I 26 marcatori riflettenti funzionano come ancore spaziali precise che traducono l'anatomia umana in un formato digitale. Posizionati su specifici punti di riferimento anatomici, come il tallone, la cresta iliaca e il grande trocantere, definiscono la postura spaziale del corpo per guidare un'analisi accurata del motion capture.
La funzione principale di questi marcatori è quella di fungere da nodi geometrici che consentono a un Modello del Corpo Umano (HBM) di costruire modelli segmentati a corpo rigido, consentendo la trasformazione dei dati ottici in misurazioni biomeccaniche precise.
Costruzione dello Scheletro Digitale
Stabilire Segmenti Rigidi
Il ruolo principale dei marcatori è quello di assistere il Modello del Corpo Umano (HBM) nella generazione di una rappresentazione segmentata del soggetto.
Tracciando questi 26 punti, il sistema stabilisce una base geometrica per un sistema di coordinate a 13-15 segmenti. Questa segmentazione consente al software di trattare diverse parti del corpo come collegamenti meccanici rigidi distinti piuttosto che come un'unica forma amorfa.
Mappatura sui Punti di Riferimento Ossei
Il posizionamento è strettamente dettato dall'anatomia scheletrica per garantire un'identificazione accurata del sistema.
I marcatori sono posizionati su punti di riferimento ossei come il sacro, le spine iliache, le spalle e le caviglie. Queste posizioni specifiche agiscono come punti di riferimento, consentendo al sistema di ignorare il movimento dei tessuti molli e di concentrarsi sulla struttura scheletrica sottostante.
Analisi del Movimento Biomeccanico
Tracciamento dei Centri Articolari
Una volta definiti i segmenti rigidi, i marcatori consentono il calcolo preciso delle posizioni dei centri articolari.
Ciò consente il tracciamento in tempo reale di come i segmenti degli arti interagiscono. Fornisce i dati necessari per analizzare il range di movimento delle articolazioni chiave, inclusi anca, ginocchio e caviglia, attraverso i piani sagittale, coronale e orizzontale.
Decomposizione del Movimento Complesso
Oltre al semplice tracciamento, il set di marcatori consente ai ricercatori di scomporre i movimenti complessi degli arti in angoli di Eulero calcolabili.
Questa scomposizione matematica è fondamentale per analizzare le relazioni rotazionali. Ad esempio, consente la misurazione precisa della rotazione in fase o fuori fase tra il torace e il bacino durante attività come la camminata.
Comprendere i Compromessi
Sensibilità al Posizionamento
L'affidabilità dell'HBM dipende interamente dalla precisione del posizionamento dei marcatori.
Poiché il sistema si basa su questi specifici punti di riferimento (ad esempio, il grande trocantere) per costruire il modello, qualsiasi deviazione nel posizionamento fisico si tradurrà in uno scheletro digitale distorto. Il modello è accurato solo quanto l'applicazione fisica dei marcatori.
Limitazioni dei Corpi Rigidi
Il set di 26 marcatori è progettato per costruire modelli a corpo rigido.
Sebbene ciò sia molto efficace per il calcolo degli angoli articolari e della postura scheletrica, crea un'astrazione geometrica che presuppone che i segmenti del corpo non si deformino. Questo approccio è ideale per l'analisi biomeccanica ma non cattura la dinamica dei tessuti molli o l'oscillazione muscolare.
Fare la Scelta Giusta per il Tuo Obiettivo
Per massimizzare l'utilità di questo set di marcatori, allinea la tua configurazione con i tuoi specifici obiettivi analitici:
- Se il tuo obiettivo principale è la Generazione del Modello: Dai priorità al posizionamento esatto sui punti di riferimento ossei come la cresta iliaca e il sacro per garantire che il sistema di coordinate a 13-15 segmenti sia geometricamente valido.
- Se il tuo obiettivo principale è l'Analisi Clinica: Sfrutta i dati dei corpi rigidi per calcolare gli angoli di Eulero in tempo reale, prestando particolare attenzione alle asimmetrie rotazionali dell'anca, del ginocchio e della caviglia.
I 26 marcatori non sono solo punti di tracciamento; sono gli architetti fondamentali dello scheletro digitale utilizzato per la verità biomeccanica.
Tabella Riassuntiva:
| Funzione | Ruolo Chiave | Beneficio Principale |
|---|---|---|
| Ancoraggio Spaziale | Mappa i punti di riferimento ossei (sacro, cresta iliaca, ecc.) | Trasforma l'anatomia fisica in un formato digitale |
| Modellazione a Corpo Rigido | Definisce 13-15 segmenti distinti | Consente un'analisi precisa dei collegamenti meccanici |
| Tracciamento Articolare | Calcola le posizioni dei centri articolari 3D | Misura il range di movimento su più piani |
| Decomposizione del Movimento | Converte il movimento in angoli di Eulero | Analizza rotazioni complesse tra i segmenti corporei |
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Riferimenti
- Xiping Ren, Thomas Tischer. Lower extremity joint compensatory effects during the first recovery step following slipping and stumbling perturbations in young and older subjects. DOI: 10.1186/s12877-022-03354-3
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da 3515 Base di Conoscenza .
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