[发明专利]基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法

权利要求书

1.一种基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、选择若干女子举重运动员作为待测运动员；在举重训练之前、以及在举重训练之后，分别采用云纹照相仪器对各待测运动员进行脊柱形态测试，获得各待测运动员训练前后的脊柱形态数据，并根据该数据筛选出进行后续测试的目标运动员；

第二步、对目标运动员举重的整个过程进行监测，并建立举重动作模型；所述监测包括：采用云纹照相仪器监测目标运动员在举重全过程中的脊柱实时形态，并获得目标运动员的脊柱形态实时数据；采用压力平板仪器监测目标运动员在举重全过程中的足底实时压力，并获得目标运动员的足底压力实时数据；采用三维影像系统监测目标运动员在举重全过程中的实时动作，并获得目标运动员的实时动作数据；所述建立举重动作模型的依据为目标运动员的脊柱形态实时数据、足底压力实时数据、以及实时动作数据；

第三步、对目标运动员进行静态脊柱CT扫描，并以扫描结果建立腰骶关节的有限元模型；根据第二步所得的脊柱形态实时数据、足底压力实时数据、实时动作数据、以及举重动作模型，确定腰骶关节有限元模型的举重运动载荷工况的边界条件，之后进行数值模拟分析，并获得分析结果。

2.根据权利要求1所述基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法，其特征是，第一步中，所述脊柱形态数据包括脊柱四个生理弯曲的曲度，椎体旋转角度，椎体偏离角度，骨盆倾斜距离，骨盆倾斜角度，骨盆扭转角度。

3.根据权利要求2所述基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法，其特征是，第一步中，从待测运动员中筛选出目标运动员的具体过程为：

S1、针对每个待测运动员，计算其各项脊柱形态数据在举重训练之前和举重训练之后的变化差异值；

S2、统计所有待测运动员的各项脊柱形态数据的变化差异值，并得出各项脊柱形态数据的变化差异值的分布比例；

S3、根据预设的分布比例限值，得出各项脊柱形态数据的变化差异值的选取区间，之后将各项脊柱形态数据的变化差异值均落入相应选取区间的待测运动员作为目标运动员。

4.根据权利要求1所述基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法，其特征是，第二步中，所述脊柱形态实时数据包括脊柱矢状面形态特征、脊柱额状面形态特征、以及椎体旋转形态特征；所述足底压力实时数据包括足底压力分布特征、左右足力量分配特征、以及压力中心位移轨迹；所述实时动作数据包括举重动作轨迹、腰骶关节角度变化及运动速度、髋关节角度变化及运动速度、膝关节角度变化及运动速度、踝关节角度变化及运动速度、肩关节角度变化及运动速度。

5.根据权利要求4所述基于数值模拟的女子举重运动员腰骶关节的生物力学分析方法，其特征是，第二步中，在建立举重动作模型后，对该模型的准确性进行验证，所述验证过程包括核对验证和/或额外验证；

所述核对验证的具体过程为：采用目标运动员的的脊柱形态实时数据、足底压力实时数据、以及实时动作数据验证举重动作模型的准确性；

所述额外验证的具体过程为：

W1、在第一步筛选后，从未入选目标运动员的待测运动员中选择至少一人作为验证运动员；

W2、在验证运动员的举重全过程中进行监测，所述监测过程与第二步针对目标运动员的监测过程相同；

W3、以验证运动员的脊柱形态实时数据、足底压力实时数据、以及实时动作数据验证举重动作模型的准确性。