Неинвазивное измерение нагрузки в большеберцовой кости человека с помощью спектрального анализа изгибных волн.
arXiv:2511.06140v2 Тип объявления: замена Аннотация: Силы, передаваемые костями, регулярно изучаются в биомеханике человека, но их неинвазивное измерение представляет собой сложную задачу, особенно вне лабораторных условий. Мы представляем методику неинвазивного измерения силы сжатия большеберцовой кости in vivo с использованием изгибных волн, распространяющихся в большеберцовой кости. Моделируя большеберцовую кость как аксиально сжатую балку Эйлера-Бернулли, мы показываем, что изгибные волны большеберцовой кости имеют частотный спектр, зависящий от нагрузки. В частности, в физиологических условиях положения пиков в спектрах ускорения волн линейно изменяются с силой сжатия на большеберцовой кости и могут использоваться в качестве аппроксимации силы сжатия. Мы проверяем достоверность этой методики с помощью носимой системы, которая генерирует изгибные волны с помощью механического преобразователя, закрепленного на коже, и измеряет спектры этих волн с помощью акселерометра, также закрепленного на коже. В соответствии с теорией балок, данные, полученные от 9 участников, демонстрируют линейную зависимость между силой сжатия большеберцовой кости и положением пика спектра, с коэффициентами корреляции Пирсона $r=0,82 — 0,99$ (среднее значение $r=0,93$) для медиально-латерального колебания и $r=0,81 — 0,98$ (среднее значение $r=0,93$) для ходьбы. Эта методика, основанная на изгибных волнах, может привести к созданию нового класса носимых датчиков для неинвазивного физиологического мониторинга и измерения нагрузки на кости, что окажет влияние на исследования в области локомоции человека и спортивной медицины.
Источник: arxiv.org
Похожие записи
Оцените материал:
Похожие записи
Память DRAM и NAND в консоли Nintendo Switch 2 подорожала на 41% и 8%
12.12.2025
Находим конфликты в пользовательских историях за 10 минут с помощью ИИ
12.06.2026
Как умерли небольшие контентные сайты
01.10.2025Присоединяйтесь и подпишитесь на рассылку самых свежих новостей по Email
Получайте свежие новости и идеи на почту. Без спама — только самое интересное.
Нажимая «Подписаться», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
