फोरेंसिक बायोमैकेनिक्स जर्नल

अमूर्त

मानव धड़ की गति का 3-डी स्थिरता-आधारित गतिशील कम्प्यूटेशनल मॉडल: फोरेंसिक स्पाइनल इंजरी बायोमैकेनिकल विश्लेषण के लिए एक प्रतिमान के विकास की ओर

वाहिद खोरसंद वकीलज़ादेह, मोहसिन असगरी, हसन सलारिह, नायरा एच कैंपबेल-क्यूरेघ्यान, मोहम्मद परनियनपुर और किंडा खलाफ

पृष्ठभूमि: रीढ़ की हड्डी की चोटें और संबंधित मुकदमे वैश्विक स्तर पर महत्वपूर्ण मानवीय और आर्थिक चुनौतियों का सामना करते रहते हैं। रीढ़ की हड्डी के बायोमैकेनिकल पूर्वानुमानित सिमुलेशन मॉडल फोरेंसिक चोट बायोमैकेनिकल मात्रात्मक विश्लेषण के लिए समय और लागत प्रभावी उपकरण प्रदान करते हैं।
विधियाँ: मानव धड़ की गति का अनुकरण करने के लिए 18 मांसपेशियों को शामिल करने वाला एक 3-डी कम्प्यूटेशनल मॉडल विकसित किया गया था। धड़ की गति से जुड़े इष्टतम प्रक्षेपवक्र को मॉडल करने के लिए तीन शारीरिक रूप से आधारित प्रदर्शन सूचकांकों का उपयोग किया गया था। लंबोसैक्रल जोड़ के आसपास उत्पन्न होने वाले क्षण की गणना व्युत्क्रम गतिकी का उपयोग करके की गई थी। गति में मांसपेशियों के योगदान का मूल्यांकन स्थैतिक स्थिरता-आधारित अनुकूलन करके किया गया था, जहाँ एक सीधी स्थिति से लेकर 60 डिग्री के लचीलेपन तक धड़ की गति का अनुकरण किया गया था। रीढ़ की हड्डी की स्थिरता में आंतरिक तंत्र के योगदान को अनुकूलन दिनचर्या में स्थिरता बाधाओं को जोड़कर संबोधित किया गया था जबकि विरोधी मांसपेशियों की गतिविधि में वृद्धि की अनुमति दी गई थी।
परिणाम: परिणामी कम्प्यूटेशनल मॉडल में एगोनिस्टिक और विरोधी मांसपेशियों का सह-संकुचन L5/S1 जोड़ के आसपास संयुक्त कठोरता को बढ़ाता है। मांसपेशी स्पिंडल इष्टतम प्रक्षेप पथ के निष्पादन के दौरान धड़ की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं। प्रतिवर्ती तंत्र में समय विलंब को बढ़ाने से रीढ़ की स्थिरता कम हो जाती है।
निष्कर्ष: इस कार्य का मुख्य योगदान दो गुना है: 1. स्थिरता बाधाओं के साथ और बिना रीढ़ की गति को अनुकरण करने के लिए प्रदर्शन के तीन शारीरिक रूप से प्रशंसनीय सूचकांकों का नया उपयोग, और 2. मॉडल में कई अच्छी तरह से स्थापित फीड फॉरवर्ड और फीडबैक नियंत्रणों को शामिल करना। धड़ प्रदर्शन के सूचकांकों के परिणामस्वरूप अलग-अलग गति पैटर्न और मांसपेशियों की भर्ती पैटर्न सामने आए। मॉडल ने भविष्यवाणी की कि ट्रंक स्थिरता लागू करने से प्रायोगिक डेटा के साथ संरेखण में मांसपेशियों की भर्ती में वृद्धि करके रीढ़ की हड्डी में कठोरता बढ़ जाती है। यह अध्ययन रीढ़ की हड्डी की गति को मॉडलिंग और भविष्यवाणी करने के लिए एक कम्प्यूटेशनल ढांचा प्रदान करता है जिसका उपयोग मात्रात्मक फोरेंसिक रीढ़ की हड्डी की चोट के बायोमैकेनिकल विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।