Passive reflektierende Hautmarker bilden die grundlegende Verbindung zwischen der physischen Anatomie und der digitalen Analyse. Durch die Anbringung an spezifischen knöchernen Landmarken können Motion-Capture-Systeme Infrarotlicht reflektieren, um kritische anatomische Zentren zu lokalisieren. Dieser Prozess ermöglicht es Forschern, menschliche Segmentvektoren genau zu rekonstruieren, was die präzise Berechnung der Gelenkrotationswinkel ermöglicht, die für die Bewertung der Schuhleistung unerlässlich sind.
Die Platzierung von Markern an spezifischen anatomischen Landmarken ist nicht willkürlich; sie ist der einzige Weg, die Geometrie von Körpersegmenten (Oberschenkel, Unterschenkel, Füße) zu definieren. Dies wandelt Rohdaten der Bewegung in aussagekräftige Erkenntnisse über biomechanische Ausrichtung und Unterstützung um.
Die Mechanik der Bewegungserfassung
Festlegung anatomischer Zentren
Bewegungserfassungssysteme verlassen sich auf die Reflexion von Infrarotlicht von passiven Markern, um die Position des Körpers im Raum zu identifizieren.
Kameras können jedoch nicht von Natur aus zwischen einem Knie und einem Knöchel unterscheiden.
Um dies zu lösen, werden Marker an spezifischen anatomischen Landmarken angebracht, wie z. B. dem Trochanter major, dem Femurkondylus und dem Malleolus.
Erstellung von Segmentvektoren
Sobald das System diese Landmarken identifiziert hat, verbindet es die Punkte mathematisch.
Diese Verbindungen bilden menschliche Segmentvektoren und definieren die starren Körper von Oberschenkeln, Unterschenkeln und Füßen.
Ohne diese definierten Segmente sieht der Computer nur eine Punktwolke und kein biomechanisches Modell.
Warum Anatomie bei Schuhprüfungen wichtig ist
Berechnung der Gelenkrotation
Das Hauptziel der Ganganalyse in diesem Zusammenhang ist die Messung der Gelenkbewegungen unter dem Einfluss verschiedener Schuhe.
Durch den Vergleich der sich ändernden Winkel zwischen den Segmentvektoren berechnen Forscher Gelenkrotationswinkel.
Diese Daten zeigen, wie ein Schuh die Bewegung beeinflusst, z. B. den Grad der Kniebeugung oder Fußgelenkrotation während eines Schritts.
Sicherstellung aussagekräftiger Daten
Daten sind nur dann wertvoll, wenn sie die menschliche Physiologie genau darstellen.
Die Anbringung von Markern an Landmarken stellt sicher, dass die daraus resultierenden Daten bezüglich Unterstützung und Ausrichtung anatomisch sinnvoll sind.
Dies unterscheidet gültige biomechanische Tests von einfacher Bewegungsverfolgung.
Verständnis der Kompromisse
Empfindlichkeit gegenüber der Platzierung
Die Genauigkeit des gesamten Systems hängt von der präzisen Identifizierung der Landmarken ab.
Wenn ein Marker falsch platziert wird – zum Beispiel, wenn das wahre Zentrum des Malleolus verfehlt wird – wird der berechnete Segmentvektor verzerrt.
Anforderungen an die Sichtlinie
Da diese Marker passiv sind und auf der Reflexion von Infrarotlicht basieren, müssen sie für die Kameras sichtbar bleiben.
Das System benötigt eine klare Sichtlinie zu den anatomischen Landmarken, um die Integrität der Segmentvektoren während des gesamten Gangzyklus aufrechtzuerhalten.
Sicherstellung der Validität bei der Ganganalyse
Um sicherzustellen, dass Ihre Schuhprüfungen umsetzbare Daten liefern, beachten Sie die folgenden Schwerpunkte:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf biomechanischer Genauigkeit liegt: Priorisieren Sie die präzise Palpation und Platzierung von Markern an knöchernen Landmarken wie dem Femurkondylus, um genaue Vektoren zu definieren.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Produktbewertung liegt: Nutzen Sie die resultierenden Gelenkrotationswinkel, um spezifische Schuhmerkmale direkt mit Änderungen der Trägerausrichtung und -unterstützung zu korrelieren.
Präzision bei der Markerplatzierung ist die Voraussetzung für gültige Schlussfolgerungen über die Schuhleistung.
Zusammenfassungstabelle:
| Komponente | Rolle bei der Ganganalyse | Auswirkung auf Schuhprüfungen |
|---|---|---|
| Passive Marker | Reflektieren Infrarotlicht zu Kameras | Definiert das digitale Körpermodell im 3D-Raum |
| Anatomische Landmarken | Knöcherne Referenzpunkte (z. B. Malleolus) | Gewährleistet mathematische Genauigkeit der Gelenkzentren |
| Segmentvektoren | Verbindet identifizierte Landmarken | Bildet die starren Körper (Fuß/Bein) zur Verfolgung der Bewegung |
| Rotationswinkel | Misst die Winkeländerung zwischen Vektoren | Bewertet, wie ein Schuh die biomechanische Ausrichtung beeinflusst |
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Referenzen
- Abdul Aziz Hulleck, Kinda Khalaf. BlazePose-Seq2Seq: Leveraging Regular RGB Cameras for Robust Gait Assessment. DOI: 10.1109/tnsre.2024.3391908
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .
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