AnyBody　应用案例

① 概要

AnyBody中用于计算的人体模型，大体上是再现了实际人体的构成，不过，由于计算的时间和建模的困难等原因，有些部位被简化了。 例如，指尖的建模和膝关节的构造。 针对这些问题，可以通过添加描述和更改AnyBody模型来应对。

默认模型・・・1个刚体

下一版本的AnyBody预定导入的胸廓详细模型胸廓的所有骨头(胸椎/肋骨/胸骨)分割制作，各个锥体之间设定关节和约束，就可以模拟胸椎的侧弯变形。

AnyBody原厂(AnyBody Technology)公开了应用胸廓详细模型进行侧弯变形模拟的例子。
Shayestehpour, H., Rasmussen, J., Galibarov, P. et al. An articulated spine and ribcage kinematic model for simulation of scoliosis deformities. Multibody Syst Dyn 53, 115–134 (2021).
https://doi.org/10.1007/s11044-021-09787-9

胸廓详细模型……共计38个刚体(肋骨12×2，颈椎12，胸骨2)

胸椎之间的关节(胸椎间的关节)，胸椎-肋骨的关节(肋椎关节，肋横突关节)是球体关节， 肋骨-胸骨(肋软骨接合处，胸肋关节)是由平移位移的约束来构成模型和运动的。
・侧弯模型为例(手动输入) 根据模型和设定，胸椎的角度和AnyBody的其他脊椎(颈椎/腰椎)一样，是以一组关节角度计算出其他关节角度的方法(脊椎节律)设定的。
如果你要在每个胸椎上输入任何值(例如x光测量)，你可以让这个节奏无效，然后直接设置角度。

我们可以在模型不破裂的范围内自由输入角度，以对应模型的腰椎(L5)到胸椎(T1)。
本页以脊椎弯曲为例，T4T5关节和L3L4关节弯曲20°，T9T10关节弯曲40°进行分析。

红箭头代表弯曲部位

分析是在上述骨骼模型的基础上添加肌肉的模型。

作为分析结果，确认腰椎/胸椎的①侧弯力矩，②关节压缩力和③左右剪切力。
①侧弯力矩

如果站立姿势下脊椎没有变形，就不会产生侧弯力矩。 但是，由于侧弯变形重心位置的变化，会产生由自重引起的侧弯力矩。
为了保持姿势，对于胸椎/腰椎，需要与自重的侧屈力矩相匹配，在相反方向相同大小的侧屈力矩。
这种平衡的侧弯力矩是由肌肉活动提供的(上图是肌肉发挥力矩的值)。
但是，随着肌肉活动的增加，关节产生的作用力(关节反作用力)也会增加。
②关节压缩力

在关节反力中，近位-远位(压缩-伸展)的力量。
特别是腰椎的压缩力上升。
③关节左右剪切力

是关节反力中，内-外(右-左)的力成分。 由于脊柱侧弯的影响，对腰椎和胸椎产生了最大约150n(约15kg)的剪切力(作用于错位方向的力)。
如上所述，利用胸廓详细模型，可以计算出胸廓内的负担。