Il principio meccanico fondamentale di un set di marcatori riflettenti per tutto il corpo è la creazione di un sistema di coordinate virtuale sulla superficie cutanea del soggetto. Tracciando questi punti esterni, i modelli biomeccanici possono definire matematicamente i centri di movimento interni dei segmenti ossei per ricostruire accuratamente il movimento scheletrico.
Questo sistema traduce i dati di superficie in un modello di corpo rigido, consentendo l'isolamento preciso della rotazione dell'asse articolare. È il metodo definitivo per calcolare angoli di rotazione interni ed esterni complessi necessari per valutare l'allineamento protesico e prevenire l'usura articolare.
Stabilire la Geometria Anatomica
Mappare la Superficie allo Scheletro
I marcatori riflettenti sono posizionati sulla pelle, ma il loro scopo è tracciare i segmenti ossei sottostanti. Il sistema di motion capture utilizza questi punti superficiali per creare una rappresentazione geometrica della struttura del corpo.
Definire i Centri di Movimento
La funzione principale di questa configurazione è definire i centri di movimento dei segmenti secondo un modello biomeccanico specifico. Questo calcolo consente al sistema di determinare esattamente dove un'articolazione ruota nello spazio tridimensionale durante il movimento.
Catturare la Meccanica Articolare
Identificare la Rotazione dell'Asse Articolare
A differenza del semplice tracciamento lineare, un set per tutto il corpo è progettato per identificare specifiche rotazioni dell'asse articolare. Questa capacità è fondamentale per analizzare come i segmenti corporei ruotano l'uno rispetto all'altro durante compiti dinamici.
Misurare Angoli Complessi
Il sistema è particolarmente prezioso per valutare gli angoli di rotazione interni ed esterni. La cattura accurata di questi movimenti sottili e multiplanari è essenziale per un'analisi biomeccanica completa.
Comprendere le Dipendenze Critiche
Il Ruolo del Modello Biomeccanico
L'accuratezza dei dati dipende fortemente dal modello biomeccanico specifico selezionato per interpretare le posizioni dei marcatori. Se il modello non definisce correttamente i centri di movimento, i dati risultanti sulla rotazione articolare saranno errati.
Precisione vs. Usura
L'utilità del sistema è legata alla sua capacità di rilevare minime deviazioni nel movimento. Non riuscire a raggiungere un'elevata precisione nel tracciamento della rotazione dell'asse articolare rischia di trascurare le specifiche forze rotazionali che portano a un'usura eccessiva dei tessuti biologici o dei componenti meccanici.
Implicazioni Cliniche e Funzionali
Prevenire l'Usura dei Componenti
Identificando con precisione le anomalie rotazionali, questo metodo aiuta a prevenire l'usura rotazionale eccessiva. Questa è una preoccupazione primaria nel preservare la longevità delle articolazioni anatomiche e degli impianti meccanici.
Ottimizzare la Funzione Protesica
I dati derivati da questi set di marcatori vengono utilizzati per valutare l'allineamento funzionale dei componenti protesici. Ciò garantisce che il dispositivo protesico faciliti il movimento naturale piuttosto che imporre forze dannose sull'arto residuo dell'utente.
Applicare il Motion Capture per Tutto il Corpo
Per massimizzare l'utilità di questi dati biomeccanici, allinea la tua analisi con i tuoi specifici obiettivi clinici o sperimentali:
- Se il tuo obiettivo principale è la Progettazione Protesica: Utilizza i dati per verificare l'allineamento funzionale, assicurando che l'asse del componente si allinei con i centri di movimento naturali dell'utente.
- Se il tuo obiettivo principale è la Prevenzione degli Infortuni: Analizza gli angoli di rotazione interni ed esterni per identificare e mitigare i modelli di movimento che causano un'usura rotazionale eccessiva.
Colmando il divario tra il movimento della superficie cutanea e la dinamica ossea interna, questo principio fornisce la certezza matematica necessaria per la diagnostica biomeccanica avanzata.
Tabella Riassuntiva:
| Principio Chiave | Funzione Meccanica | Applicazione Pratica |
|---|---|---|
| Sistemi di Coordinate | Mappa i marcatori superficiali ai segmenti ossei interni | Ricostruzione della geometria anatomica |
| Centri di Movimento | Definisce i punti di perno 3D per i segmenti articolari | Tracciamento preciso dell'asse articolare |
| Analisi Rotazionale | Calcola gli angoli di rotazione interni/esterni | Allineamento protesico e prevenzione dell'usura |
| Modellazione Biomeccanica | Traduce i dati puntuali in meccanica di corpo rigido | Diagnostica dei modelli di movimento |
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Riferimenti
- 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
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da 3515 Base di Conoscenza .
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