Die 26 reflektierenden Marker fungieren als präzise räumliche Anker, die die menschliche Anatomie in ein digitales Format übersetzen. Sie werden an spezifischen anatomischen Landmarken – wie Ferse, Beckenkamm und Trochanter major – angebracht und definieren die räumliche Haltung des Körpers, um eine genaue Bewegungsaufzeichnungsanalyse zu steuern.
Die Kernfunktion dieser Marker besteht darin, als geometrische Knotenpunkte zu dienen, die es einem Human Body Model (HBM) ermöglichen, segmentierte Starrkörpermodelle zu konstruieren und optische Daten in präzise biomechanische Messungen umzuwandeln.
Konstruktion des digitalen Skeletts
Erstellung von Starrkörpersegmenten
Die Hauptaufgabe der Marker besteht darin, das Human Body Model (HBM) bei der Erstellung einer segmentierten Darstellung des Subjekts zu unterstützen.
Durch die Verfolgung dieser 26 Punkte etabliert das System eine geometrische Basis für ein 13- bis 15-Segment-Koordinatensystem. Diese Segmentierung ermöglicht es der Software, verschiedene Körperteile als eigenständige, starre mechanische Verbindungen zu behandeln und nicht als eine einzige amorphe Form.
Zuordnung zu knöchernen Landmarken
Die Platzierung wird streng durch die Skelettanatomie bestimmt, um eine genaue Systemidentifikation zu gewährleisten.
Marker werden an knöchernen Landmarken wie Kreuzbein, Darmbeinstacheln, Schultern und Knöcheln angebracht. Diese spezifischen Positionen dienen als Merkmalspunkte, die es dem System ermöglichen, Weichteilbewegungen zu ignorieren und sich auf die zugrunde liegende Skelettstruktur zu konzentrieren.
Analyse biomechanischer Bewegungen
Verfolgung von Gelenkzentren
Sobald die Starrkörpersegmente definiert sind, ermöglichen die Marker die präzise Berechnung der Positionen der Gelenkzentren.
Dies ermöglicht die Echtzeitverfolgung der Interaktion von Gliedmaßensegmenten. Es liefert die Daten, die zur Analyse des Bewegungsumfangs wichtiger Gelenke – einschließlich Hüfte, Knie und Knöchel – in den sagittalen, frontalen und horizontalen Ebenen erforderlich sind.
Zerlegung komplexer Bewegungen
Über die einfache Verfolgung hinaus ermöglicht der Markierungssatz den Forschern, komplexe Gliedmaßenbewegungen in berechenbare Euler-Winkel zu zerlegen.
Diese mathematische Zerlegung ist entscheidend für die Analyse von Rotationsbeziehungen. Sie ermöglicht beispielsweise die präzise Messung der gleichphasigen oder gegenphasigen Rotation zwischen Thorax und Becken bei Aktivitäten wie Gehen.
Verständnis der Kompromisse
Empfindlichkeit gegenüber der Platzierung
Die Zuverlässigkeit des HBM hängt vollständig von der Präzision der Markerplatzierung ab.
Da das System auf diese spezifischen Landmarken (z. B. den Trochanter major) angewiesen ist, um das Modell zu erstellen, führt jede Abweichung in der physischen Platzierung zu einem verzerrten digitalen Skelett. Das Modell ist nur so genau wie die physische Anwendung der Marker.
Grenzen von Starrkörpern
Der 26-Marker-Satz ist für die Erstellung von Starrkörpermodellen konzipiert.
Dies ist zwar für die Berechnung von Gelenkwinkeln und Skeletthaltung äußerst effektiv, erzeugt jedoch eine geometrische Abstraktion, die davon ausgeht, dass sich Körpersegmente nicht verformen. Dieser Ansatz ist ideal für die biomechanische Analyse, erfasst jedoch keine Weichteildynamik oder Muskeloszillationen.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um den Nutzen dieses Markierungssatzes zu maximieren, richten Sie Ihr Setup an Ihren spezifischen analytischen Zielen aus:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Modellerstellung liegt: Priorisieren Sie die exakte Platzierung auf knöchernen Landmarken wie dem Beckenkamm und dem Kreuzbein, um sicherzustellen, dass das 13-15-Segment-Koordinatensystem geometrisch gültig ist.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der klinischen Analyse liegt: Nutzen Sie die Starrkörperdaten zur Berechnung von Echtzeit-Euler-Winkeln und achten Sie insbesondere auf Rotationsasymmetrien in Hüfte, Knie und Knöchel.
Die 26 Marker sind nicht nur Verfolgungspunkte; sie sind die grundlegenden Architekten des digitalen Skeletts, das für biomechanische Wahrheiten verwendet wird.
Zusammenfassungstabelle:
| Funktion | Schlüsselrolle | Kernvorteil |
|---|---|---|
| Räumliche Verankerung | Bildet knöcherne Landmarken ab (Kreuzbein, Beckenkamm usw.) | Übersetzt physische Anatomie in ein digitales Format |
| Starrkörpermodellierung | Definiert 13-15 verschiedene Segmente | Ermöglicht präzise mechanische Verbindungsanalyse |
| Gelenkverfolgung | Berechnet 3D-Gelenkzentrumspositionen | Misst den Bewegungsumfang über mehrere Ebenen |
| Bewegungszerlegung | Wandelt Bewegung in Euler-Winkel um | Analysiert komplexe Rotationen zwischen Körpersegmenten |
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