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</ol>

<table><tbody><tr><td>Box für Abholungsaufgabe</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>70mm x 70mm x 70mm (Lx B x H) 3D-gedruckt mit Polymilchsäure (PLA) Filament (eSUN; Shenzhen Esun Industrial Co., China).</td></tr><tr><td>Cluster Marker</td><td>Qualisys, AB</td><td>&middot; 160146 Oberkörper &middot; 160145 Unterkörper &middot; 160149 SuperWrap für Cluster</td><td>Die Cluster umfassten zwei Oberkörper-Cluster (Oberarme) und vier Unterkörper-Cluster (zwei an den Oberschenkeln und zwei an den Unterschenkeln).</td></tr><tr><td>Cluster Marker (benutzerdefiniert)</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Benutzerdefinierte Cluster-Marker für die Verfolgung des Handgelenks (RFA, LFA) und der Hand (RHMC, LHMC) wurden 3D-gedruckt mit Polymilchsäure (PLA) Filament (eSUN; Shenzhen Esun Industrial Co., China).</td></tr><tr><td>Computerarbeitsplatz</td><td>Generisch</td><td>NA</td><td>Intel Core i9 Prozessor, 32 GB RAM, 10 TB Festplatte, NVIDIA RTX2080</td></tr><tr><td>Doppelseitiges Klebeband</td><td>Qualisys, AB</td><td>160188 Doppelseitiges Klebeband</td><td>Zum Befestigen der Marker-Basis auf der Haut</td></tr><tr><td>Kraftplatte</td><td>Kistler</td><td>Typ 9260AA6</td><td>Zwei Platten (600 &times; 500 x 50 mm), die unter dem Boden eingebettet sind, je eine für jeden Fuß.&nbsp;</td></tr><tr><td>Hypoallergenes Klebeband</td><td>3M</td><td>Micropore</td><td></td></tr><tr><td>Marker-Basis</td><td>Optitrack</td><td>M4 Marker-Basis</td><td></td></tr><tr><td>Motion-Capture-System</td><td>Qualisys, AB</td><td>Miqus Video Aqus A12</td><td>x2, Full HD / 2 MP, Auflösung 1920 &times; 1080 x12, 12 MP 300fps, Auflösung 4096 &times; 3072, BBF 54 &times; 42 &deg;(motorisiert)</td></tr><tr><td>Neodym-Magnete</td><td>Generisch</td><td>N/A</td><td>Durchmesser 15mm, Dicke 1mm</td></tr><tr><td>Qualisys Track Manager (QTM)</td><td>Qualisys, AB</td><td>Version 2019</td><td>Die Software wird verwendet, um Bewegungen während des Experiments aufzuzeichnen und Datennachbearbeitung durchzuführen.</td></tr><tr><td>Retroreflektierende Marker</td><td>Optitrack</td><td>12,7 mm (1/2) M4 Marker</td><td></td></tr><tr><td>Visual3D</td><td>HAS-Motion</td><td>Version 2021</td><td>Die Software wird verwendet, um biomechanische Modellierung durchzuführen und die relevanten Gelenkwinkel zu erstellen</td></tr></tbody></table>

dreidimensionale kinematische charakterisierung einer objektaufnahmeaufgabe mittels motion capture

Three-Dimensional Kinematic Characterization of an Object Pick-Up Task Using Motion Capture

Dreidimensionale kinematische Charakterisierung einer Objektaufnahmeaufgabe mittels Motion Capture

The object pick-up task is a fundamental activity of daily living that integrates trunk, lower- and upper-limb coordination, balance, and visuomotor ...

In dieser Studie zielen wir darauf ab, die Aufgabe des Gegenstandgreifens mithilfe der Bewegungsaufnahme zu entschlüsseln und eine detaillierte Beschreibung ihrer kinematischen Elemente bereitzustellen. Bestehende Methoden weisen ein unzureichendes Verständnis der schnellen Durchführung unter normalen Bedingungen auf, und dieses Protokoll definiert die Basisleistung, wodurch die Interpretation und klinische Anwendbarkeit verbessert wird. Beginnen Sie damit, den Teilnehmer aufzufordern, ein Unterhemd und leichte Shorts zu tragen.Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer barfuß ist. Weisen Sie den Teilnehmer an, eine kurze Distanz von dem Untersucher weg mit einem bequemen, selbstgewählten Tempo zu gehen. Bitten Sie den Teilnehmer dann, sich umzudrehen und mit dem gleichen Tempo zurück zum Untersucher zu gehen.Weisen Sie den Probanden an, den Hals durch Aufblicken zu strecken, den Hals durch Abblicken zu beugen, den Kopf nach links und rechts zu drehen und den Kopf zu beiden Seiten zu neigen. Weisen Sie den Probanden an, den Körper nach vorne und hinten zu beugen, den Körper nach links und rechts zu drehen und eine Seitneigung zu beiden Seiten durchzuführen.Sobald alle Bewegungen bequem und sicher abgeschlossen sind, weisen Sie die Versuchsperson an, für die anschließende Platzierung der Marker im Stehen zu verbleiben. Stellen Sie sicher, dass die Versuchsperson in einer entspannten, aufrechten Haltung steht, mit natürlich am Körper anliegenden Armen. Palpieren Sie die hinteren anatomischen Landmarken und platzieren Sie die magnetischen Basen nacheinander über den Dornfortsätzen von T4, T8, T10 sowie über dem linken und rechten hinteren oberen Darmbeinstachel.Als Nächstes platzieren Sie eine magnetische Basis auf der hinteren Fläche des Darmbeinkamms, ungef&auml;hr zwei bis drei Zoll superolateral zur hinteren oberen Darmbeinstachel. Sobald die hinteren magnetischen Basen positioniert sind, befestigen Sie diese mit Klebeband. Bitten Sie dann den Teilnehmer, sich umzudrehen und w&auml;hrend des Stehens dem Untersucher zugewandt zu stellen.Tasten Sie die linken und rechten vorderen oberen Darmbeinstachel ab und befestigen Sie eine magnetische Basis über dieser Markierung. Lokalisieren Sie den Xiphoidfortsatz und platzieren Sie eine magnetische Basis darüber. Befestigen Sie anschließend die vorderen magnetischen Basen mit Klebeband.Bitten Sie den Probanden, die Kappe wieder aufzusetzen und in eine aufrechte Standhaltung zurückzukehren. Tasten Sie die zuvor angebrachten magnetischen Basen durch die Kleidung hindurch ab und befestigen Sie nacheinander reflektierende Marker an den magnetischen Basen. Weisen Sie den Probanden an, sich vom Untersucher wegzudrehen und den Hals nach vorne zu beugen.Danach lokalisieren Sie die siebte Halswirbel und platzieren einen reflektierenden Marker über diesem anatomischen Punkt. Bitten Sie den Teilnehmer, in eine neutrale Kopfposition zurückzukehren und sich dem Untersucher zuzuwenden. Identifizieren Sie das Sternum und befestigen Sie einen reflektierenden Marker darüber.Dann ertasten Sie die linken und rechten Acromionfortsätze und platzieren Sie einen reflektierenden Marker über der identifizierten Markierungsstelle. Weisen Sie den Probanden an, bequem sitzend die rechte Handfläche über das linke Knie zu legen. Lokalisieren Sie die mediale und laterale Epikondyle des rechten Humerus und platzieren Sie darüber jeweils einen reflektierenden Marker.Danach das Verfahren für den linken Ellbogen wiederholen. Anschließend wird der Teilnehmer gebeten, beide Hände bequem auf die Oberschenkel zu legen. Die Processus styloidei radialis und ulnaris identifizieren und einen reflektierenden Marker über diesen Bezugspunkt platzieren.Wiederholen Sie den Vorgang entsprechend für das entgegengesetzte Handgelenk. Palpieren Sie anschließend den Os capitatum in einer Hand, befestigen Sie einen reflektierenden Marker darüber und wiederholen Sie dies an der gegenüberliegenden Hand. Platzieren Sie je einen reflektierenden Marker auf dem Daumennagel und einen weiteren auf dem Mittelfinger jeder Hand.Während der Proband bequem sitzt, tasten Sie die mediale und laterale Femurkondyle des rechten Knies ab und befestigen einen reflektierenden Marker über dieser Markierung. Wiederholen Sie den Vorgang am linken Knie. Anschließend lokalisieren Sie die mediale und laterale Malleolus des rechten Sprunggelenks und positionieren einen reflektierenden Marker.Als Nächstes identifizieren Sie das Os cuneiforme mediale sowie die Köpfe des ersten, zweiten und fünften Mittelfußknochens des rechten Fußes und platzieren Sie einen reflektierenden Marker über jede dieser Markierungsstellen. Danach ertasten Sie die Tuberositas calcanei des rechten Fußes. Befestigen Sie einen reflektierenden Marker über dieser Markierungsstelle und wiederholen Sie die Platzierung der Marker am linken Fuß.Befestigen Sie Marker-Cluster beidseitig an den Segmenten Unterarm, Hand, Oberarm, Oberschenkel und Unterschenkel. Sichern Sie jeden Cluster mithilfe von Riemen oder Klebeband fest. Anschließend platzieren Sie reflektierende Marker beidseitig am Stirnbein direkt oberhalb der Augenbrauen und danach an den Schläfenbeinen.Um eine konsistente Neupositionierung bei Bedarf zu gewährleisten, umreißen Sie alle auf der Haut platzierten Marker und Cluster mit einem abwaschbaren Hautmarker. Überprüfen Sie während der Stehposition auf lose Marker, Cluster-Bewegungen und Verdeckungen. Korrigieren Sie gegebenenfalls Platzierungsfehler und sichern Sie unsichere Befestigungen. Falls keine Probleme festgestellt werden, fahren Sie mit der Objektaufnahmetask fort. Ordnen Sie die Bewegungserfassungskameras um das Erfassungsvolumen an, um eine vollständige Sichtbarkeit des Körpers während des Vorwärtsbeugens, der Objektinteraktion und der Rückkehr in die aufrechte Position sicherzustellen. Definieren Sie ein Erfassungsvolumen, das groß genug ist, um die vollständige Aufnahmbewegung ohne Verdeckung zu ermöglichen.Kalibrieren Sie das Bewegungserfassungssystem gemäß den Anweisungen des Herstellers, um das globale Koordinatensystem zu etablieren. Stellen Sie sicher, dass alle Kameras reflektierende Marker klar erfassen, und überprüfen Sie, dass sich im Erfassungsbereich keine unerwünschten reflektierenden Objekte befinden. Beginnen Sie mit der Aufnahme der Bewegungserfassung, bevor Sie die Versuchsperson zur Durchführung der Bewegung auffordern.Beenden Sie die Aufnahme erst, nachdem die Versuchsperson die Aufgabe abgeschlossen hat. Überprüfen Sie die Aufnahme, um sicherzustellen, dass alle Marker vorhanden sind, bevor Sie mit der nächsten Aufnahme fortfahren. Stellen Sie sicher, dass die Versuchsperson aufrecht innerhalb des Erfassungsvolumens steht.Weisen Sie den Probanden an, beide Arme bis auf etwa 45 Grad vom Körper abzuduzieren, wobei die Ellbogen gestreckt und die Handflächen nach vorne gerichtet sein sollen. Bitten Sie den Probanden, zwei Sekunden lang ruhig zu verharren und dabei laut zu zählen: 1000, 2000. Weisen Sie den Probanden anschließend an, beide Arme weiter bis auf etwa 90 Grad vom Körper abzuduzieren, wobei die Ellbogen gestreckt bleiben und die Handflächen nach unten zeigen sollen.Bitten Sie die Versuchsperson, zwei Sekunden lang still zu stehen und laut zu zählen: 1000, 2000. Weisen Sie die Versuchsperson an, beide Arme an die Seiten abzusenken und in einer entspannten, neutralen Haltung zu stehen. Stellen Sie ein standardisiertes Objekt auf den Boden an einer vordefinierten Position innerhalb des Aufnahmevolumens.Bitten Sie den Probanden, aufrecht in einer bequemen, selbstgewählten Haltung stehend, dem Objekt zugewandt zu stehen. Weisen Sie den Probanden an, das Objekt in bequemem Tempo vom Boden aufzuheben, wieder in die Standposition zurückzukehren und es zu übergeben. Bewahren Sie während des Einsammelns und Neupositionierens des Objekts zwischen den Durchgängen eine bequeme sitzende oder kniende Position auf dem Boden, um eine konsistente Platzierung sicherzustellen.Weisen Sie die Versuchsperson an, drei Durchgänge mit einer Hand durchzuführen. Wiederholen Sie danach die Aufgabe für drei Durchgänge mit der anderen Hand. Die Versuchspersonen wurden in drei Gruppen nach Bewegungsstrategie eingeteilt: Kniebeuge-dominant, Beugung-dominant und gemischt.Es gab keine signifikanten Unterschiede in Alter, Geschlechtsverteilung, Körpergröße oder Körpergewicht zwischen den Gruppen. Die Kniebeugewinkel unterschieden sich sowohl bei der dominanten als auch bei der nicht-dominanten Handbedingung signifikant zwischen den Gruppen mit großen Effektstärken. Die Kinematik des Sprunggelenks zeigte bei der dominanten und nicht-dominanten Handbedingung signifikante Gruppenunterschiede mit großen Effektstärken.Die Rumpfbeugung unterschied sich sowohl bei der dominanten als auch bei der nicht-dominanten Handbedingung signifikant zwischen den Gruppen, mit moderaten Effektgrößen. Die Kinematik des Hüftgelenks unterschied sich zwischen den Gruppen weder bei der dominanten noch bei der nicht-dominanten Handbedingung signifikant. Eine stärkere Beugung wurde am linken Sprunggelenk und linken Kniegelenk während des Aufhebens eines Objekts mit der nicht-dominanten Hand im Vergleich zum Aufheben mit der dominanten Hand beobachtet, mit großen Effektgrößen.Signifikante Unterschiede wurden ebenfalls am rechten Sprunggelenk und linken Hüftgelenk zwischen den Bedingungen dominante und nicht-dominante Hand mit großen Effektstärken beobachtet. An dem rechten Knie, der rechten Hüfte oder dem Rumpf wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bedingungen dominante und nicht-dominante Hand festgestellt. Dieses Protokoll ermöglicht es Forschern, unterschiedliche Bewegungsstrategien, die während einer Gegenstandaufhebeaufgabe verwendet werden, zu quantifizieren und zu charakterisieren, einschließlich Squat-dominanter, Hinge-dominanter und hybrider Muster.Zusätzliche Analysen, die im Anschluss an dieses Verfahren durchgeführt werden können, umfassen Gelenkgeschwindigkeiten, Dynamiken des Massenschwerpunkts und Bodenreaktionskräfte und ermöglichen so ein umfassenderes Verständnis der Aufgabenbewältigung. Zukünftige Forschungsarbeiten können unseren Bewegungserfassungs-Protokoll erweitern, um kompensatorische Mechanismen, insbesondere bei Erkrankungen des Bewegungsapparats, zu untersuchen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Bei der Landung Unterkörper-Knochen erleben Sie großen mechanische Belastungen und verformt werden. Es ist wichtig, Verformung der Knochen, besser zu verstehen, die Mechanismen der Knochen Druckverletzungen verbunden mit Auswirkungen zu messen. Ein neuer Ansatz, die Integration von fachspezifischen Muskel-Skelett-Modellierung und finite-Elemente-Analyse wird verwendet, um tibiale Belastung bei dynamischen Bewegungen zu messen.

Fachspezifische Muskel-Skelett-Modell für die Untersuchung von Knochen Belastung während der dynamischen Bewegung

Eine objektive Bestimmung der Muskelfunktionen ist anspruchsvoll, vor allem bei Kindern. Basierend auf einem handelsüblichen digitalen 3-d-Sensor, entwickelte ein kinderfreundlichen Gaming-Test zur Beurteilung der oberen Extremität Funktion für klinische Studien.

Eine objektive und kinderfreundlichen Bewertung der Arm-Funktion mithilfe eines 3-d-Sensors

Dieses Protokoll beschreibt eine objektive Methode zur Bewertung der Bewegung Leistung und sensomotorische Funktion der oberen Extremität auf Personen mit Schlaganfall und gesunden Kontrollpersonen angewendet. Ein standardisiertes Testverfahren sind kinematische Analyse und Ergebnis Variablen für dreidimensionale Motion Capture trinken Aufgabe bereitgestellt.

Kinematische Analyse mit 3D Motion Capture trinken Aufgabe bei Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten

Wir entwarfen einen virtual-Reality-Test, instrumentelle Aktivitäten des täglichen Lebens (Pertrochanterer) mit einem Motion-Capture-System prüfen. Wir schlagen eine detaillierte kinematische Analyse des Teilnehmers zu interpretieren verschiedene Bewegungen, einschließlich Flugbahn, bewegliche Abstand und Zeit bis zur Fertigstellung, Pertrochanterer Fähigkeiten zu bewerten.

Messung der Kinematik des täglichen Lebens Bewegungen mit Motion-Capture-Systeme in der virtuellen Realität

Hier wird ein Protokoll zur Erfassung und Analyse dreidimensionaler Kinematik entolierter Vierbeiner bei Nagetieren für präklinische Studien vorgestellt.

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

Wir analysierten die Gelenkkinematik aus vierdimensionalen Computertomographiedaten. Die sequenzielle 3D-3D-Registrierungsmethode liefert halbautomatisch die Kinematik des sich bewegenden Knochens in Bezug auf den Subjektknochen aus vierdimensionalen Computertomographiedaten.

Vierdimensionale CT-Analyse mit sequenzieller 3D-3D-Registrierung

Die Doppeldecker-Videoradiographie kann die Schulterkinematik mit hoher Genauigkeit quantifizieren. Das hierin beschriebene Protokoll wurde speziell entwickelt, um das Schulterblatt, den Humerus und die Rippen während der planaren Humeruserhöhung zu verfolgen, und skizziert die Verfahren zur Datenerfassung, -verarbeitung und -analyse. Einzigartige Überlegungen zur Datenerfassung werden ebenfalls beschrieben.

Messung der 3D-In-vivo-Schulterkinematik mittels biplanarer Videoradiographie

Diese experimentelle Methode beschreibt eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation mit dreidimensionaler Fingerbewegungsverfolgungstechnologie.

Dreidimensionales Finger Motion Tracking beim Needling: Eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation

Wenn wir ein Objekt greifen, kommen in der Regel mehrere Regionen der Finger und der Hand mit der Oberfläche des Objekts in Kontakt. Die Rekonstruktion solcher Kontaktregionen ist eine Herausforderung. In dieser Arbeit stellen wir eine Methode zur approximativen Schätzung der Kontaktregionen vor, indem markerbasiertes Motion Capture mit bestehender Deep-Learning-basierter Handnetzrekonstruktion kombiniert wird.

Abschätzung von Kontaktbereichen zwischen Händen und Objekten beim mehrstelligen Greifen des Menschen

Wir haben eine einfache, anpassbare und effiziente Methode entwickelt, um quantitative Prozessdaten aus interaktiven räumlichen Aufgaben zu erfassen und diese Rotationsdaten mit Eye-Tracking-Daten abzubilden.

Dreidimensionale Abbildung der Rotation interaktiver virtueller Objekte mit Eye-Tracking-Daten

240 Aufrufe.  Nanyang Technological University. In dieser Studie zielen wir darauf ab, die Objektaufnahmeaufgabe mittels Motion Capture zu entschlüsseln und eine detaillierte Beschreibung ihrer kinematischen Elemente zu geben. Bestehende Methoden fehlen an einem klaren Verständnis der schnellen Leistung unter normalen Bedingungen, und dieses Protokoll etabliert eine Basisleistung, verbessert die Interpretation und klinische Anwendbarkeit. Beginnen Sie damit, den Teilnehmer anzuweisen, ein Trikot und leichte Shorts zu tragen.Stelle...

Dreidimensionale kinematische Charakterisierung einer Objektaufnahmeaufgabe mittels Motion Capture

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