Spezialisierte Berechnungssoftware ist die entscheidende Brücke, die rohe biometrische Daten in vergleichbare, umsetzbare Erkenntnisse umwandelt. Sie automatisiert die komplexen Prozesse des Filterns, Normalisierens und Indexierens, um sicherzustellen, dass Rohsignale – insbesondere die vertikale Bodenreaktionskraft (vGRF) und die Elektromyographie (EMG) – anhand individueller physiologischer Variationen wie Körpergewicht und Muskelkapazität standardisiert werden.
Die Kernbotschaft Rohdaten aus der Biomechanik werden durch die Größe und Kraft des Individuums inhärent verzerrt. Der grundlegende Wert spezialisierter Software liegt in ihrer Fähigkeit, diese physiologischen Unterschiede mathematisch zu eliminieren, was einen standardisierten Asymmetrieindex ermöglicht, der die Auswirkungen von Erkrankungen wie chronischer Knöchelinstabilität (CAI) objektiv widerspiegelt.
Umwandlung von Rohsignalen in standardisierte Daten
Normalisierung von Bodenreaktionskräften
Rohe Kraftdaten sind schwer zwischen Probanden unterschiedlicher Größe zu vergleichen. Um dies zu lösen, normalisiert spezialisierte Software die vertikale Bodenreaktionskraft (vGRF) anhand des Körpergewichts (%BW).
Durch die Darstellung der Kraft als Prozentsatz des Körpergewichts anstelle von rohen Newton schafft die Software eine Metrik, die unabhängig von der Masse des Probanden ist.
Standardisierung der Muskelaktivität (EMG)
Elektromyographie (EMG)-Signale können je nach Platzierung des Sensors und Hautimpedanz erheblich variieren. Die Software adressiert dies, indem sie EMG-Signale als Prozentsatz der maximalen willkürlichen isometrischen Kontraktion (MVC) standardisiert.
Diese Umwandlung transformiert willkürliche Spannungswerte in ein Maß für die relative Anstrengung. Sie stellt sicher, dass die Daten widerspiegeln, wie viel von der maximalen Kapazität des Muskels während des Gangs genutzt wird.
Das Ziel: Vergleichsobjektivität erreichen
Beseitigung physiologischer Verzerrungen
Die Hauptfunktion der Software besteht darin, das durch individuelle Unterschiede eingeführte "Rauschen" zu entfernen. Ohne diese Verarbeitung ist es unmöglich festzustellen, ob ein Signalunterschied auf eine Pathologie zurückzuführen ist oder einfach darauf, dass ein Proband schwerer oder stärker ist als ein anderer.
Eine standardisierte Verarbeitung ebnet das Spielfeld. Sie ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen verschiedenen Probanden und Gliedmaßen, unabhängig von ihrer körperlichen Statur.
Berechnung des Asymmetrieindex
Nach Abschluss der Normalisierung berechnet die Software den Asymmetrieindex. Dies ist die definitive Metrik zur Bewertung des Bewegungs Gleichgewichts.
Dieser Index liefert eine objektive Widerspiegelung der Bewegungsleistung. Er ist besonders wichtig für die Beurteilung der funktionellen Auswirkungen von Pathologien wie der chronischen Knöchelinstabilität (CAI), bei der der Vergleich von Gliedmaße zu Gliedmaße für Diagnose und Rehabilitation entscheidend ist.
Verständnis der Kompromisse
Abhängigkeit von genauen Basiswerten
Während die Software die Berechnung automatisiert, hängt die Genauigkeit der Ausgabe vollständig von der Qualität der Basiseingaben ab.
Wenn beispielsweise die MVC-Eingabe keine echte Darstellung der maximalen Anstrengung des Probanden ist, wird der standardisierte EMG-Prozentsatz verzerrt sein. Die Software verarbeitet Daten effizient, kann aber keine fehlerhaften Referenzwerte korrigieren.
Die Nuance des Filterns
Die Software ist auch für das Filtern von Rohsignalen zur Rauschunterdrückung verantwortlich. Obwohl dies für saubere Daten notwendig ist, erfordert dieser Prozess eine sorgfältige Auswahl der Parameter.
Aggressives Filtern kann Daten so stark glätten, dass subtile, aber klinisch relevante Signalspitzen verloren gehen. Der Benutzer muss den Algorithmen der Software vertrauen und sich gleichzeitig bewusst sein, dass "saubere" Daten eine manipulierte Darstellung der Rohdaten sind.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um sicherzustellen, dass Ihre Ganganalyse gültige Ergebnisse liefert, wenden Sie die Normalisierungsfunktionen der Software entsprechend Ihren spezifischen Zielen an:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Lastanalyse liegt: Stellen Sie sicher, dass die vGRF-Daten streng auf %BW normalisiert werden, um Massenunterschiede zwischen den Probanden zu berücksichtigen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Muskelpathologien liegt: Überprüfen Sie, ob die EMG-Signale auf MVC standardisiert sind, um die relative Muskelaktivierung und Ermüdung genau zu beurteilen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf klinischer Beurteilung liegt: Verlassen Sie sich auf den Asymmetrieindex, um funktionelle Defizite, die durch Erkrankungen wie CAI verursacht werden, objektiv zu messen.
Eine erfolgreiche Ganganalyse hängt nicht nur von der Datenerfassung ab, sondern auch von deren rigoroser Standardisierung, um die wahre biomechanische Geschichte aufzudecken.
Zusammenfassungstabelle:
| Signalart | Normalisierungsmethode | Primäre Metrik | Analytischer Vorteil |
|---|---|---|---|
| Bodenreaktionskraft (vGRF) | Körpergewicht-Verhältnis | %BW | Entfernt massenbedingte Verzerrungen für den Vergleich zwischen Probanden |
| Elektromyographie (EMG) | Maximale willkürliche isometrische Kontraktion | %MVC | Standardisiert die Muskelanstrengung unabhängig von der Sensorplatzierung |
| Vergleichsgleichgewicht | Differenz zwischen Gliedmaßen | Asymmetrieindex | Identifiziert objektiv Pathologien wie chronische Knöchelinstabilität (CAI) |
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Referenzen
- Hossein Tajdini, Giacomo Rossettini. Inter-limb asymmetry of kinetic and electromyographic during walking in patients with chronic ankle instability. DOI: 10.1038/s41598-022-07975-x
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .