Фундаментальный механический принцип полного набора отражающих маркеров для всего тела заключается в создании виртуальной системы координат на поверхности кожи испытуемого. Отслеживая эти внешние точки, биомеханические модели могут математически определять внутренние центры движения костных сегментов для точной реконструкции движения скелета.
Эта система преобразует поверхностные данные в модель твердого тела, позволяя точно изолировать вращение оси сустава. Это окончательный метод расчета сложных углов внутреннего и внешнего вращения, необходимых для оценки выравнивания протеза и предотвращения износа суставов.
Установление анатомической геометрии
Сопоставление поверхности с скелетом
Отражающие маркеры размещаются на коже, но их назначение — отслеживать лежащие под ними костные сегменты. Система захвата движения использует эти поверхностные точки для создания геометрического представления структуры тела.
Определение центров движения
Основная функция этой установки — определение центров движения сегментов в соответствии с конкретной биомеханической моделью. Этот расчет позволяет системе точно определить, где сустав поворачивается в трехмерном пространстве во время движения.
Захват механики суставов
Идентификация вращения оси сустава
В отличие от простого линейного отслеживания, полный набор предназначен для идентификации специфических вращений оси сустава. Эта возможность имеет решающее значение для анализа того, как сегменты тела вращаются относительно друг друга во время динамических задач.
Измерение сложных углов
Система особенно ценна для оценки углов внутреннего и внешнего вращения. Точный захват этих тонких, многоплоскостных движений необходим для полного биомеханического анализа.
Понимание критических зависимостей
Роль биомеханической модели
Точность данных в значительной степени зависит от конкретной биомеханической модели, выбранной для интерпретации положений маркеров. Если модель неправильно определяет центры движения, полученные данные о вращении сустава будут ошибочными.
Точность против износа
Полезность системы связана с ее способностью обнаруживать мельчайшие отклонения в движении. Неспособность достичь высокой точности в отслеживании вращения оси сустава рискует упустить специфические вращательные силы, которые приводят к чрезмерному износу биологических тканей или механических компонентов.
Клинические и функциональные последствия
Предотвращение износа компонентов
Точно идентифицируя аномалии вращения, этот метод помогает предотвратить чрезмерный износ от вращения. Это является основной проблемой в сохранении долговечности анатомических суставов и механических имплантатов.
Оптимизация функции протеза
Данные, полученные с этих наборов маркеров, используются для оценки функционального выравнивания компонентов протеза. Это гарантирует, что протезное устройство способствует естественному движению, а не накладывает разрушительные силы на культю пользователя.
Применение захвата движения всего тела
Чтобы максимизировать полезность этих биомеханических данных, согласуйте свой анализ с вашими конкретными клиническими или экспериментальными целями:
- Если ваш основной фокус — дизайн протезов: Используйте данные для проверки функционального выравнивания, гарантируя, что ось компонента совпадает с естественными центрами движения пользователя.
- Если ваш основной фокус — профилактика травм: Анализируйте углы внутреннего и внешнего вращения для выявления и смягчения паттернов движения, вызывающих чрезмерный износ от вращения.
Соединяя разрыв между движением поверхности кожи и внутренней динамикой костей, этот принцип обеспечивает математическую уверенность, необходимую для передовой биомеханической диагностики.
Сводная таблица:
| Ключевой принцип | Механическая функция | Практическое применение |
|---|---|---|
| Системы координат | Сопоставляет поверхностные маркеры с внутренними костными сегментами | Реконструкция анатомической геометрии |
| Центры движения | Определяет 3D точки поворота для сегментов суставов | Точное отслеживание оси сустава |
| Анализ вращения | Рассчитывает углы внутреннего/внешнего вращения | Выравнивание протеза и предотвращение износа |
| Биомеханическое моделирование | Преобразует точечные данные в механику твердого тела | Диагностика паттернов движения |
Оптимизируйте свой анализ движения с помощью обувных решений 3515
Точность в биомеханике имеет решающее значение как для спортивных результатов, так и для долгосрочного здоровья суставов. Являясь крупным производителем, обслуживающим дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 предлагает комплексные производственные возможности для всех типов обуви, основываясь на нашей флагманской серии защитной обуви. Наш обширный портфель — охватывающий рабочую и тактическую обувь, обувь для активного отдыха, тренировочную обувь и кроссовки — разработан для поддержки естественного биомеханического выравнивания и противостояния сложным вращательным силам.
Независимо от того, разрабатываете ли вы специализированную обувь для медицинского выравнивания или высокопроизводительные спортивные бренды, мы предоставляем техническую экспертизу для преобразования данных о движении в превосходный дизайн продукта. Сотрудничайте с нами, чтобы создавать обувь, которая минимизирует износ и максимизирует функциональную эффективность.
Свяжитесь с 3515 сегодня, чтобы обсудить ваши оптовые потребности
Ссылки
- Tetsunari Harada, Yasuharu Nakashima. Reverse dynamics analysis of contact force and muscle activities during the golf swing after total hip arthroplasty. DOI: 10.1038/s41598-023-35484-y
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .