肌骨模型已经广泛用于生物力学分析，因为它们能够估计难以通过活体直接测量的运动变量（如肌肉力量和关节力矩）。传统的物理驱动计算肌骨模型可以解释神经驱动到肌肉、肌肉动力学、以及身体和关节运动学和动力学之间的动态交互。然而，这些模型由于其复杂性，运行速度较慢，难以实现实时应用。近年来，数据驱动方法以其实现速度快和操作简单的优点成为一种有前途的替代方案，但它们不能反映基础的神经机械过程。 本文提出了一种融合物理知识的深度学习框架，用以实现肌骨建模。在该框架中，将物理领域的知识引入数据驱动模型，作为软约束对其进行罚则/正则化处理。本文采用表面肌电图（SEMG）同步预测肌肉力量和关节运动学作为示例，使用卷积神经网络（CNN）实现该框架，并在两个数据集上进行了实验验证，展示了该框架的有效性和鲁棒性。 论文...

关于中国骨关节炎和健康人群膝关节冠状面对位分类分布的回顾性横断面观察研究 研究背景 膝关节的中立冠状机械对位（MA）被认为是成功且持久的全膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty，TKA）的基石。然而，”先天性内翻”膝盖的存在表明，在这些情况下恢复中立对位实际上可能是不正常和不可取的，通常需要某种程度的内侧软组织释放。因此，恢复TKA中的天然对位而非中立对位引起了膝外科医生的兴趣。运动对位（Kinematic Alignment，KA）旨在将股骨和胫骨组件的关节面与膝关节的正常或术前关节线对齐。随着导航或机器人辅助系统的发展，从KA中派生出限制性KA、反向KA和功能性KA，这些都在妥协恢复先天对位和机械对位安全区原则的前提下发展而来[1]。 论文来源 这篇论文的作者包括Y...

体育锻炼时间对小鼠骨骼生长的差异性影响 引言 骨骼生长对于成年人的身高和骨骼健康至关重要。研究表明，体育锻炼能有效提高骨密度，但最佳的锻炼时间尚不明确。本研究通过比较不同时间段锻炼对小鼠骨骼生长的影响，探讨最佳锻炼时间。 研究由华中科技大学同济医学院口腔医学院和其他几所科研机构共同完成，发表于《Nature Metabolism》。 背景与目的 现有研究证实体育锻炼可增加骨质量和强度，但不同时间段锻炼对骨骼生长的差异性影响仍未明确。本研究旨在探讨一天中不同时间段的锻炼对小鼠骨骼生长的影响，揭示其背后的分子机制。 研究方法 实验对象与分组 研究对象为华中科技大学同济医学院实验动物中心提供的3周龄C57BL/6J小鼠，共计890只雄性和98只雌性。实验分为6组，其中早期静息期ZT1组、早期活跃期...

人类肩关节刚度的三维姿态特征及性别差异研究 研究背景 肩关节是人体结构中最复杂的关节之一，肩关节的稳定性对于手臂运动的有效控制至关重要，包括肘部和手腕等远端关节的自然控制以及日常活动中的精细手部功能。肩关节的稳定性是通过骨骼、韧带、肌腱和肌肉的复杂相互作用来实现的，其中刚度是对外部干扰提供阻力的特性。近年来研究表明，女性在职业和运动中肩部受伤的发生率更高，这提示肩关节刚度可能存在性别差异。然而，在多维空间中，尤其是三维（3D）空间中，对肩关节刚度及其性别差异的研究尚未充分开展。 论文来源 该研究由Seunghoon Hwang、Dongjune Chang、Aditya Saxena、Ellory Oleen、Soe Lin Paing、John Atkins 和Hyunglae Lee等学...

学术新闻报告：软骨光传播特性研究 引言 软骨是一种复杂的生物组织，由细胞和大量基质构成。它的主要成分包括胶原纤维、蛋白多糖大分子和水，这些成分在显微结构上形成了一层层的组织分区。光在这种组织中的传播受到其内在的光学特性影响，如吸收系数（𝜇𝑎）、散射系数（𝜇𝑠）、散射各向异性因子（𝑔）和折射率（𝑛）。这些光学特性变化源于组织的微结构或病理状态，了解它们对光传播特性的影响可以揭示组织的结构和生化特性。因此，研究光在软骨中的传播特性，对于诊断和治疗具有重要意义。 背景 本文由I. Kafian-Attari、E. Nippolainen和F. Bergmann等学者撰写，分别来自University of Eastern Finland和Institute for Laser Technology...