main power switch, signaling bulbs, connection strips, cables and corresponding clamps. Via the power supply and connection box 8, all measuring sensors are connected to the measuring card of the PC. It is possible to measure, record and process thirty measurement signals at the same time.
Mechanizmy i układy 3, 4, 5, 6, 7, wyróżnione na fig. 2, są pokazane w bliższej perspektywie na fig. 3, fig. 4 i fig. 5.The mechanisms and systems 3, 4, 5, 6, 7 highlighted in Fig. 2 are shown in closer perspective in Fig. 3, Fig. 4 and Fig. 5.
Jak pokazano na fig. 3, mocowanie modelu układu kostnego KM, KK, KU odbywa się poprzez kość krzyżową KK w sposób umożliwiający łatwy demontaż i zastąpienie go innym układem. Zamocowanie 3 stanowi zakończenie podwójnego mechanizmu przegubowego 5 połączonego ze wspornikiem 10. Podwójny mechanizm przegubowy 5, służy do pozycjonowania położenia modelu kości miednicznej KM, w tym ustawiania kąta inklinacji i zadawania asymetrii w położeniu obydwu stawów względem płaszczyzny strzałkowej. Pierwszy przegub nastawny 13 podwójnego mechanizmu przegubowego 5, wyposażony w podziałkę położeń kątowych 14, służy do regulacji pochylenia miednicy w płaszczyźnie strzałkowej, czyli do ustawiania i zmiany kąta inklinacji. Drugi przegub nastawny 15, zaopatrzony w zaciski śrubowe z podziałką kątową, służy do regulacji pochylenia miednicy w płaszczyźnie czołowej z możliwością ustawiania asymetrii położenia stawów biodrowych względem płaszczyzny strzałkowej.As shown in Fig. 3, the fixing of the model of the KM, KK, KU skeletal system takes place through the sacrum KK in a way that allows easy disassembly and replacement with another system. The fixture 3 terminates the double articulation mechanism 5 connected to the bracket 10. The double articulation mechanism 5 serves to position the pelvic bone model KM, including setting the inclination angle and imposing asymmetry in the position of both joints with respect to the sagittal plane. The first adjustable joint 13 of the double joint mechanism 5, provided with a scale of angular positions 14, serves to adjust the pelvic inclination in the sagittal plane, i.e. to set and change the inclination angle. The second adjustable joint 15, provided with screw clamps with an angular scale, serves to adjust the pelvic inclination in the frontal plane with the possibility of setting the asymmetry of the position of the hip joints in relation to the sagittal plane.
W modelu stawu biodrowego na stanowisku, modele elementów kostnych KM i KU są połączone ze sobą za pośrednictwem mechanizmu obrotu w stawie biodrowym 4. Głowa w modelu kości udowej KU została odcięta i zastąpiona przez mechanizm obrotu w stawie przymocowany z jednej strony do kości udowej KU a z drugiej strony do panewki kości miednicznej KM. Mechanizm obrotu w stawie jest wyposażony w czujniki potencjometryczne do pomiaru trzech składowych przemieszczeń kątowych. Poprzez odwzorowanie cech funkcjonalnych stawu, mechanizm obrotu w stawie biodrowym 4 umożliwia realizację ruchów obrotowych względem zdefiniowanego układu osi: Zh, Xh, Yh, z początkiem w punkcie Ch oraz pomiar bieżących wartości przemieszczeń kątowych za pomocą miniaturowych czujników potencjometrycznych. Model zastępczy mechanizmu obrotu w stawie biodrowym 4 pokazano na fig. 4.In the model of the hip joint on the bench, the models of the KM and KU bone elements are connected to each other via a rotation mechanism in the hip joint 4. The head of the KU femur model was cut off and replaced by a rotation mechanism in the joint attached on one side to the KU femur az the other side to the acetabulum of the KM pelvis. The rotation mechanism in the joint is equipped with potentiometric sensors to measure the three components of angular displacement. By mapping the functional features of the joint, the rotation mechanism in the hip joint 4 enables the implementation of rotational movements in relation to the defined axis system: Zh, Xh, Yh, starting at the point Ch, and measuring the current values of angular displacements using miniature potentiometric sensors. An equivalent model of the rotation mechanism in the hip joint 4 is shown in Fig. 4.
W układzie 6 zamocowania i prowadzenia linkowych modeli aktonów mięśniowych linki 18 poprowadzone zostały przez przelotki 19 na kości udowej KU oraz układ bloczków 20 przymocowanych na poprzecznych listwach 17. Poprzeczne listwy 17 wraz z belkami 16 tworzą konstrukcję ramową przymocowaną do wspornika 10. Linka 18 reprezentuje pojedynczy akton mięśniowy. Przelotki 19, widoczne na powiększonym fragmencie modelu, są zamocowane w punktach środkowych powierzchni przyczepów mięśniowych wyznaczonych na kości miednicznej KM oraz kości udowej KU. Linki te odwzorowują na stanowisku przebieg aktonów mięśniowych. Są one połączone poprzez złączki 21 z potencjometrycznymi czujnikami linkowymi 9 do pomiaru zmian odległości pomiędzy przyczepami mięśniowymi w czasie ruchu w stawie.In the system 6, the mounting and guiding of the cable models of muscle actons, the cables 18 were led through the guides 19 on the KU femur and a system of blocks 20 attached to the transverse bars 17. The transverse bars 17 together with the beams 16 form a frame structure attached to the bracket 10. The cable 18 represents a single muscular acton. The guides 19, visible on the enlarged fragment of the model, are attached to the midpoints of the muscle attachment surfaces marked on the pelvic bone KM and the femur of KU. These links reproduce the course of muscle actons on the site. They are connected via connectors 21 with potentiometric cable sensors 9 for measuring changes in the distance between the muscle attachments during movement in the joint.
Jak pokazano na fig. 4 model zastępczy mechanizmu obrotu w stawie biodrowym 4 jest złożony z połączonych szeregowo członów tworzących przegub trójosiowy o trzech osiach wzajemnie kolejno prostopadłych i przecinających się w jednym punkcie, który po zamontowaniu na stanowisku, odpowiada środkowi obrotu w stawie biodrowym Ch. Człon bazowy 0 mechanizmu zamocowany w panewce kości miednicznej KM jest połączony obrotowo w osi pierwszej e1 z członem pierwszym I, wewnątrz członu pierwszego I jest osadzony obrotowo w osi drugiej e2 człon drugi II, który jest połączony obrotowo w osi trzeciej e3 z członem trzecim III mocowanym do kości udowej KU. Kąty obrotów względnych członów tworzących przegub trójosiowy są mierzone w każdej z trzech osi za pomocą oddzielnych miniaturowych czujników potencjometrycznych.As shown in Fig. 4, the replacement model of the rotation mechanism in the hip joint 4 is composed of series connected members forming a triaxial joint with three mutually perpendicular axes and intersecting at one point which, when mounted on the station, corresponds to the center of rotation in the hip joint Ch. The base member 0 of the mechanism mounted in the pelvic socket KM is rotatably connected in the first axis e1 with the first member I, inside the first member I is rotatably mounted in the second axis e 2 the second member II, which is rotatably connected in the third axis e3 with the third member III attached to the KU femur. The angles of relative rotation of the members making up the triaxial joint are measured in each of the three axes by separate miniature potentiometric sensors.
Jak pokazano na fig. 5 do górnej powierzchni płyty 2 jest przymocowany mechanizm nastawny 7 prowadzący i ograniczający ruch kości udowej do płaszczyzn anatomicznych, połączony z końcem kości udowej KU. Po zablokowaniu uchwytu 22, względem podstawy, w konfiguracji pokazanej na fig. 5, możliwy jest ruch obrotowy kości udowej w płaszczyźnie strzałkowej, odpowiadający ruchom zginania i prostowania w stawie biodrowym. Po obrocie uchwytu 22 o kąt 90 stopni i zablokowaniu go w tym położeniu oraz połączeniu pręta 24 z końcówką 23, ruch kości udowej KU odbywa się w płaszczyźnie czołowej (przywodzenie - odwodzenie). Możliwy jest także obrót kości udowej KU względem osi własnej.As shown in Fig. 5, an adjusting mechanism 7 is attached to the upper surface of the plate 2 to guide and limit the movement of the femur to anatomical planes, connected to the end of the femur KU. When the handle 22 is locked to the base in the configuration shown in Fig. 5, rotation of the femur in the sagittal plane is possible to correspond to flexion and extension movements in the hip joint. After rotating the handle 22 by an angle of 90 degrees and locking it in this position, and connecting the rod 24 with the tip 23, the movement of the KU femur takes place in the frontal plane (adduction - abduction). It is also possible to rotate the KU femur about its own axis.
W rozwiązaniu według wynalazku wyniki pomiarów bieżących wartości trzech składowych przemieszczeń kątowych w stawie oraz zmian długości linek za pomocą odpowiednich czujników, podczas zadanego ruchu obrotowego kości udowej KU, są zapisywane w postaci cyfrowej. Zareje6In the solution according to the invention, the results of measurements of the current values of the three components of angular displacements in the joint and changes in the length of the lines by means of appropriate sensors during a given rotational movement of the KU femur are recorded in digital form. Registrations 6
PL 220 303 B1 strowane sygnały pomiarowe są następnie przetwarzane za pomocą specjalnego programu do akwizycji i przetwarzania danych, a uzyskane zbiory danych są zapisywane i wykorzystywane następnie do wyznaczenia charakterystyk geometrycznych i kinematycznych dla modelu układu kostno-mięśniowego stawu biodrowego pacjenta odwzorowanego na podstawie wyników obrazowania medycznego. Wyznaczone parametry i charakterystyki w następnym etapie mogą być wykorzystane jako dane do symulacji komputerowej wartości sił mięśniowych (obciążeń wewnętrznych) oddziałujących na układ kostny w trakcie realizacji zadanego ruchu obrotowego kości udowej w stawie.The recorded measurement signals are then processed using a special program for data acquisition and processing, and the obtained data sets are saved and used to determine geometric and kinematic characteristics for the model of the bone-muscular system of the patient's hip joint mapped on the basis of medical imaging results. . The determined parameters and characteristics in the next stage can be used as data for a computer simulation of the value of muscle forces (internal loads) affecting the skeletal system during the implementation of the given rotational movement of the femur in the joint.
Badanie modelu stawu biodrowego na stanowisku według wynalazku można ująć w następujących punktach metodyki:The examination of the hip joint model on the stand according to the invention can be included in the following points of the methodology:
• zamontowanie modelu układu kostnego pacjenta na stanowisku pomiarowym z uwzględnieniem kątów pozycjonowania kości miednicznej KM oraz położenia punktów przyczepów linkowych modeli aktonów mięśniowych, • pomiar i rejestracja zmian odległości pomiędzy punktami przyczepów aktonów mięśniowych na kości miednicznej KM i kości udowej KU przy jednoczesnym pomiarze przemieszczeń kątowych w czasie ruchu obrotowego kości udowej w stawie, • analiza zarejestrowanych sygnałów i obliczenia, wyznaczenie charakterystyk geometrycznych, kinematycznych i biomechanicznych, • badanie wpływu zmian położenia kości miednicznej KM na charakterystyki geometryczne, kinematyczne i biomechaniczne, • symulacja sił aktonów mięśniowych z wykorzystaniem danych uzyskanych na stanowisku oraz innych danych biomechanicznych.• mounting the model of the patient's skeletal system on the measuring stand, taking into account the positioning angles of the KM pelvic bone and the location of the cord attachment points of the muscle acton models, • measurement and recording of changes in the distance between the muscle acton attachment points on the KM pelvic bone and the KU femur while measuring angular displacements in during the rotation of the femur in the joint, • analysis of recorded signals and calculations, determination of geometric, kinematic and biomechanical characteristics, • study of the impact of changes in the position of the pelvic bone KM on geometric, kinematic and biomechanical characteristics, • simulation of muscle acton forces using data obtained at the test stand and other biomechanical data.
Badania na stanowisku pozwalają na weryfikację wyników obliczeń wykonanych na odpowiadającym modelu numerycznym, w odniesieniu do:Testing on the stand allows for the verification of the results of calculations performed on the corresponding numerical model with regard to:
• przebiegu aktonów mięśniowych w obrębie badanego stawu i przypisanej im funkcji, • kierunków sił przypisanych każdemu aktonowi, przyjętych układach współrzędnych, dla założonej stojącej postawy ciała, • współdziałania aktonów mięśniowych w czasie realizacji ruchu, • oceny zmian kierunków sił mięśniowych w funkcji przemieszczeń kątowych w stawie, wyznaczonych na drodze obliczeń.• the course of muscle actons within the examined joint and the function assigned to them, • directions of forces assigned to each acton, adopted coordinate systems, for the assumed standing body posture, • interaction of muscle actons during movement, • assessment of changes in the directions of muscle forces as a function of angular displacements in pond, determined by calculations.
Wartości sił generowanych przez aktony mięśniowe w czasie ruchu w stawie zależą od wartości bieżącej długości mięśni i ich prędkości skracania się lub wydłużania, są zatem związane z funkcją zmian odległości pomiędzy odpowiednimi przyczepami na powierzchniach kości. Budowa anatomiczna i związane z nią parametry geometryczne układu kostnego mają zatem pośrednio wpływ na wartości tych sił. Mają także wpływ na sposób realizacji ruchu wyrażający się poprzez dobór i sekwencję włączania się aktonów, co stanowi informację o koordynacji mięśni generujących siły obciążające staw. Badania tego typu mają istotne znaczenie w przedoperacyjnej ocenie stanu badanego układu kostnego jak również w planowaniu pooperacyjnych procedur rehabilitacji. Mogą także służyć do najlepszego dobrania typowej endoprotezy lub zaprojektowania endoprotezy na miarę, a także prognozowanie trwałości zamocowania endoprotezy z uwzględnieniem obciążeń wewnętrznych, czyli obciążeń ze strony układu mięśniowego.The values of the forces generated by the muscle actons during movement in the joint depend on the value of the current length of the muscles and their speed of shortening or lengthening, and are therefore related to the function of changes in the distance between the respective attachments on the bone surfaces. The anatomical structure and the related geometrical parameters of the skeletal system have an indirect influence on the values of these forces. They also have an impact on the way of carrying out the movement, expressed through the selection and sequence of activation of the actons, which is information about the coordination of muscles that generate the forces that load the joint. Such examinations are important in the pre-operative assessment of the state of the examined skeleton as well as in the planning of post-operative rehabilitation procedures. They can also be used to select a typical endoprosthesis or to design a tailored endoprosthesis, as well as to predict the durability of endoprosthesis fixation, taking into account internal loads, i.e. loads from the muscular system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399098A PL220303B1 (en) | 2012-05-06 | 2012-05-06 | Stand for testing models of human hip joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399098A PL220303B1 (en) | 2012-05-06 | 2012-05-06 | Stand for testing models of human hip joint |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL399098A1 PL399098A1 (en) | 2013-11-12 |
| PL220303B1 true PL220303B1 (en) | 2015-10-30 |
Family
ID=49552057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL399098A PL220303B1 (en) | 2012-05-06 | 2012-05-06 | Stand for testing models of human hip joint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220303B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111650041A (en) * | 2020-06-09 | 2020-09-11 | 哈尔滨工业大学 | Femur static compression and compression-compression fatigue test method |
-
2012
- 2012-05-06 PL PL399098A patent/PL220303B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111650041A (en) * | 2020-06-09 | 2020-09-11 | 哈尔滨工业大学 | Femur static compression and compression-compression fatigue test method |
| CN111650041B (en) * | 2020-06-09 | 2021-07-13 | 哈尔滨工业大学 | Femur static compression and compression-compression fatigue test method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL399098A1 (en) | 2013-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Buford et al. | Muscle balance at the knee-moment arms for the normal knee and the ACL-minus knee | |
| CN109925055B (en) | Full-digital total knee joint replacement surgery robot system and simulated surgery method thereof | |
| Grimmer-Somers et al. | Measurement of cervical posture in the sagittal plane | |
| JP4182757B2 (en) | System for determining the position of knee prosthesis | |
| US5928234A (en) | External fixture for tracking motion of a joint | |
| US20020147415A1 (en) | Method for simultaneous anatomical and functional mapping of a joint | |
| Kepple et al. | A video-based technique for measuring ankle—subtalar motion during stance | |
| Lewis et al. | Description and error evaluation of an in vitro knee joint testing system | |
| Sati et al. | Computer assisted knee surgery: diagnostics and planning of knee surgery | |
| JP2018506411A (en) | Device for measuring femoral displacement and method for performing orthopedic measurements during a surgical procedure to repair a damaged hip joint | |
| US20210212836A1 (en) | Apparatus and method for joint characterization and treatment | |
| Hebert et al. | A method of measuring three-dimensional scapular attitudes using the optotrak probing system | |
| Hurschler et al. | Evaluation of the lag sign tests for external rotator function of the shoulder | |
| CA2968167C (en) | Robotic knee testing apparatus and patient and apparatus set-up methods | |
| PL220303B1 (en) | Stand for testing models of human hip joint | |
| Lee et al. | In vivo kinematics of the cervical spine. Part I: Development of a roentgen stereophotogrammetric technique using metallic markers and assessment of its accuracy | |
| Lu et al. | Fibre recruitment and shape changes of knee ligaments during motion: as revealed by a computer graphics-based model | |
| US20230390080A1 (en) | Joint soft tissue evaluation method | |
| Mannel et al. | Establishment of a knee-joint coordinate system from helical axes analysis-a kinematic approach without anatomical referencing | |
| US20230390081A1 (en) | Knee evaluation and arthroplasty method | |
| Martelli | New method for simultaneous anatomical and functional studies of articular joints and its application to the human knee | |
| Tabakin | A comparison of 3D gait models based on the Helen Hayes Hospital marker set | |
| Baltali et al. | Accuracy and precision of a method to study kinematics of the temporomandibular joint: combination of motion data and CT imaging | |
| Grewal | Quantifying the shoulder rhythm and comparing non-invasive methods of scapular tracking for overhead and axially rotated humeral postures | |
| Allard et al. | Estimation of the ligaments' role in maintaining foot stability using a kinematic model |