Инфракрасные отражающие анатомические маркеры служат критически важным слоем преобразования данных между физическим объектом и системой биомеханического анализа. Прикрепляясь к определенным костным ориентирам, таким как крестец, подвздошные гребни и лодыжки, эти маркеры действуют как четкие точки признаков, позволяющие программному обеспечению немедленно построить цифровую модель скелета для анализа.
Ключевой вывод Эти маркеры функционируют как геометрическая основа для модели тела из 13-15 сегментов, преобразуя биологическое движение в цифровой формат. Эта абстракция позволяет автоматически рассчитывать в реальном времени диапазон движений суставов (ROM) и сложные углы вращения во всех трех плоскостях движения.
Построение биомеханической модели
Идентификация костных ориентиров
Основная функция этих маркеров — идентификация системы. Размещая их на жестких анатомических точках — в частности, на крестце, подвздошных гребнях и лодыжках — исследователи устанавливают стабильную визуальную привязку к лежащей в основе скелетной структуре субъекта.
Создание многожесткостной системы
После идентификации эти точки признаков позволяют системе сгенерировать биомеханическую модель человеческого скелета. Этот процесс абстрагирует сложную человеческую форму в связанную систему жестких тел (сегментов), что необходимо для последовательного математического анализа.
Установление систем координат
Маркеры облегчают создание системы координат из 13-15 сегментов. Эта геометрическая база необходима для разложения движений конечностей на рассчитываемые данные, что позволяет точно отслеживать взаимосвязи грудной клетки и таза.
Расчет данных о производительности в реальном времени
Измерение диапазона движений (ROM)
Цифровая модель скелета позволяет системе автоматически рассчитывать диапазон движений в реальном времени. Это имеет решающее значение для оценки того, как конкретная обувь влияет на механику тазобедренного, коленного и голеностопного суставов во время использования.
Анализ трехмерных плоскостей
Маркеры позволяют проводить анализ в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскостях. Это обеспечивает всесторонний обзор производительности, гарантируя, что движение отслеживается в 3D, а не только в плоском двухмерном профиле.
Получение расширенных кинематических данных
Помимо простого отслеживания положения, данные маркеров позволяют рассчитывать динамические показатели, такие как ускорение центра масс (CoM). Измеряя ориентацию костных сегментов, исследователи также могут получать суставные моменты и углы Эйлера для понимания вращательных сил.
Понимание компромиссов
Видимость против помех
Существует функциональный компромисс, касающийся физического размера маркеров. В то время как более крупные маркеры представляют собой более четкие точки данных для камер высокого разрешения, они могут мешать движению.
Стандарт 14 мм
Для смягчения этого эффекта диаметр 14 мм обычно используется в качестве стандартной оптимизации. Этот конкретный размер достаточно велик, чтобы обеспечить высокую контрастность отражения во время динамических действий, таких как прыжки, и в то же время достаточно мал, чтобы не мешать естественной походке испытуемого.
Ограничение картирования поверхности
Важно отметить, что маркеры размещаются на коже для отслеживания кости под ней. Хотя покрытия с высокой отражающей способностью гарантируют, что камера видит маркер, данные всегда представляют собой модель скелета, полученную из поверхностного размещения, полагаясь на предположение, что кожа движется синхронно с костным ориентиром.
Сделайте правильный выбор для вашей цели
При разработке исследования для оценки производительности обуви конфигурация ваших маркеров определяет данные, которые вы можете извлечь.
- Если ваш основной фокус — здоровье суставов: Приоритезируйте маркеры на лодыжке, колене и бедре, чтобы зафиксировать полный диапазон движений (ROM) в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскостях.
- Если ваш основной фокус — стабильность и баланс: Обеспечьте точное размещение на крестце и подвздошных гребнях для расчета ускорения центра масс (CoM) и вращения туловища.
- Если ваш основной фокус — динамическая ловкость: Убедитесь, что используются маркеры диаметром 14 мм для поддержания высококонтрастного отслеживания во время быстрых движений, не мешая спортсмену.
Успех в биомеханическом моделировании зависит не только от аппаратного обеспечения, но и от точного анатомического размещения маркеров, чтобы гарантировать, что цифровой скелет точно отражает физического пользователя.
Сводная таблица:
| Функция | Функция в биомеханическом моделировании |
|---|---|
| Анатомическое размещение | Костные ориентиры (крестец, подвздошные гребни, лодыжки) устанавливают скелетную базу. |
| Построение модели | Создает систему жестких тел из 13-15 сегментов для математического анализа. |
| Преобразование данных | Преобразует биологическое движение в 3D-координаты (сагиттальная/фронтальная/горизонтальная). |
| Размер маркера 14 мм | Оптимизирует высококонтрастное отслеживание, не мешая естественной походке. |
| Метрики производительности | Рассчитывает диапазон движений (ROM) и центр масс (CoM) в реальном времени. |
Повысьте производительность вашей обуви с 3515
Являясь ведущим крупномасштабным производителем, обслуживающим мировых дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 использует передовые биомеханические знания для предоставления превосходных решений для обуви. Наши комплексные производственные возможности охватывают все типы обуви, гарантируя, что каждая пара — от нашей флагманской защитной обуви до наших специализированных тактических ботинок, обуви для улицы, тренировочной обуви, а также серии для официальных и деловых случаев — спроектирована для оптимальной биомеханической производительности и комфорта.
Сотрудничайте с нами, чтобы вывести на рынок научно обоснованную обувь. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши оптовые потребности и узнать, как наш производственный опыт может способствовать росту вашего бренда.
Ссылки
- Minjie Bian, Yurong Mao. A non-immersive virtual reality-based intervention to enhance lower-extremity motor function and gait in patients with subacute cerebral infarction: A pilot randomized controlled trial with 1-year follow-up. DOI: 10.3389/fneur.2022.985700
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .
Связанные товары
Люди также спрашивают
- Какова роль профессиональной защитной обуви в управлении нагрузкой на коленный сустав и паттернами походки?
- Как профессиональная защитная и медицинская обувь снижает перекрестное загрязнение? Решения, основанные на гигиене
- Как защитная обувь защищает рабочих на производстве сборного железобетона? Руководство по защите носка и подошвы со стальным усилением
- Почему предоставление стандартизированной защитной обуви необходимо для посетителей птицеферм? Руководство по биозащите
- Почему необходимо выбирать профессиональную обувь для медработников или защитную обувь с функциями снятия давления? Предотвращение травм стоп
