کتابخانه نرم افزار AnyBody

در این بخش به معرفی کتابخانه نرم افزار تخصصی AnyBody در مهندسی پزشکی می پردازیم.

همان‌طور که در نوشته ی نرم افزار مدل سازی AnyBody در مهندسی پزشکی اشاره شد نرم‌افزار AnyBody از یک سری نمونه‌های آماده در کتابخانه خود بهره می‌گیرد. این کتابخانه توسط تحقیقات محققان و متخصصین رشته مهندسی پزشکی در حال گسترش است و در یک مکان عمومی قرار داده شده تا همگان بتوانند از آن استفاده کنند و بدین جهت همواره در حال تغییر و بهبود می‌باشد. این تحقیقات به صورت خاص در دانشگاه Aalborg دانمارک توسط تیم تحقیقاتی AnyBody در حال انجام می‌باشد.

در این قسمت می‌خواهیم یکی از نمونه‌های آماده Standing Model از کتابخانه نرم افزار AnyBody ؛بدون مدل‌سازی عضلات را معرفی کنیم. این نمونه  Standing Model نام دارد که مشخصات و تصویر آن در زیر آورده شده است:

– هر دو پا به صورت صلب به زمین متصل شده‌اند. نحوه قرار گیری مدل هیچ تاثیری در این شرایط نمی‌گذارد.

– طرز ایستادن مدل به وسیله زاویه مفاصل اصلی به جز مچ پا کنترل می‌شود.

– این نمونه به صورت خودکار خود را متعادل می‌سازد. این کار به وسیله زاویه مچ پا صورت می‌گیرد. درحقیقت می‌توان گفت که نمونه به گونه‌ای زاویه قوزک پا را تغییر می‌دهد که مرکز جرم بدن دقیقاً بر روی کف‌ پاها قرار داشته باشد. برای مثال اگر مدل دست خود را به سمت جلو دراز کند نمونه با استفاده از این زاویه خود را به سمت عقب رانده به گونه‌ای که بتواند همچنان تعادل خود را حفظ کند.

– این نمونه از یک سری نقاط از پیش تعریف شده استفاده می کند که بارهای سه‌بعدی می توانند به این نقاط اعمال شوند. بعد از اعمال بار فعالیت در عضلات آن چنان تغییر می‌کند که نمونه بتواند تعادل خود را حفظ کند.

– با توجه به صلب بودن اتصال کف پا به زمین این امکان وجود دارد که نیروی اعمالی به قدری بالا باشد که بین کف پا و زمین تنش کششی به وجود آید که با واقعیت آنچنان سازگاری ندارد.

– در این مدل، اکثر استخوان‌ها و عضلات مدل شده‌اند به گونه‌ای که بیش از ۵۰۰ عضله در این نمونه به کار رفته است.

– این مدل به صورت استاتیکی عمل می‌کند و برای عملکرد دینامیکی باید محرک‌هایی بر روی مفاصل نصب گردد.

عضلات نیز به مدل اضافه شده‌اند. بعد از اضافه شدن عضلات نرم افزار AnyBody به محاسبه نیروهای عضلانی پرداخته است. عضلاتی که بزرگتر هستند بیشتر فعال شده‌اند. برای مثال با توجه به وضع اندامی مدل که در حالت ایستادن قرار دارد انتظار می‌رود که عضلات Gastrocemius فعال شوند.

پس از اضافه کردن عضلات نوبت به تغییر وضع اندانی مدل می رسد. در مدلی که در ‏شکل زیر نشان داده شده، مفصل ران به اندازه ۳۵ درجه فلکشن، مفصل زانو به اندازه ۷۰ درجه فلکشن و مفصل آرنج ۹۰ درجه فلکشن پیدا کرده است. همچنین در این وضع اندامی نیروی ۱۵۰ نیوتنی معادل یک وزنه ۱۵ کیلوگرمی رو به سمت پایین به دست راست اضافه شده است.

پس از انجام محاسبات دینامیک معکوس همانطور که ملاحظه می شود عضلات سرشانه، جلو بازو و ساعد دست راست به شدت فعال شده‌اند و ماکزیمم فعالیت بین عضلات موجود در این مدل را نشان می‌دهد. همانطور که ملاحظه می‌شود این مقدار از یک بیشتر است و مقدار بیش از حد بار اعمال شده نسبت به ماکزیمم نیروی قابل اعمال به عضله (بیش از ۵۰۰ عضله) را نشان می دهد.

شکل زیر نمودار نیروی تولید شده در عضلات سرشانه دست راست را نشان می‌دهد. با توجه به نمودار نیروی تولید شده در بعضی از عضلات صفر است.

شکل زیر نمودار میله ای کلیه عضلات مدل شده در پای راست را نشان می دهد.

و در نهایت در شکل زیر نمودار نیروی تولید شده در عضلات پا را با یکدیگر مقایسه می‌کند.

نرم افزار مدل سازی AnyBody در مهندسی پزشکی

دانلود رایگان نرم افزار AnyBody

رمز فایل دانلود :www.iranianbme.com

مدرسه مهندسی پزشکی ایران