COMPUTATIONAL FRAMEWORK FOR SIMULATING JOINT MECHANICS

模拟关节力学的计算框架

基本信息

  • 批准号:
    6603899
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2002-05-01 至 2005-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mechanical loading and especially dynamic loading, is believed to play a major role in degenerative joint diseases. Furthermore, motion (i.e., kinematics) and loading (i.e., contact stresses) often interact to influence disease progression. Thus, knowledge of in vivo joint motion and loading during functional activities would help address this clinically significant issue. While dynamic imaging advances now permit accurate measurement of in vivo joint kinematics, a non-invasive experimental approach does not exist for measuring in vivo joint loading. Consequently, computer simulations have been used to develop predictions given estimates of the muscle forces acting on the joint. However, current rigid body and deformable modeling approaches are not able to calculate contact stress results during movement in critical joints such as the knee. A logical solution to this problem is to incorporate deformable joint models into a larger rigid body dynamic model, thereby obtaining the advantages of both approaches. However, the computation cost of such a hybrid approach is currently a limiting factor. This project therefore proposes the development of a parallel-processing framework for studying human joint mechanics. The specific aims of the project are as follows: (1) Create a dynamic musculoskeletal model with deformable knee joint contact. Deformable contact in the knee will be studied initially since the knee is the most commonly injured joint. (2) Incorporate this model into a parallel-processing optimization framework. Parallel processing will be used to reduce the computational time for predictive optimizations from weeks to a matters of hours. (3) Evaluate the model's ability to predict experimental movement data. Pre-existing experimental movement data will be used to evaluate the model's ability to predict motion and ultimately joint contact stresses. The resulting functional virtual human model can then be used for basic research and clinical applications.
据信机械负载,尤其是动态负荷在退行性关节疾病中起主要作用。此外,运动(即运动学)和负载(即接触应力)通常相互作用以影响疾病进展。因此,在功能活动期间体内关节运动和加载的知识将有助于解决这一临床上重要的问题。尽管动态成像的进步现在允许对体内关节运动学的准确测量,但对于测量体内关节负载,不存在非侵入性实验方法。因此,鉴于对关节上作用的肌肉力的估计,计算机模拟已用于开发预测。但是,当前的刚体和可变形的建模方法无法计算临界关节(例如膝盖)运动过程中的接触应力结果。解决此问题的逻辑解决方案是将可变形的关节模型纳入更大的刚体动态模型,从而获得两种方法的优势。但是,这种混合方法的计算成本当前是一个限制因素。因此,该项目提出了用于研究人类联合力学的并行处理框架的发展。该项目的具体目的如下:(1)创建具有可变形膝关节接触的动态肌肉骨骼模型。由于膝盖是最常见的关节,因此最初将研究膝盖上的可变形接触。 (2)将此模型纳入并行处理优化框架中。并行处理将用于减少从几周到几个小时的预测优化的计算时间。 (3)评估模型预测实验运动数据的能力。现有的实验运动数据将用于评估模型预测运动和最终关节接触应力的能力。然后可以将产生的功能性虚拟人类模型用于基础研究和临床应用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

BENJAMIN J FREGLY其他文献

BENJAMIN J FREGLY的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('BENJAMIN J FREGLY', 18)}}的其他基金

OpenSim Enhancements to Enable Computational Design of Personalized Treatments for Movement Impairments
OpenSim 增强功能可实现针对运动障碍的个性化治疗的计算设计
  • 批准号:
    10297893
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
OpenSim Enhancements to Enable Computational Design of Personalized Treatments for Movement Impairments
OpenSim 增强功能可实现针对运动障碍的个性化治疗的计算设计
  • 批准号:
    10482399
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
OpenSim Enhancements to Enable Computational Design of Personalized Treatments for Movement Impairments
OpenSim 增强功能可实现针对运动障碍的个性化治疗的计算设计
  • 批准号:
    10680443
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
Real-Time Model-Based Gait Retraining for Knee Osteoarthritis Rehabilitation
基于实时模型的膝骨关节炎康复步态再训练
  • 批准号:
    7305926
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
Real-Time Model-Based Gait Retraining for Knee Osteoarthritis Rehabilitation
基于实时模型的膝骨关节炎康复步态再训练
  • 批准号:
    7495645
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
COMPUTATIONAL FRAMEWORK FOR SIMULATING JOINT MECHANICS
模拟关节力学的计算框架
  • 批准号:
    6465453
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
COMPUTATIONAL FRAMEWORK FOR SIMULATING JOINT MECHANICS
模拟关节力学的计算框架
  • 批准号:
    6732078
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:

相似国自然基金

生物力学传导通路mechano-YAP/TAZ对放射损伤引起的勃起功能障碍中组织再生和功能修复的研究
  • 批准号:
    82373525
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
二叶式主动脉瓣人群经导管主动脉瓣置换术后瓣周漏的风险因素分析及生物力学机理研究
  • 批准号:
    82370375
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于生物力学和多材料增材制造的高仿生度人工椎间盘的一体化设计与制造方法
  • 批准号:
    52305312
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于几何形态与生物力学分析预测腹主动脉瘤腔内治疗术后锚定区相关不良事件
  • 批准号:
    82300542
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
融合MRI影像和生物力学模型的椎间盘源性腰痛无创诊断方法基础研究
  • 批准号:
    12372306
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

A NONLINEAR MEMBRANE BASED ANALYSIS FOR ESTIMATING THE RUPTURE POTENTIAL OF ABDOMINAL AORTIC ANEURYSMS
基于非线性膜的分析估计腹主动脉瘤的破裂可能性
  • 批准号:
    10280976
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
A NONLINEAR MEMBRANE BASED ANALYSIS FOR ESTIMATING THE RUPTURE POTENTIAL OF ABDOMINAL AORTIC ANEURYSMS
基于非线性膜的分析估计腹主动脉瘤的破裂可能性
  • 批准号:
    10696243
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
A NONLINEAR MEMBRANE BASED ANALYSIS FOR ESTIMATING THE RUPTURE POTENTIAL OF ABDOMINAL AORTIC ANEURYSMS
基于非线性膜的分析估计腹主动脉瘤的破裂可能性
  • 批准号:
    10478276
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
Technology Development
技术开发
  • 批准号:
    10405587
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
Didactic Interaction
教学互动
  • 批准号:
    10155573
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 6.9万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了