Um die Datenintegrität zu gewährleisten, müssen Forscher die "Übergangsphasen" des Gehens aus dem aufgezeichneten Datensatz entfernen.
Standardprotokolle für Kraftsensor-Schuhe verlangen das Entfernen der ersten beiden und der letzten beiden Schritte eines Gehsatzes. Dieser Prozess eliminiert das mechanische Rauschen, das durch die Beschleunigung am Anfang und die Verzögerung am Ende eines Versuchs verursacht wird. Dadurch konzentriert sich die Analyse ausschließlich auf den stabilen Gang des Teilnehmers, der die einzig zuverlässige Messung seiner wahren Gehfähigkeit darstellt.
Kernbotschaft: Der Ausschluss der Anfangs- und Endschritte ist unerlässlich, um den stabilen Gang vom physiologischen "Rauschen" des Starts und Stopps zu isolieren. Ohne diese Filterung bleiben die Daten durch die Physik von Beschleunigung und Verzögerung verzerrt, was wissenschaftliche Vergleiche ungenau macht.
Die Physik der Übergangsbewegung
Beseitigung von Beschleunigungsinterferenzen
Wenn eine Person zu gehen beginnt, zeichnen die Kraftsensoren einen signifikanten Anstieg der horizontalen und vertikalen Kräfte auf, die erforderlich sind, um die Trägheit zu überwinden. Diese ersten beiden Schritte werden von der Beschleunigung dominiert, die nicht dem natürlichen, rhythmischen Gangmuster des Benutzers entspricht.
Minimierung von Verzögerungsartefakten
Ebenso beginnt ein Teilnehmer instinktiv, langsamer zu werden, wenn er sich dem Ende eines 20-Meter-Gangs nähert. Diese letzten Schritte beinhalten Verzögerungskräfte und Gangveränderungen, die nicht repräsentativ für seine normale Fortbewegungsleistung sind.
Erreichung wissenschaftlicher Gültigkeit durch Daten im stabilen Zustand
Definition des stabilen Gangs
Der stabile Gang ist die Phase, in der das Gehen rhythmisch und energieeffizient wird. Durch das Entfernen der "Start-" und "Brems-" Daten können Forscher saubere Metriken wie Schrittlänge, Druckverteilung und Kadenz extrahieren.
Verbesserung der vergleichenden Analyse
Damit ein Gehtest wissenschaftlich gültig ist, müssen die Daten über verschiedene Probanden oder Zeiträume hinweg vergleichbar sein. Das Entfernen von Übergangsschritten stellt sicher, dass Sie konsistente Gehmechaniken vergleichen und nicht, wie schnell oder abrupt ein Proband startet und stoppt.
Verständnis der Kompromisse
Das Risiko von Datenverlust
Obwohl das Entfernen der ersten und letzten beiden Schritte für "saubere" Daten sorgt, bedeutet dies, dass ein Teil des aufgezeichneten Versuchs verworfen wird. Bei kürzeren Gehtests kann dies die Gesamtzahl der für die Analyse verfügbaren Schritte erheblich reduzieren.
Ignorieren der Übergangsphase
Die Konzentration ausschließlich auf den stabilen Gang kann wichtige Informationen übersehen, wenn das Ziel der Studie darin besteht, zu verstehen, wie ein Patient die Bewegung initiiert. Wenn das Forschungsziel darin besteht, Gleichgewichtsübergänge oder Sturzrisiken während des Starts zu untersuchen, werden diese ausgeschlossenen Schritte tatsächlich zu den wichtigsten Datenpunkten.
Anwendung auf Ihr Projekt
Bei der Konfiguration Ihrer Datenverarbeitungspipeline für Kraftsensor-Schuhe sollte Ihre Filterstrategie mit Ihren spezifischen Forschungszielen übereinstimmen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Beurteilung der allgemeinen Mobilität oder der Ganggesundheit liegt: Schließen Sie immer die ersten und letzten beiden Schritte aus, um sicherzustellen, dass Ihre Durchschnittswerte die Leistung im stabilen Zustand widerspiegeln.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf neurologischer "Startverzögerung" oder Parkinson-Gang liegt: Sie müssen die Anfangsschritte beibehalten, da die Beschleunigungsphase die primären Biomarker für diese Zustände enthält.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Komfort von Schuhen oder Orthesen liegt: Konzentrieren Sie sich streng auf die Daten im stabilen Zustand, um zu verstehen, wie die Ausrüstung bei anhaltender Nutzung funktioniert.
Durch die Isolierung der stabilen Phase verwandeln Sie rohes Sensorsignalrauschen in eine präzise und umsetzbare Karte der menschlichen Fortbewegung.
Zusammenfassungstabelle:
| Gangphase | Dateneinfluss | Analyseaktion | Begründung |
|---|---|---|---|
| Anfangsschritte | Beschleunigung & Trägheit | Ausschließen | Entfernt mechanisches Startrauschen |
| Stabiler Zustand | Rhythmisch & Konsistent | Einbeziehen | Repräsentiert wahre Fortbewegungsfähigkeit |
| Endschritte | Verzögerung & Bremsen | Ausschließen | Beseitigt Verlangsamungsartefakte |
| Übergangsstudie | Gleichgewicht & Initiierung | Beibehalten | Unerlässlich für neurologische Biomarker |
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Referenzen
- Harald Hefter, Sara Samadzadeh. Effects of Combined Vibration Ergometry and Botulinum Toxin on Gait Improvement in Asymmetric Lower Limb Spasticity: A Pilot Study. DOI: 10.3390/jfmk10010041
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .
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