摘要:目的 提高 OpenSim 生物力学模型静态与动态配准精度,进而提高运动学和动力学参数计算的可靠性。 方法 通过位姿调整、构建插值函数,实现基于运动学实验数据的模型非线性缩放。 使用两组公开实验数据(GC3 和GC5)进行建模分析,计算模型肢段长度和关节作用力,并与解剖标记点缩放方法 (anatomical landmark scale, ALS)和线性缩放方法的计算结果及实际测量值比对,验证方法的有效性。 结果 缩放所得模型的肢段长度与实际测量值的最大偏差 14. 74 mm,在文献给定范围(4. 0±13. 8) mm 内;缩放和逆运动学计算的标记点误差满足 OpenSim 给定要求;计算所得关节接触力均方根误差(GC3 ∶ 0. 40 BW,GC5 ∶ 0. 34 BW,BW 为 body weight) 较 ALS 方法(GC3 ∶0. 64 BW)和 OpenSim 线性缩放方法(GC5 ∶0. 40 BW)小;蒙特卡洛分析结果同时表明,对于模型标记点初始位置的变化,该方法计算关节接触力误差范围更小,肢段长度波动小于 5% 。 结论 该非线性缩放方法可行,且在目前验证条件下可以提高 OpenSim 运动学和动力学建模效率及仿真分析结果的精度。