Hungarian Society of Biomechanics: E-Journals / Magyar Biomechanikai Társaság
Not a member yet
292 research outputs found
Sort by
The role of the Artificial Intelligence in the field of biomechanics
Get PDFArtificial Intelligence (AI) has a wide range of potential applications in industries such as healthcare, finance, transportation, and education. In the field of biomechanics, AI has the potential to improve the understanding of the human body and provide new insights for diagnosis, treatment, and prevention of injuries and diseases. AI has been used for applications such as image and motion analysis, and the prediction of injury risk, and involves a process of data collection, preprocessing, feature extraction, algorithm training, model validation, and deployment. This paper aims to explore the potential of AI in the field of biomechanics
Scolioticus gerinc moiréfelvételeinek szoftveres szegmentációja
Get PDFA scolioticus gerinc vizsgálatára a röntgenfelvételek részleges alternatíváját nyújtja a hátfelszín moiréfelvételeinek elemzése. A scoliosis moiréjelenségen alapuló diagnosztikájában a moiréfelvételek általánosan megbízható, gyors és precíz szegmentációja szignifikáns szerepet tölt be, és még kidolgozásra vár. Ez a kutatás a moiréfelvételek szegmentációjára kíván megoldási javaslatot tenni digitális (projekciós) moirétechnika és XOR-logika alkalmazásával létrehozott moiréfelvételek manuális/félautomatikus szegmentációjára kifejlesztett szoftveralapú megoldással, a Moiré Fringe Segmentation Tool prototípusával. A prototípus MATLAB App Designer alkalmazásban készült, és képszűrési és morfológiai műveletekkel biztosítja a moirésávok szegmentációját (1) fényerő- és (2) kontrasztjavítás, (3) 2-D Gauss-féle elmosás, (4) küszöbölés, (5) hisztogram kiegyenlítés, (6) inverzió, valamint a (7) szkeletonizáció implementálásával. A szoftver a moirésávok szegmentációját kvázi valós időben, manuálisan állítható szűrési és morfológiai képfeldolgozási műveletekkel, valamint előre meghatározott szekvencián alapuló, beépített algoritmussal támogatja. A prototípus alkalmazhatóságát egyszerű, gyors és a felvételek moirésávjainak nagy részét pontosan lekövető szegmentálás igazolja. Az eredmények azt mutatják, hogy a prototípus koncepciója megfelelő alapot nyújt a moirésávok szegmentációjához és további, kiterjesztett képfeldolgozási műveletekkel operáló kutatás-fejlesztéshez. Egyszerűségének és gyors működésének következtében a prototípus továbbfejlesztett megoldása helyettesítheti az időigényes és komplex szegmentálási módszereket is
Javaslat a juh teherviselő csonton végzett csontpótló anyag vizsgálatának standardizált módszerére
No full textEgy GINOP 2.1.1. pályázati projektben saját fejlesztésű aerogél alapú csontpótló anyag elkészültét követően annak állatkísérletes kipróbálását terveztük. Az állatkísérleti modellek szakirodalmát áttekintve arra a következtetésre jutottunk, hogy a juhok kiemelten alkalmasak csontsebészeti kísérletes modellállatként, így a mi választásunk is arra esett. Sebészi oldalról sikerült egy jól reprodukálható és a valós klinikai szituációkat valósághűen imitáló kísérleti módszert kialakítani, aminek átvétele szerencsés lenne hasonló kísérletek végzése során, a különböző kutatócsoportok eredményeinek összevethetőségének érdekében
Motion elements and effectiveness of balance recovery after the sudden perturbation test in the case of youth basketball players
Get PDFAz állás közbeni dinamikus egyensúlyozás egyik vizsgálati módszere a hirtelen irányváltoztatási teszt. A résztvevő egy felfüggesztett lapra áll, amelyet oldalirányban hirtelen kitérítve ingadozó lengőmozgást kezd végezni, amelyet a résztvevő egyensúlyvisszanyerő mozdulataival csillapít. A lap mozgása alapján a lengés csillapodásával az egyensúlyvisszanyerés eredményessége, a bejárt pálya alakjával az egyensúlyozás módja jellemezhető. Jelen munka célja a test komplex mozgásában megjelenő mozdulati elemek vizsgálata volt főkomponens-analízis segítségével. Tizenöt fiatal fiú kosárlabdázó (életkor: 14,9±1,5 év, testmagasság: 181,9±14,6 cm, testtömeg: 65,1±15,7 kg, domináns láb: bal) végezte el a tesztet mindkét lábon, bal lábon és jobb lábon állva. A lap, valamint a teljes test mozgását felhelyezett markerekkel, mozgáskövető rendszerrel rögzítettük. A komplex mozgást főkomponens-analízissel felbontottuk főposzturákra; ezek mentén történtek a főmozdulatok, melyeket vizuálisan értékeltünk, illetve a lefedett variancia alapján rangsoroltunk. A domináns főmozdulat két lábon állás esetén az oldalirányú testsúlyáthelyezés, míg egy lábon állás esetén a tartóláb fölötti, csípőből való oldalirányú elfordulás volt. Jelentős volt továbbá két lábon a bokából való előre dőlés, a domináns lábon a test összehúzása, a nem-domináns lábon az előre-hátra irányú mozdulatok és a térd hajlítása. Ezek összhangban voltak a lap mozgásának irányultságával is. Megjelent még a könyökök hirtelen hajlítása, a felső végtag távolítása is. Összefoglalva, a főmozdulatokra való felbontás ígéretes lehetőség az összetett egyensúlyvisszanyerési mozgás vizsgálatára.The sudden perturbation test is a method to analyse standing dynamic balancing. The participant stands on a suspended platform which receives a lateral perturbation; the platform starts to oscillate which is damped by the participant’s motion. Based on the platform motion, balancing effectiveness can be characterized by the damping ratio, while the shape of motion trajectory characterizes the execution of the recovery. The aim of this work was to analyse the elements of the complex body motion using principal component analysis.Fifteen teenage basketball player boys (age: 14.9 ± 1.5 years, body height: 181.9 ± 14.6 cm, body mass: 65.1 ± 15.7 kg, dominant leg: left) participated in sudden perturbation tests standing in bipedal and unipedal stances on both sides. Motion of the platform and the whole body was tracked by an optical motion capture system using reflective markers. The motion of the body was decomposed into principal postures; principal movements were performed along these postures, which were evaluated visually and ranked by variance measures.The dominant principal movement was a lateral shift of the centre of mass in the bipedal case, while a lateral rotation above the stance leg in the unipedal case. Considerable movement elements were: forward leaning at the ankle in bipedal stance, contraction of the whole body in the dominant unipedal stance, anterior-posterior motions and flexion of the knee in the non-dominant unipedal stance. These showed a correlation with the platform’s motion trajectory. Further elements were the sudden flexion of the elbows and the abduction of the upper limbs.In sum, decomposing via principal component analysis shows promise as a tool to analyse the complex balancing motion
Titán egyedi implantátumok gyártása 3D nyomtatással a Debreceni Egyetemen
Get PDFAz additív gyártástechnológiák térhódítása egyre inkább megfigyelhető az orvoslás területén is. A lézeres elven működő, fémek nyomtatására is alkalmas technikák fejlődése révén mára már teljesen egyénre szabott, biokompatibilis implantátumok készíthetőek, melyekkel jelentős áttörés érhető el a csontdefektusok kezelése terén. Ilyen implantátumok gyártásába kapcsolódik be a Debreceni Egyetem is egy legalább 4 éves projekt keretében, az én feladatom pedig az volt, hogy a fellelhető szakirodalmak és előzetes tapasztalatok alapján egy komplex összefoglalást készítsek az implantátumok egyénre szabhatóságának feltételeiről, a beültethetőségi- és anyagkövetelményekről, illetve beszámoljak a megvalósuló technológia által nyújtott újdonságokról
Investigation of the failure process of metal-polymer implants by 3D scanning
No full textIn our study, we have demonstrated that 3D scanning provides a powerful tool for the examination of explanted worn implants. The 3D models of 6 worn hip and 6 worn knee implants were created by 3D scanning and compared to the original geometries. The root causes of the failure of the implants could be assumed even without information about the service of the implant. This can help in the design of more durable and robust implants and to select the most critical operation parameters and to avoid premature loosening
Knee joint angle-specific strength deficit and EMG activity in the quadriceps femoris muscle following a single bout of damaging exercise
Get PDFA korábbi kutatások igazolták, hogy a vázizom mikrosérülései erődeficitet és az izom myoelektromos (EMG) aktivitásának módosulását okozhatják. Vizsgálatunkban feltételeztük, hogy a térdextenzorok erődeficitje, valamint a térdextenzorok és a biceps femoris izom EMG aktivitásának módosulása ízületi szöghelyzet-specifikus.Tizenhét egészséges, fizikailag aktív fiatal férfi esetében vizsgáltuk elektromiogáf és Multicont II. dinamométer segítségével, hogy miként változik a 30, 50 és 70°-os ízületi szöghelyzetben kifejtett maximális izometrikus forgatónyomaték mértéke, valamint az agonista és antagonista izmok aktivációja egy maximális intenzitású excentrikus-koncentrikus térdextenzió edzést követően 24 órával. A térdextenzorok izometriás forgatónyomatéka az edzés után mindhárom ízületi szöghelyzetben csökkent. Az nyomatékdeficit annál nagyobb volt, minél kisebb ízületi szöghelyzetben mértük azt. Az edzés egyetlen ízületi szöghelyzetben sem okozott változást a térdextenzorok EMG aktivitásában izometriás kontrakció alatt. A biceps femoris izom ko-aktivitása azonban nőtt izometriás térdextenzió alatt valamennyi ízületi szöghelyzetben. A biceps femoris/quadriceps femoris EMG arány nőtt 70 és 50°-os szöghelyzetű izometriás kontrakció alatt. A quadriceps EMG/extenzios nyomaték arány az edzés hatására a 30 és 50°-os izometriás extenzioban nőtt, 70°-os ízületi szöghelyzetnél változatlan maradt. Kutatásunk alapján elmondhatjuk, hogy minél kisebb izomhossznál történik az izometrikus térdextenzió, annál nagyobb forgatónyomatékdeficit következik be mikrosérülést okozó edzést követően. Ugyanakkor az antagonista biceps femoris izom ko-aktiváció nagyobb izomhossznál nagyobb mértékben fokozódik.Az eredményekből arra következtetünk, hogy intenzív terhelést követően a tédízület stabilitása mind a térdextenzorok forgatónyomatékának, mind pedig az extenzor/flexor aktivitási arány tekintetében ízületi szöghelyzet-specifikusan módosul.Due to the microdamage, caused by high tension in the muscle, contractile strength decreases along withthe modification of the muscle’s myoelectric (EMG) activity.In the present study we hypothesized that strength attenuation of knee extensors as well as the change inknee extensor and biceps femoris EMG activity is joint-angle-specific.Using a dynamometer, maximal voluntary isometric knee extension torque was measured at 30, 50 and70° knee joint angles in seventeen healthy, physically active male participants. Quadriceps and biceps femoris EMG activity was measured during the knee extensions. All tests were repeated 24 hours after a singlebout of maximal intensity eccentric-concentric knee extension exercise training performed on the samedynamometer.As a result of the acute exercise, a substantial amount of muscle pain developed, indicating the presenceof muscle damage. The isometric knee extensor torque decreased in all 3 joint angles; the smaller thejoint angle was, the bigger the torque deficit was. Quadriceps femoris EMG activity measured at knee extensions remained unchanged after exercise. However, biceps femoris co-activation increased significantlyin all joint angles. The biceps femoris/quadriceps femoris EMG activity ratio increased only at 70° and 50°.The quadriceps femoris EMG activity/knee extension torque ratio increased at 30° and 50° but remainedunchanged at 70°.Our results indicate that, in case of exercise induced muscle damage, the torque deficit is greater at smaller muscle length. At the same time, the antagonist co-activation increases towards when the isometricknee extension test is performed at greater muscle length.We conclude that an acute bout of knee extensor resistance exercise induces joint-specific alterations inknee stability in terms of changes in torque and agonist-antagonist activation ratio
A Nobel-díjas nemes Békésy György
Get PDFBékésy György, erdélyi nemes család sarja, aki Budapesten születetett 1899. június 3-án, az orvostudományi Nobel-díjat 1961-ben kapta meg „a fül csigájában létrejövő inge­rületek fizikai mechanizmusának felfedezéséért”, s elhunyt Honoluluban 1972. június 13-án. Békésy Györgyöt – minden idők – legnagyobb magyar biofizikusaként tiszteljük
A futás és szökdelés tömeg-rugó modell dinamikai viselkedésének globális feltérképezése és paraméterhangolása
Get PDFAnnak ellenére, hogy a futás és szökdelés tömeg-rugó modellje (SLIP - spring-loaded inverted pendulum) nagyon széles körben alkalmazott, nem találtunk teljes térképet a stabil mozgások dimenziótlan paramétertartományaira és a vonzási tartományokra. A Buckingham-féle tétel segítségével minimálisan szükséges paraméterhalmazt vezetünk be. Feltárjuk a konzervatív rendszer két dimenziótlan paraméterének és a dimenziótlan mechanikai energiának a 3D terét numerikus paraméterkövetés segítségével. A szakaszosan folytonos (hibrid dinamikai) rendszer stabilitási tulajdonságait a monodrómia mátrix numerikus számításával határozzuk meg. A mechanikai energia megváltoztatásával járó perturbációk esetére külön hangsúlyt fordítunk. A Nelder-Mead szimplex módszer alkalmazásával úgy hangoljuk a modellt, hogy különféle mozgásformák utánzására legyen alkalmas, mint például a lassú futás és a sprintelés
