فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

نیروی تماسی مفصل زانو نقش مهمی در بروز و پیش‌رفت بیماری استئوآرتریت زانو دارد که از آن به عنوان معیاری برای رصد فرایند توان‌بخشی پس از جراحی آرتروپلاستی زانو و طراحی پروتز استفاده می‌شود. در حال حاضر سنجش نیروی تماسی زانو مبتنی بر داده‌های استخراج شده از آزمایشگاه‌های تجزیه ‌و تحلیل حرکت است. استفاده از ترکیبی از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فناوری حس‌گرهای پوشیدنی می‌تواند به رفع محدودیت‌های تحمیل شده در اندازه‌گیری نیروی تماسی مفصل توسط تجزیه ‌و تحلیل‌های آزمایشگاهی غلبه کند. بنابراین مطالعه‌ی حاضر با هدف بررسی پتانسیل یک شبکه‌ی عصبی تماما متصل در برآورد پیوسته‌ی نیروی تماسی مفصل زانو از طریق داده‌های مستخرج از سه واحد اندازه‌گیری اینرسی متصل به سگمنت‌‌های لگن، ران و ساق صورت گرفته است. نیروهای عکس‌العمل زمین و داده‌های سه‌بعدی مارکرهای متصل به 10 داوطلب مرد سالم حین راه رفتن به ترتیب با نرخ‌ نمونه‌برداری 1000 و 200 هرتز ثبت شده است. با استفاده از یک مدل عمومی از نرم‌افزار اپن‌سیم و از طریق روش بهینه‌سازی استاتیکی، نیروی تماسی مفصل زانو برآورد شده و به عنوان سیگنال هدف شبکه‌ی عصبی در نظر گرفته شده است. هم‌چنین داده‌های سه‌بعدی شتاب خطی و سرعت زاویه‌ای محاسبه شده توسط سه حس‌گر اینرسیایی به عنوان ویژگی‌های ورودی‌ شبکه‌ی عصبی در نظر گرفته شده و عمل‌کرد شبکه در دو سطح درون و میان آزمودنی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داده که شبکه‌ی عصبی مورد استفاده در این پژوهش پیش‌بینی پیوسته‌ی نیروی تماسی مفصل زانو را به ترتیب با دقت 89% و 79% در سطوح درون‌ و میان آزمودنی انجام داده است. نتایج این پژوهش نوید دهنده‌ی امکان به کارگیری حس‌گرهای اینرسیایی در پیش‌بینی پیوسته‌ی نیروی تماسی مفصل زانو حین زندگی روزمره و فعالیت‌های ورزشی بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت آزمایشگاهی و دانش تخصصی است.