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  本實驗室主要為骨科工程與動作分析兩大研究領域。骨科工程主要針對骨骼肌肉系統,透過建立數學模型及電腦模擬人體運動過程,可瞭解關節中骨頭、韌帶與 肌肉間關係,深入瞭解人體關節之力學行為,進而對臨床所面臨的問題提出適當的解釋及改善方法。動作分析藉由動作分析系統,在人體肢段上黏貼標記並記錄其運 動軌跡及人體數學模型,計算出人體運動之運動學與力學行為。此一技術已應用在量測正常人及各種病人之各種日常生活動作包括步行、上下樓梯、坐到站、跨越障 礙物、平衡等功能性動作,同時探討受試者動作之間的差異性,並給予受試者適當的臨床評估。

  本實驗室研究領域主要為動作分析及骨科工程兩大部分。動作分析係透過攝影機拍攝黏貼於人體肢段各骨標記之運動軌 跡,同時利用測力板量測地面反作用力及肌電圖量測肌肉反應,配合數學模型計算出人體各肢段之運動學與力動學。此一技術可應用於骨科、復健科、牙科、中醫針 灸、運動醫學等領域上,藉由量測病人包括退化性關節炎、人工關節置換、韌帶置換、腦性麻痺、髖關節脫臼及髖臼發育不良、帕金森氏症、脊椎退化症、糖尿病 等,之步行、上下樓梯、坐到站、跨越障礙物、平衡等功能性動作,評估其受傷情形並提供手術或治療建議,量測手術或治療前後之動作表現,以提供療效評估。除 探討臨床議題外,動作分析亦可用於運動科學之研究,藉由量測並分析某特定運動動作,如棒球投球、空手道踢擊、角力擒抱、舉重時之生物力學行為等,針對該動 作優缺點進行評估以提供運動員建議並提升其表現。於骨科工程,本實驗室整合了包括數學模型、醫學影像處理及有限元素法等工程技術,研究骨骼肌肉系統相關之 議題,透過數學模型之建立及電腦模擬人體運動過程,瞭解關節中骨頭、韌帶與肌肉之相對關係及關節之力學行為。利用有限元素法可模擬人工關節或植牙後關節面 之受力情況,進而對臨床所面臨問題提出適當之解釋及改善方法。

  本實驗 室由呂東武老師主持,於民國 90 年成立至今,指導之畢業博士班 14 名,畢業碩士班 59 名,畢業共同指導博士班 11 名,以及畢業共同指導碩士班 15 名,目前有博士班生 11 名,碩士班生 9 名,領域背景包括機械、土木、建築、醫學、牙醫、物理治療、職能治療、公共衛生、中醫、生命科學、獸醫、體育等等,畢業就業方向包括大學系所教職,研發院 所、科技產業、醫療器材產業之研發、機構、設備、行銷部門工程師,醫療院所等等。

 

技術與服務
 步態分析  Clinical gait analysis
 電腦圖像輔助模擬與動畫  Computer Graphics-based modeling and animation
 人工關節設計、分析與評估  Joint replacement design, analysis and evaluation
 輔具與復健評估設備之研發  Assistive technology and design of rehabilit es ation device


主要設備
硬體設備(Hardware)
1

 三維動作分析系統 (Vicon 512, 六架高解析度紅外線攝影機 )

 Motion anlysis system (Vicon 512 with 6 ultrahigh resolution infrared cameras)
2
 測力板二塊  2 forceplates (AMTI, Mass., U.S.A.)
3
 足底壓力整合量測系統  RS Foot Scan system
4
 九部桌上型電腦  9 PCs (Pentium 730)
5
 三維電磁感應量測系統  Magnetic tracking device (Flock of Birds)
6
 省力式肌力量測系統(自行研發)  Muscle Strength Testing System
7
 肌電圖  EMG(Motion Lab System)
8
 力規  Load Cell(KYOWA)
9
 資料擷取控制系統  Data Loger(Instrunen)
10
 電磁場軌跡追蹤儀  ElectromagneticTracking Device(Polhemus)
11
 數位相機  Digital Camara(Fujifilm)
12
 數位攝影機

 Digital Video(Pansonic)

軟體設備(Software)
1
 多體動力與有限元素分析軟體  Madymo 6.0 (TNO Automotive)
2
 動力分析軟體  SD/FAST
3
 電腦輔助設計與機構分析軟體  Pro/Engineer+Mechanica
4
 三維電腦圖像軟體發展系統  3D Mastersuite
5
 電腦輔助設計軟體  Hyper Works
6
 人體三維生物力學與動作分析系 統(自行研發)  BioMAS (Biomechanical and Motion Analysis System)
7
 高階機構動態分析軟體  ADAMS

 

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