clavicularおよび肩甲骨の運動学のモデリング：測定からシミュレーションまで

筋骨格モデルは、筋骨格障害の予防と治療を支援するために使用することを目的としています。肩の機能障害の重要な側面を捉えるには、鎖骨および肩甲骨の動きの現実的なシミュレーションが重要です。これらの骨の可動域は、胸部、鎖骨、肩甲骨の解剖学に依存しているため、個人ごとに異なります。したがって、通常、患者または被験者の測定は、死体の形態を使用するモデルに適合しません。これまで、この問題は測定された骨回転を調整してモデルに適合するように解決しましたが、これは平均3.98°、場合によってはさらに8°以上の調整につながります。実験データとシミュレーションの間のこの矛盾を減らす2つの新しい方法が提示されています。1つの方法では、モデルが被写体に適合するようにスケーリングされ、既存の方法と比較して34％の適合性が向上します。他の方法では、可能な関節回転のセットは、動きの制約にある程度の変動を許可することで増加し、42％の適合性が向上します。運動学のこの変化は、速度論にも影響を与えました。デルフトの肩と肘モデルによって予測されるように、いくつかの重要な肩甲骨安定化筋肉の筋力は最大17％変化しました。しかし、グレノメラル関節接触力への影響はわずかでした（1.3％）。このペーパーで提示された方法は、より現実的な肩のシミュレーションにつながる可能性があるため、特に肩甲骨の不均衡を伴うアプリケーションでは、（臨床）アプリケーションに向けたステップと見なすことができます。

Musculoskeletal models are intended to be used to assist in prevention and treatments of musculoskeletal disorders. To capture important aspects of shoulder dysfunction, realistic simulation of clavicular and scapular movements is crucial. The range of motion of these bones is dependent on thoracic, clavicular and scapular anatomy and therefore different for each individual. Typically, patient or subject measurements will therefore not fit on a model that uses a cadaveric morphology. Up till now, this problem was solved by adjusting measured bone rotations such that they fit on the model, but this leads to adjustments of on average 3.98° and, in some cases, even more than 8°. Two novel methods are presented that decrease this discrepancy between experimental data and simulations. For one method, the model is scaled to fit the subject, leading to a 34 % better fit compared to the existing method. In the other method, the set of possible joint rotations is increased by allowing some variation on motion constraints, resulting in a 42 % better fit. This change in kinematics also affected the kinetics: muscle forces of some important scapular stabilizing muscles, as predicted by the Delft Shoulder and Elbow Model, were altered by maximally 17 %. The effect on the glenohumeral joint contact force was however marginal (1.3 %). The methods presented in this paper might lead to more realistic shoulder simulations and can therefore be considered a step towards (clinical) application, especially for applications that involve scapular imbalance.