$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
NOT: İnsan katılımcıların kullanımı Southampton Üniversitesi'nde Sağlık Bilimleri Fakültesi Etik Kurul tarafından onaylandı. Veri toplama başladı önce tüm katılımcılar onam formları imzaladı. Bu çalışmada kinematik sunulan veriler 12 kameradan oluşan bir pasif işaretleyici hareket yakalama sistemi kullanılarak kaydedildi için; Altı 4-megapiksel kamera ve 120 Hz örnekleme frekansında çalışan altı 16-megapiksel kamera.
1. Katılımcı Hazırlık
- Üst vücut giyim kaldırmak veya bir spor sutyeni, yelek, ya da askısız üst giymek konular isteyin. Bu giyim belirteçleri hareketine müdahale veya kameralar görünümünden belirteçleri tıkamaz önemlidir.
- "L", her yüzü boyunca uzunluğu 70 mm plastik biçimli parçadan oluşan bir akromion işaret kümesi oluşturmak. AMC, her yönüyle her iki ucunda ucunda diğeri e üç yansıtmalı işaretçileri takınach boy karşılamak (Şekil 1).
- Akromiyon çift taraflı yapışkan bant kullanılarak, skapular omurga karşılayan akromiyonun arka kısmı üzerine akromion işaretleyici küme (AMC) takın. Mediale işaret skapula omurga takip etmelidir plaka bir yönü, diğer skapuler düzlemine (Şekil 1) anterior işaret etmelidir.
- Kayışları (Şekil 2) kullanılarak üst kol ayarlanmış bir küme işaretleyici takın.
- Uluslararası Biyomekanik 33 Derneği (Şekil 1 ve 2) tarafından önerilen aşağıdaki anatomik noktalara yansıtmalı belirteçler takın: sternal çentik (IJ, sternal çentik Derin ortak), kılıç şeklinde süreci (PX; sternum çoğu kaudal noktası), C7 (C7 vertebra spinöz proses), T8 (T8 vertebra spinöz proses), sternoklaviküler eklem (SC, sternoklaviküler eklem çoğu ventral nokta), Radyal stiloidi (En kaudal point radyal stiloid üzerine) ve ulnar stiloid (ulnar stiloid çoğu kaudal noktası).

Şekil 1:.. Akromion işaretleyici küme pozisyonu, C7 ve T8 anatomik belirteçleri Bu rakam akromion işaretleyici küme Hum kullanarak düşürücü kol sırasında skapular kinematik Ölçme Warner, MB, Chappell, PH ve Stokes, MJ modifiye edilmiştir. Mov. Sci 31, 386-396, doi:.: Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Şekil 2: sternal çentik için Marker yerleri (IJ), kılıç şeklinde bir süreç (PX), sternoklaviküler (SC), üst kol küme, ulnar stiloid (ABD), radyal stiloidi (RS).
2. ve katılımcıt Kalibrasyon
NOT: scapula anatomik yerlerinden yerler akromion işaretleyici küme göre tespit edilmesi gerekir. Yerlerinden Kalibrasyon her katılımcı için gereklidir.
- 'T' oluşumu (Şekil 3) yerleştirilmiş dört adet yansıtıcı belirteçleri içeren bir kalibrasyon değnek oluşturun. İlk değnek işaretleyici kalibrasyon değnek ucundan mesafeyi ölçün.
- Palpe ve Biyomekanik 33 Uluslararası Derneği tarafından önerilen aşağıdaki anatomik işaretlerini bulun. Simgesel kalibrasyon değnek uca (Şekil 3) yerleştirin. Değnek üzerinde işaretler sağlanması hareket yakalama sistemi ile verilerin üç saniye yakalayın, AMC ve üst kol küme kameralar tüm görebilir.
- Akromiyoklaviküler eklem (AC) - klavikula üzerinde bir el, sonra klavikula acromion ulaştığı noktaya kadar yanal hareket Yeri.Klavikula ve akromiyondan arasındaki eklem değnek ucu yerleştirin.
- Acromion açısı (AA) - en yanal noktasına skapula omurga boyunca palpe ediniz. En yanal noktası (Şekil 3) ile akromiyonun dorsalinde değnek ucu yerleştirin.
- Scapula (TS) medial omurga - en medial noktasına skapula omurga boyunca palpe ediniz. Omurga skapula medial sınırını buluştuğu noktada değnek ucu yerleştirin.
- Scapula (AI) alt açı - skapula medial sınırı boyunca inferiora palpe ediniz. Skapula en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin.
- Medial epikondil (EM) - fleksiyon onların başparmak yukarı bakacak şekilde, ileriye dönük 90 ° katılımcının dirsek ile, medial epikondil bulmak için dirsek medial tarafında bir el koyun. Medial epikondil en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin.
- Yanal epicondyles (EL) - katılımcının dirsek ile fleksiyonda 90 ° onların başparmak yukarı bakacak şekilde, ileriye dönük olarak, lateral epikondil bulmak için dirseğin yan tarafında bir el koyun. Lateral epikondil en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin.
- Yaklaşık 40 ° kol yükseklik sıfır derece kol yüksekliğinden, tamamen uzatılmış dirsek ile üst kol ile bir sirkumdiksiyon hareketi gerçekleştirmek için katılımcıdan, glenohumeral eklem merkezini belirlemek için. Onlar protraksiyon / geri çekilmesini ve omuz kompleksinin yükseklik / depresyon en aza indirmek amacıyla iken bu hareketi gerçekleştirmek gerekir; Gerekirse araştırmacı yardımı sağlayabilir. Yaklaşık 30 saniye boyunca bu hareketi kaydediniz.

Şekil 3: Kalibrasyon değnek kullanılansaygı akromiyon işaretleyici küme (AMC) ile anatomik kemik işaretini bulmak için.
3. Deney Protokolü
- 120 ° kol yüksekliği sıfırdan kol yükseklik gerçekleştirmek için katılımcı isteyin, ve sonra sagital, frontal ve skapular düzleminde yanlarında geri aşağı geri kalanına kendi kolunu indirin. skapular düzlemi frontal düzlemde yaklaşık 40 ° ön olduğunu.
Kinematik Verilerinin 4. Post-işleme
Not: Aşağıdaki adımlar detay dinamik hareket çalışmalar sırasında skapular kinematiği hesaplamak için gerekli prosedür. Bu adımlar açıklanan ve yoğun araştırdı literatür 21,33,34 içinde ve aşağıdaki bölümün amacı, bir sentezini sağlamak ve adım-adım kılavuz skapular kinematiği elde etmek için gerekli modelleme adımları uygulamaya etmektir edilmiştir. Bu adımların uygulanması ile ilgili kinematik modelleme yazılımı içinde gerçekleştirilmektedir. Yazılım contains yerelden küresele koordinat dönüşüm sistemleri ve Euler açısı rotasyonların hesaplama koordine yerel, global gelen koordinat dönüştürme sistemini koordinat yerel sistemlerin oluşturulmasını sağlamak amacıyla komutları. Scapula, humerus ve toraks sağlayacak Bu adımlar katı cisimlerin olarak tanımlanmalıdır. Daha sonra saygı ile skapula toraks dönme ve saygı toraks ile humerus sonra tespit edilebilir.
- AMC üzerindeki belirteçlerin koordinatlarını kullanarak, AMC (Şekil 4a) için keyfi bir yerel koordinat sistemini tanımlar. Her skapular anatomik dönüm kalibrasyon deneme için, aşağıdaki adımları kullanarak saygı ile, AMC yerel koordinat sistemi anatomik dönüm noktası konumunu temsil değnek, ucu konumunu belirler.
NOT: Kinematik modelleme yazılımı yerel yaratılması, küresel gelen koordinat sistemleri ve koordinat dönüştürme etkinleştirmek için komutları içerirYerel koordinatlara, örnek komutları için bakınız Şekil 4. - Kinematik modelleme yazılımı aşağıdaki komutu kullanarak değnek (Şekil 4a) için bir yerel koordinat sistemi oluşturmak için değnek üzerinde işaretler kullanın: AMC = [AMCO, AMCA-AMCO, AMCO-AMCM, xyz] nerede AMCO, AMCA ve AMCM AMC işaretçi verilen etiketler vardır.
- Kinematik modelleme yazılımı kullanarak, küresel koordinat sisteminde değnek ucu konumunu hesaplar. Bu verilen örnekte çubuğun X ekseni boyunca işaretleyici 1 (M + -1) 83 mm (Şekil 4b); Değnek = [M1, M1-M2, M3-M4, xyz] ve Wandtip = M1 + {83,0,0} * TUTUM (Wand) M1, M2, M3 ve M4 belirteçleri verilen etiketler şunlardır: komutunu kullanın asa üzerine.
- Modelleme komutlarını kullanarak AMC ($% AA) (Şekil 4c) yerel koordinat sistemi ile ilgili değnek ucu konumunu belirleyin: $% AA = WandTip / AMC ve PARAM ($% AA).
- Tekrar her skapular anatomik dönüm için 4.1.3 için 4.1.1 adımları.
- Yukarıdaki adımları kullanarak kullanarak, yerine AMC, humerus işaretleyici küme göre medial ve lateral epicondyles yerini belirleyin.
- Scapula göre glenohumeral eklem merkezinin yerini hesaplamak için dinamik kalibrasyon deneme kullanın. Humerus ve skapula arasında sarmal ekseni pivot noktası olarak, skapula ile ilgili, glenohumeral eklem merkezinin konumunu hesaplayın. Bu teknikle ilgili daha fazla ayrıntı için Veeger 35 bakın.
- Humerus lateral (EL) arasında orta-mesafe olarak dirsek eklem merkezini (ELJC) hesaplayın ve medial epicondyles (EM); ELJC = (EM + EL) / 2.
- Dinamik çalışmalar sırasında, küresel koordinat sistemi (Şekil 5) içinde anatomik yerini belirlemek için AMC ile ilgili anatomik yerlerinden bilinen konumunu kullanın.
Not: Modelleme yazılımı, küresel koordinat sistemleri koordinat sistemleri, yerel gelen koordinat dönüşüm sağlayan örnek komutları için Şekil 5 görmek için komutları içerir. - Nokta 4.1 açıklandığı gibi AMC ($% AA) göre akromion açısı işaretinin yerini gösteren 5a Bakınız Şekil.
- Akromiyon açısını oluşturmak için dinamik duruşma sırasında her zaman noktası için küresel koordinat sistemine $% AA sanal belirteç konumunu dönüştürme (AA) dönüm (Şekil 5b) aşağıdaki kinematik modelleme komutu kullanarak: AA = $% AA * AMC ve ÇIKIŞ (AA).
- Tekrar her anatomik dönüm için 4.4.2 adımları.
- Aşağıdaki kinematik modelleme komutunu kullanarak belirli bir katı cismin her ekseni temsil ilgili belirteçler arasındaki birim vektörleri hesaplayarak toraks ve skapula için yerel koordinat sistemi tanımlayın: skapula = [AA, TS-AA, AA AI, zxy] . Toraks = [IJ, MUTHX-MLTHX, IJ-C7, yzx], MUTHX IJ ve C7 dönüm arasındaki orta nokta ve MLTHX PX ve T8 yerler arasında orta noktası olduğu.
NOT: eksen tanımı Biyomekanik Uluslararası Derneği '(ISB) önerileri 33 (Tablo 1 ve Şekil 6) dayanmaktadır. - Benzer bir yöntem kullanarak, ISB 33 tarafından tavsiye edilen humerus 'Seçenek 2' kullanmak için bir yerel koordinat sistemini tanımlar.
Not: Seçenek 2 gleohumeral ortak merkezi tarafından oluşturulmuş yeterli uçağı, dirsek eklem merkez ve ulna stiloid gerektirir, dirsek fleksiyonu bir ölçüde gereklidir yani. Katılımcı tam dirsek uzantısı yaklaşırsa, humerus eksenler kararsız hale gelebilir ve bu nedenle 'Seçenek 1' (Tablo 1) kullanılmalıdır. Wu ve diğ. (2005), daha fazla ayrıntı için.
- Dinamik deneme esnasında her bir zaman noktası için toraksa skapula nisbetle yönünü belirlemekAşağıdaki kinematik modelleme komutu kullanarak 33 iç rotasyon (Y), yukarı doğru rotasyon (X ') ve posterior tilt (Z') bir rotasyon dizisi ile Euler açısı ayrışma yöntemiyle: ScapularKin = - ( Şekil 7).
- Y olmayan bir kardan rotasyon dizisi (yükseklik düzlemi), X '(yükseklik) ve Y' (eksenel döndürme) 36 İlgili kinematik modelleme yazılımı kullanarak kullanarak dinamik yargılama sırasında toraks göre humerus yönünü belirleyin.
NOT: Bir makro Bu yazıda kullanılan kinematik modelleme yazılımı içinde olmayan kardan rotasyon dizileri belirlemek için üretici indirmek için kullanılabilir.

IJ ve C7 arasında MUTHX = orta noktası. PX ve T8 arasında MLTHX = orta noktası. GH = glenohumeral ortak merkezi. ELJC = dirsek eklem merkezi.
Matematiksel operatörler:
İki vektörleri ^ = çapraz ürün
|| = Bir vektör mutlak değeri
Tablo 1: Yerel Her sert segmenti için koordinat sistemi.
5. Veri Azaltma ve Analizi
Not: Aşağıdaki veri azaltma ve analiz aşamaları karekodların manipülasyon izin verir (örneğin MATLAB gibi) sayısal modelleme yazılımı yapılmaktadır. kinematik veri yüksekliği ve humerus hareketinin düşürücü aşamalarında, hareketin her aşaması için normalize zaman ayrılır, daha sonra skapular kinematiği humerus yükseklik açısına göre ifade edilir.
- (Şekil 8), aşağıda tarif edildiği gibi, humerus yükseklik yükselmesine ve indirme faz belirler. Bu fazlar humerus bir yükseklik açısında (Şekil 8) açısal hızı tespit edilir. ElevationLoweringPhases.m fonksiyonunu bakındosya.
- Humerus açısal hız maksimum humerus açısal hızının bir eşik 2% aştığında humerus yükseklik başlangıcını belirler.
- Humerus açısal hız aşağıda maksimal humerus açısal hız 2% düştüğü noktaya, ya da humerus yükseklik 120 ° 'yi olarak yükseklik aşamasının sonuna belirleyin.
- Açısal hız aşağıda asgari açısal hız veya humerus yükseklik altına 120 ° düştüğü noktanın 2% düştüğünde humerus düşürücü faz başlangıç belirleyin.
- Açısal hız, minimum açısal hız 2% aştığında düşürücü faz sonunu belirlemek.
- 101 veri noktaları (Şekil 9) hareketin her aşamasında kinematik verileri interpolating verileri Normale. Time_normalisation.m işlevi dosyasına bakın.
- Vs yukarı r kol açısı (derece) çizerek humerus yükselmesine ilişkin skapula kinematik Express-rotasyon (derece) (Şekil 10). PlotScapHumRhythm.m işlevi dosyasına bakın.