تأثير التلاعب بعرض الخطوة على تشغيل الميكانيكا الحيوية

يحدد البروتوكول الحالي إعدادا تجريبيا مصمما للتحقيق في تأثير معالجة عرض الخطوة على تشغيل الميكانيكا الحيوية باستخدام نظام التقاط الحركة. الهدف هو توسيع مجموعات البيانات ذات الصلة وفحص تأثيرات عرض الخطوات المتفاوتة على السلسلة الحركية للطرف السفلي البشري.

يركز بحثنا على كيفية تأثير عرض الخطوة على الميكانيكا الحيوية للأطراف السفلية أثناء الجري. نستكشف كيف تؤثر التغييرات في عرض الخطوة على تحميل المفاصل واستقرارها وتنسيق العضلات. هدفها النهائي هو مساعدة العدائين على تحسين الأداء وتقليل مخاطر الإصابة من خلال العثور على عرض خطوتهم المثالي.

تطورت تقنيات التقاط الحركة بسرعة مع التطور السريع للتقنيات والنهج المتقدم متعدد التخصصات. على سبيل المثال ، التقاط الحركة المستند إلى العلامة الانتقالية في المختبر ، وتقنيات خالية من العلامات تعتمد على الذكاء الاصطناعي مع بيانات الفيديو والأجهزة القابلة للارتداء. تساعد هذه التقنيات في تحليل الحركة البشرية في السيناريوهات المختلفة.

في الميكانيكا الحيوية الرياضية ، تعمل تقنيات مثل التقاط الحركة بدون علامات ، والجهاز القابل للارتداء ، والمحاكاة الميكانيكية الحيوية على تطوير البحث. تقوم الأنظمة الخالية من العلامات بتحليل حركات الطبيعة بينما توفر الأجهزة القابلة للارتداء مثل IMUs و Smart ace بيانات السلاسل الزمنية المستمرة. النماذج الميكانيكية الحيوية ومعالجة بيانات العمليات التي تدعم الذكاء الاصطناعي ، مما يساعد الباحثين على تحسين الأداء وتقليل مخاطر الإصابة من خلال الاستراتيجيات الفردية.

في الدراسة الحالية ، نود التحقيق في تباين عرض خطوة الجري على الميكانيكا الحيوية للأطراف السفلية. ومع ذلك ، قد لا تكون ظروف عرض الخطوة المضطربة في المختبر المصمم جيدا قابلة للتكرار في السيناريو الحقيقي للبيئة المحيطة. سيستكشف بحثنا المستقبلي كيف يؤثر عرض الخطوة على الميكانيكا الحيوية للأطراف السفلية عبر مجموعات سكانية مختلفة ، بما في ذلك العدائات وكبار السن.

سوف ندرس الآثار طويلة المدى لتعديلات عرض الخطوة على الأداء والوقاية من الإصابات ونستخدم التعلم الآلي لتطوير استراتيجيات مخصصة لتحسين الميكانيكا الحيوية الجارية. للبدء ، افتح برنامج التتبع واسمح لكاميرات الأشعة تحت الحمراء الثماني بالتهيئة. بعد ذلك ، قم بالتبديل إلى وضع الكاميرا وقم بتوسيع لوحة موارد النظام على اليسار.

حدد جميع الكاميرات الثمانية. اضبط الإعدادات في اللوحة اليمنى ضمن خصائص. اضبط شدة الفلاش على 0.95 إلى 1، والكسب على 1x، ووضع التدرج الرمادي على تلقائي.

ضمن التركيب المركزي، اضبط العتبة على 0.2 إلى 0.4، والحد الأدنى لنسبة التدوير على 0.5، والحد الأقصى لارتفاع الكائن الثنائي كبير الحجم إلى 50. ضع الإطار T مع علامات في منتصف منطقة التقاط الحركة. أعد تحديد جميع الكاميرات الثمانية من شريط الأدوات الموجود على اليسار.

قم بإجراء المعايرة في لوحة الأدوات الموجودة على اليمين. حدد عصا العلامات الخمس وكائن معايرة الإطار T من قائمة الإطارات T. الآن ضمن خيار معايرة الكاميرات ، انقر فوق الزر "ابدأ".

حرك إطار T ذهابا وإيابا داخل نطاق الالتقاط مع مطابقة ارتفاع التأرجح مع الارتفاع البؤري للكاميرا. توقف عندما تتوقف الأضواء الزرقاء على الكاميرا عن الوميض. قم بتبديل العرض إلى منظور ثلاثي الأبعاد وضع إطار T مرة أخرى في وسط منطقة التقاط الحركة.

انقر فوق الزر "ابدأ" أسفل خيار تعيين أصل وحدة التخزين في اللوحة اليمنى. بعد ذلك ، لإعداد منصة الضغط ، قم بمزامنة لوحات القوة المدمجة عند 1000 هرتز. قم بتوصيل النظام الأساسي بجهاز الكمبيوتر لجمع البيانات.

لإعداد نظام التوقيت ، ضع بوابة توقيت إلكترونية أحادية الشعاع على حامل ثلاثي القوائم لتسجيل سرعة تشغيل المشاركين أثناء مرورهم فوق لوحات القوة. قم بتشغيل برنامج التتبع. حدد قاعدة بيانات جديدة من شريط الأدوات.

في قسم إدارة البيانات، اختر تصنيف المريض الجديد. ثم مريض جديد. وأخيرا ، انقر فوق جلسة جديدة لإعداد قاعدة بيانات معلومات المشاركين.

اطلب من المشارك الوقوف مع مباعدة قدميه بعرض الكتفين ، مع التأكد من وضع قدم واحدة على منصة القوة. يتم تثبيت الذراعين بالتوازي مع الكتفين ويتم توجيه نظراتهم إلى الأمام مباشرة. انقر فوق Go Live في شريط الأدوات الأيسر.

بعد ذلك، استخدم الزر الأفقي المقسم في واجهة العرض وحدد الرسومات لعرض عدد المسارات. ثم انقر فوق ابدأ لبدء جمع البيانات واحتفظ بالمنصب لمدة 10 ثوان. انقر فوق إيقاف لإكمال الالتقاط الثابت.

اطلب من المشارك المشي بشكل طبيعي على طول مسار مستقيم مع منصتين للقوة ، ووضع القدم اليسرى على المنصة A والقدم اليمنى على المنصة B.To تقييم نجاح التجربة ، والتحقق مما إذا كان وقت إكمال جولة واحدة يتراوح بين 0.95 إلى 1.05 ثانية بسرعة 3 أمتار في الثانية ، أو بين 0.76 إلى 0.86 ثانية بسرعة 3.7 متر في الثانية. اطلب من المشارك الجري بسرعة 3.7 متر في الثانية على مسار مستقيم بمنصتي قوة. لقياس عرض الخطوة المفضل ، قم بتمييز منصات القوة بأشرطة ملونة مختلفة تتوافق مع خمسة شروط عرض الخطوة.

اطلب من المشاركين المشي بشكل مستقيم أثناء التركيز إلى الأمام. أظهرت زوايا اختطاف الورك واختطافه أثناء الجري أنماطا متسقة عبر عرض وسرعات متفاوتة للخطوات ، مما يؤكد النتائج من دراسات الجري الحديثة.