$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
ملاحظة: تمت الموافقة على استخدام البشر المشاركين من كلية العلوم جنة الأخلاقيات الصحية في جامعة ساوثهامبتون. وقعت جميع المشاركين استمارات الموافقة قبل بدء جمع البيانات. لتم تسجيل البيانات المقدمة في هذه الدراسة الكينماتيكا باستخدام نظام التقاط علامة الحركة السلبي تتألف من 12 الكاميرات. ست كاميرات 4 ميجابيكسل وست كاميرات 16 ميجابيكسل تعمل على تردد أخذ العينات من 120 هرتز.
1. إعداد مشارك
- طرح موضوعات لإزالة الملابس الجزء العلوي من الجسم أو إلى ارتداء حمالة صدر رياضية، سترة، أو حمالة الأعلى. من المهم أن الملابس لا تتداخل مع حركة علامات أو انسداد علامات من وجهة نظر الكاميرات.
- بناء كتلة الأخرم علامة تتكون من 'L' قطعة على شكل من البلاستيك 70 ملم في الطول طول كل جانب من جوانب. إرفاق ثلاث علامات العاكس للAMC، واحدة على نهاية كل نهاية كل جانب واحد حيث الإلكترونيةمنظمة العمل ضد الجوع الجانب قاء (الشكل 1).
- إرفاق الكتلة الأخرم علامة (AMC) على الجزء الخلفي من الأخرم حيث يلتقي الأخرم العمود الفقري كتفي، وذلك باستخدام شريط لاصق مزدوج الوجهين. أحد جوانب اللوحة يجب أن تتبع في العمود الفقري من لوح الكتف مشيرا إعلامي، والآخر يجب أن يشير الأمامي للطائرة كتفي (الشكل 1).
- إرفاق علامة العنقودية المقرر أن الجزء العلوي من الذراع باستخدام الأشرطة (الشكل 2).
- إرفاق علامات العاكس للمعالم التشريحية التالية في أوصت به الجمعية الدولية لالميكانيكا الحيوية 33 (الشكلان 1 و 2): الشق القصية (IJ، أعمق مشتركة من الشق القصية)، عملية الخنجري (PX، ومعظمهم الذيلية نقطة على القص)، C7 (عملية الشائكة للفقرة C7)، T8 (عملية الشائكة للفقرة T8)، القصي الترقوي المفصل (SC، ومعظمهم بطني نقطة على المفصل القصي الترقوي)، شعاعي الإبري (معظم البوي الذيليةNT على الإبري شعاعي)، والزندي الإبري (معظم نقطة الذيلية على الإبري الزندي).

الشكل 1: موقف الكتلة الأخرم علامة، C7 وT8 علامات تشريحية تم تعديل هذا الرقم من وارنر، MB، تشابيل، PH & ستوكس، MJ قياس الكينماتيكا كتفي خلال ذراع خفض استخدام الكتلة الأخرم علامة هوم. وسائل التحقق. الخيال العلمي 31، 386-396، دوى: HTTP: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

الرقم: 2 المواقع ماركر لدرجة القصية (IJ)، عملية الخنجري (PX)، قصي ترقوي (SC)، العنقودية الذراع العليا، الإبري الزندي (US)، الإبري شعاعي (RS).
2. Participanر المعايرة
ملاحظة: تحتاج المواقع من المعالم التشريحية لوح الكتف على أن تحدد فيما يتعلق الكتلة الأخرم علامة. مطلوب المعايرة من المعالم لكل مشارك.
- بناء عصا المعايرة التي تتكون من أربعة علامات عاكسة توضع في تشكيل ل'T' (الشكل 3). قياس المسافة من طرف عصا المعايرة لأول علامة عصا.
- جس وتحديد المعالم التشريحية التالية على النحو الموصى به من قبل الجمعية الدولية لالميكانيكا الحيوية 33. وضع غيض من عصا المعايرة على المعلم (الشكل 3). القبض على ثلاث ثوان من البيانات مع نظام التقاط الحركة ضمان علامات على عصا، وAMC ومجموعة الذراع العلوية كلها مرئية للكاميرات.
- المفصل الأخرمي الترقوي (AC) - ضع اليد على الترقوة، ثم تتحرك أفقيا حتى النقطة التي تصل إلى الترقوة الأخرم.وضع غيض من عصا في المفصل بين الترقوة والأخرم.
- الأخرم زاوية (AA) - جس على طول العمود الفقري من لوح الكتف إلى النقطة الأكثر الجانبية. وضع غيض من عصا على الجانب الظهري للالأخرم في النقطة الأكثر الجانبية (الشكل 3).
- العمود الفقري وسطي من لوح الكتف (TS) - جس على طول العمود الفقري من لوح الكتف إلى النقطة الأكثر وسطي. وضع غيض من عصا عند النقطة التي يلتقي العمود الفقري الحدود وسطي من لوح الكتف.
- الزاوية السفلية من لوح الكتف (AI) - جس دون المستوى على طول الحدود وسطي من لوح الكتف. وضع غيض من عصا على النقطة الأكثر الذيلية من لوح الكتف.
- اللقيمة وسطي (EM) - مع الكوع المشارك في 90 درجة من انثناء مشيرا إلى الأمام، مع الإبهام بهم يشير إلى الاتجاه الصعودي، ووضع اليد على الجانب الإنسي من الكوع لتحديد موقع اللقيمة وسطي. وضع غيض من عصا على النقطة الأكثر الذيلية للاللقيمة وسطي.
- epicondyles الجانبية (EL) - مع الكوع المشارك في 90 درجة من الانحناء لافتا إلى الأمام، مع الإبهام بهم يشير إلى الاتجاه الصعودي، ووضع اليد على الجانب الوحشي من الكوع لتحديد موقع اللقيمة الجانبية. وضع غيض من عصا على النقطة الأكثر الذيلية للاللقيمة الجانبية.
- لتحديد مركز مشترك الحقاني العضدي، اطلب من المشاركين لإجراء حركة ديرورة مع ذراعهم العلوي مع الكوع مددت تماما، من درجة الصفر ذراع الارتفاع إلى ما يقرب من 40 درجة الذراع الارتفاع. ويجب أن تؤدي هذه الحركة في حين تهدف للحد من إطالة / التراجع والارتفاع / الاكتئاب من مجمع الكتف. يمكن للمحقق تقديم المساعدة إذا لزم الأمر. تسجيل هذه الحركة لحوالي 30 ثانية.

الشكل 3: معايرة عصا تستخدملتحديد موقع تشريحي معلما العظمية فيما يتعلق الكتلة الأخرم علامة (AMC).
بروتوكول 3. تجربة
- نسأل المشاركين لأداء الذراع الارتفاع من صفر إلى 120 درجة الذراع الارتفاع، ومن ثم خفض ذراعهم أسفل الظهر للراحة إلى جانبهم في المستوى السهمي، أمامي وكتفي. الطائرة كتفي ما يقرب من 40 درجة الأمامي إلى الطائرة الأمامية.
4. مرحلة ما بعد المعالجة الحركية من بيانات
ملاحظة: الخطوات التالية التفاصيل الإجراء اللازمة لحساب الكينماتيكا كتفي خلال المحاكمات الحركة الديناميكية. وقد وصفت هذه الخطوات واستكشاف على نطاق واسع في الأدب 21،33،34، والغرض من القسم التالي هو توفير توليفة وخطوة بخطوة دليل لتنفيذ الخطوات النمذجة المطلوبة للحصول على الكينماتيكا كتفي. ويجري تطبيق هذه الخطوات في مجال البرمجيات النمذجة الحركية ذات الصلة. من المآخذ البرمجياتأوامر الإضافية لتمكين إنشاء الأنظمة المحلية تنسيق، وتحويل الإحداثيات من العالمي إلى المحلي تنسيق نظام، وتحويل الإحداثيات من المحلية إلى العالمية تنسيق النظم وحساب يولر تناوب زاوية. هذه الخطوات سوف تسمح لوح الكتف، عظم العضد والصدر ليتم تعريفها بأنها الهيئات الجامدة. ومن ثم يمكن تحديد وقت لاحق دوران الكتف فيما يتعلق القفص الصدري، وعظم العضد فيما يتعلق الصدر.
- باستخدام إحداثيات علامات على AMC، تعريف تنسيق النظام المحلي التعسفي لAMC (الشكل 4A). لكل كتفي التشريحية معلما معايرة محاكمة، وتحديد موقع غيض من عصا، والذي يمثل موقع معلما التشريحية، مع احترام نظام الإحداثيات المحلية على AMC باستخدام الخطوات التالية.
ملاحظة: نماذج البرمجيات الحركية تحتوي على أوامر لتمكين خلق المحلية تنسيق النظم وتحويل الإحداثيات من منظور عالميإلى الإحداثيات المحلية، انظر الشكل 4 لأوامر سبيل المثال. - استخدام علامات على عصا لخلق نظام الإحداثيات المحلي لعصا (الشكل 4A) باستخدام الأمر التالي في برنامج النمذجة الحركية: AMC = [امكو، AMCA-امكو، AMCO-AMCM، XYZ] حيث امكو، AMCA وAMCM هي التسميات نظرا إلى علامات على AMC.
- باستخدام برنامج النمذجة الحركية، وحساب موقع غيض من عصا في نظام الإحداثيات العالمي. في المثال قدمت هذا هو 83 ملم من علامة 1 (M1) على طول محور X عصا (الشكل 4B)؛ استخدام الأمر: العصا = [M1، M1-M2، M3-M4، XYZ] وWandtip = M1 + {83،0،0} * ATTITUDE (العصا) حيث M1، M2، M3 و M4 هي التسميات المعطاة للعلامات على عصا.
- تحديد موقع غيض من عصا فيما يتعلق نظام تنسيق المحلية من AMC ($٪ AA) (الشكل 4C) باستخدام الأوامر النمذجة: $٪ AA = WandTip / AMC وPARAM ($٪ AA).
- كرر الخطوات من 4.1.1 إلى 4.1.3 ولكل معلم التشريحية كتفي.
- تحديد موقع epicondyles الإنسي والجانبية فيما يتعلق الكتلة العضد علامة، بدلا من AMC، وذلك باستخدام باستخدام الخطوات المذكورة أعلاه.
- استخدام المحاكمة معايرة الديناميكية لحساب موقع مركز مشترك الحقاني العضدي فيما يتعلق لوح الكتف. حساب الموقف من مركز مشترك الحقاني العضدي، فيما يتعلق لوح الكتف، حيث أن النقطة المحورية للمحور حلزونية بين العضد والكتف. لمزيد من التفاصيل حول هذه التقنية الرجوع إلى Veeger 35.
- حساب مركز مشترك الكوع (ELJC) كما منتصف المسافة بين الجانبي (EL) وسطي epicondyles (EM) من عظم العضد. ELJC = (EM + EL) / 2.
- وخلال التجارب الديناميكية، استخدم موقف معروف من المعالم التشريحية فيما يتعلق AMC لتحديد الموقع من المعالم التشريحية داخل النظام العالمي تنسيق (الشكل 5).
ملاحظة: البرمجيات النمذجة تحتوي على الأوامر إلى تمكين تحويل الإحداثيات من المستوى المحلي تنسيق الأنظمة إلى أنظمة تنسيق العالمية، انظر الشكل رقم 5 لأوامر سبيل المثال. - الرجوع إلى الشكل 5A يظهر موقع تاريخي زاوية الأخرم فيما يتعلق AMC ($٪ AA) كما هو موضح في النقطة 4.1.
- تحويل موقع $٪ AA علامة افتراضية للنظام العالمي لتنسيق كل نقطة زمنية خلال المحاكمة ديناميكية لخلق زاوية الأخرم (AA) معلما (الشكل 5B) باستخدام الأمر النمذجة الحركية التالية: AA = $٪ AA * AMC و OUTPUT (AA).
- كرر الخطوات من 4.4.2 لكل معلم التشريحية.
- تحديد تنسيق النظام المحلي لالصدر والكتف عن طريق حساب متجهات الوحدة بين علامات ذات الصلة لتمثيل كل محور لهيئة جامدة معين باستخدام الحركية قيادة النمذجة التالية: لوح الكتف = [AA، TS-AA، AA-AI، ZXY] . الصدر = [IJ، MUTHX-MLTHX، IJ-C7، YZس]، حيث MUTHX هو نقطة الوسط بين IJ وC7 معلما وMLTHX هو نقطة الوسط بين المعالم PX وT8.
ملاحظة: تعريف محاور تقوم على الجمعية الدولية لالميكانيكا الحيوية "(ISB) توصيات 33 (الجدول 1) والشكل (6). - باستخدام طريقة مماثلة، وتحديد نظام إحداثيات المحلي لعظم العضد باستخدام 'الخيار 2 "على النحو الموصى به من قبل ISB 33.
ملاحظة: الخيار 2 يتطلب طائرة الكافية التي شكلتها مركز مشترك gleohumeral، الكوع مركز مشترك والإبري الزند، أي درجة من انثناء الكوع هو مطلوب. إذا النهج المشارك تمديد الكوع الكامل، قد تصبح محاور عضدي غير مستقرة، وبالتالي "الخيار 1" ينبغي أن تستخدم (الجدول 1). انظر وو وآخرون (2005) لمزيد من التفاصيل.
- تحديد التوجه للكتف نسبة إلى الصدر لكل نقطة زمنية خلال المحاكمة ديناميكيةباستخدام طريقة أويلر التحلل زاوية مع تسلسل دوران دوران الداخلي (Y)، والتناوب التصاعدي (X ') والميل الخلفي (Z' ') 33 باستخدام الأمر النمذجة الحركية التالية: ScapularKin = - <الصدر، لوح الكتف، YXZ> ( الشكل 7).
- تحديد اتجاه العضد فيما يتعلق القفص الصدري أثناء المحاكمة ديناميكية باستخدام تسلسل غير الكردان دوران Y (طائرة من الارتفاع)، X '(الارتفاع) وY' '(محوري دوران) 36 باستخدام برامج النمذجة الحركية ذات الصلة.
ملاحظة: الماكرو هو متاح للتحميل من الشركة المصنعة لتحديد تسلسل دوران غير الكردان في داخل البرنامج النمذجة الحركية المستخدمة في هذه المخطوطة.

MUTHX = منتصف بين IJ وC7. MLTHX = منتصف بين PX وT8. GH = GLenohumeral مركز مشترك. ELJC = الكوع مركز مشترك.
العمليات الحسابية:
^ = المنتج عبر اثنين من ناقلات
|| = القيمة المطلقة للناقل
الجدول 1: النظام المحلي تنسيق لكل قطاع جامدة.
5. الحد من وتحليل البيانات
يتم تنفيذ الخطوات تخفيض البيانات التالية والتحليل في مجال البرمجيات النمذجة العددية (مثل MATLAB) التي تسمح التلاعب مصفوفات البيانات: ملاحظة. وتنقسم البيانات الحركية في الارتفاع ومراحل خفض حركة عضدي، والوقت تطبيع لكل مرحلة من مراحل الحركة، ثم يتم التعبير عن الكينماتيكا كتفي نسبة إلى زاوية عضدي الارتفاع.
- تحديد الارتفاع ومرحلة خفض الارتفاع عضدي كما هو موضح أدناه (الشكل 8). ويتم تحديد هذه المراحل من السرعة الزاوية للزاوية الارتفاع عضدي (الشكل 8). انظر وظيفة ElevationLoweringPhases.mملف.
- تحديد بداية ارتفاع عضدي عندما السرعة الزاوية للعظم العضد تتجاوز عتبة 2٪ من عضدي القصوى السرعة الزاوية.
- تحديد نهاية المرحلة الارتفاع كما النقطة التي تقع في السرعة الزاوية عضدي أقل من 2٪ من عضدي القصوى السرعة الزاوية، أو عند ارتفاع عضدي يتجاوز 120 درجة.
- تحديد بدء المرحلة عضدي تخفيض عندما تنخفض السرعة الزاوية أقل من 2٪ من السرعة الزاوية الدنيا، أو النقطة التي يسقط ارتفاع عضدي اقل من 120 درجة.
- تحديد نهاية المرحلة خفض عندما تتجاوز السرعة الزاوية 2٪ من الحد الأدنى من السرعة الزاوية.
- تطبيع البيانات عن طريق التحريف البيانات الحركية في كل مرحلة من مراحل الحركة إلى 101 نقاط البيانات (الشكل 9). انظر Time_normalisation.m ملف وظيفة.
- التعبير عن الكينماتيكا كتفي فيما يتعلق ارتفاع عضدي من قبل المتهم بالتآمر في زاوية الذراع (درجة) مقابل ص التصاعديotation (درجة) (الشكل 10). انظر PlotScapHumRhythm.m ملف وظيفة.