Hareket yakalama kullanarak bir nesne toplama görevinin üç boyutlu kinematik karakterizasyonu

Bu çalışmada, hareket yakalama yöntemiyle nesne alma görevinin çözümlenmesini ve bu görevin kinematik unsurlarının ayrıntılı bir şekilde tanımlanmasını amaçlıyoruz. Mevcut yöntemler, normal koşullar altındaki hızlı performansa dair net bir anlayıştan yoksundur; bu protokol ise temel performansı belirleyerek yorumlama kapasitesini ve klinik uygulanabilirliği artırmaktadır. Başlamak için, katılımcıdan bir atlet ve hafif bir şort giymesini isteyin.

Katılımcının yalın ayak olduğundan emin olun. Katılımcıya, kendi seçtiği rahat bir tempoda, muayene edenden kısa bir mesafe uzaklaşacak şekilde yürümesini söyleyin. Ardından, katılımcıdan dönerek aynı tempoda tekrar muayene edene doğru yürümesini isteyin.

Katılımcıyı, yukarı bakarak boynunu uzatması, aşağı bakarak boynunu fleks etmesi, başını sola ve sağa döndürmesi ve başını her iki yana eğmesi için yönlendirin. Katılımcıya gövdesini öne ve arkaya bükmesini, gövdesini sola ve sağa döndürmesini ve her iki yana yan eğilme yapmasını söyleyin.

Tüm hareketler rahat ve güvenli bir şekilde tamamlandığında, katılımcıya sonraki marker yerleşimi için ayakta beklemesini söyleyin. Katılımcının, kollar yanlarda doğal bir şekilde sarkmış halde, rahat ve dik bir duruşla beklediğinden emin olun. Posterior anatomik işaret yerlerini palpe edin ve manyetik tabanları sırasıyla T4, T8, T10 spinous process ile sol ve sağ posterior superior iliac spine üzerine yerleştirin.

Ardından, posterior superior iliac spine'ın yaklaşık iki ila üç inç superolateraline, iliac crest'in posterior yüzeyine bir manyetik taban yerleştirin. Posterior manyetik tabanlar konumlandırıldıktan sonra, bunları bantla sabitleyin. Daha sonra, katılımcıdan dik bir şekilde ayakta dururken dönmesini ve muayene edene bakmasını isteyin.

Sol ve sağ anterior süperior iliak spinleri palpe edin ve bu işaretçinin üzerine manyetik bir taban sabitleyin. Xifoid çıkıntıyı bulun ve üzerine manyetik bir taban yerleştirin. Ardından, ön manyetik tabanları bantla sabitleyin.

Katılımcıdan kapağı tekrar kapatmasını ve dik duruş pozisyonuna dönmesini isteyin. Daha önce yerleştirilen manyetik tabanları kıyafet üzerinden palpe edin ve yansıtıcı işaretleyicileri sırayla manyetik tabanlara tutturun. Katılımcıya, inceleyenden uzaklaşacak şekilde dönmesini ve boynunu öne doğru fleks etmesini söyleyin.

Ardından, yedinci servikal vertebrayı bulun ve bu işaretçinin üzerine yansıtıcı bir marker yerleştirin. Katılımcıdan başını nötral konuma getirmesini ve yüzünü deneyiciye dönecek şekilde dönmesini isteyin. Sternumu belirleyin ve üzerine yansıtıcı bir marker takın.

Ardından, sol ve sağ akromion çıkıntılarını palpe edin ve belirlenen anatomik işaretin üzerine yansıtıcı bir marker yerleştirin. Katılımcıya rahatça oturmasını ve sağ avucunu sol dizinin üzerine koymasını söyleyin. Sağ humerusun medial ve lateral epikondillerini belirleyin ve üzerlerine yansıtıcı bir marker yerleştirin.

Ardından, prosedürü sol dirsek için tekrarlayın. Sonra, katılımcıdan her iki elini de rahatça uyluklarının üzerine koymasını isteyin. Radial ve ulnar styloid çıkıntıları belirleyin ve bu işaretçinin üzerine yansıtıcı bir marker yerleştirin.

Benzer şekilde, aynı prosedürü karşı bilek için tekrarlayın. Ardından, bir eldeki kapitat kemiği palpe edin, üzerine yansıtıcı bir marker yerleştirin ve işlemi karşı el için tekrarlayın. Her iki elin başparmak tırnağına birer yansıtıcı marker ve orta parmağına birer yansıtıcı marker yerleştirin.

Katılımcı rahat bir şekilde oturur pozisyondayken, sağ dizin medial ve lateral femoral kondillerini palpasyonla belirleyin ve bu işaret noktasının üzerine yansıtıcı bir marker sabitleyin. Aynı prosedürü sol diz için tekrarlayın. Ardından, sağ ayak bileğinin medial ve lateral malleollerini belirleyin ve bir yansıtıcı marker yerleştirin.

Ardından, sağ ayağın orta kuneiform kemiği ile birinci, ikinci ve beşinci metatars başlarını belirleyin ve her bir işaretleyici noktanın üzerine yansıtıcı bir marker yerleştirin. Sonra, sağ ayağın kalkaneal tuberositasını palpe edin. Bu işaretleyici noktanın üzerine yansıtıcı bir marker sabitleyin ve marker yerleştirme işlemini sol ayak için tekrarlayın.

Marker kümelerini her iki koldaki ön kol, el, üst kol, uyluk ve alt bacak segmentlerine takın. Her bir kümeyi kayışlar veya bantlar kullanarak sıkıca sabitleyin. Ardından, reflektif markerları her iki tarafta kaşların hemen üzerindeki frontal kemiğe ve ardından temporal kemiklere yerleştirin.

Gerektiğinde tutarlı yeniden konumlandırma yapabilmek için, yıkanabilir bir cilt markörü kullanarak cilt üzerine yerleştirilen tüm markörlerin ve kümelerin çevresini çizin. Ayakta duruş sırasında gevşek markörleri, küme hareketlerini ve oklüzyonları kontrol edin. Gerektiğinde yerleştirme hatalarını düzeltin ve güvensiz bağlantıları sabitleyin.

Herhangi bir sorun tespit edilmezse, nesne toplama görevine geçin. Öne eğilme, nesneyle etkileşim ve tekrar ayağa kalkma sırasında tüm vücudun görünür olduğundan emin olmak için hareket yakalama kameralarını yakalama hacminin etrafına yerleştirin. Oklüzyon oluşmadan tüm toplama hareketini kapsayacak yeterlilikte bir yakalama hacmi tanımlayın.

Global koordinat sistemini oluşturmak için hareket yakalama sistemini üretici kılavuzlarına göre kalibre edin. Tüm kameraların yansıtıcı işaretçileri net bir şekilde tespit ettiğini doğrulayın ve yakalama alanında istenmeyen yansıtıcı nesnelerin bulunmadığından emin olun. Katılımcıya harekete başlaması talimatını vermeden önce hareket yakalama kaydını başlatın.

Kaydı yalnızca katılımcı görevi tamamladıktan sonra durdurun. Bir sonraki kayda geçmeden önce, tüm markerların mevcut olduğundan emin olmak için kaydı gözden geçirin. Katılımcının yakalama hacmi içerisinde dik durduğundan emin olun.

Katılımcıya, dirsekler tam açık ve avuç içleri karşıya bakacak şekilde, her iki kolunu gövdeden yaklaşık 45 derece abdükte etmesini söyleyin. Katılımcıdan, yüksek sesle 1000, 2000 diye sayarken iki saniye boyunca hareketsiz kalmasını isteyin. Katılımcıya, dirsekler açık ve avuç içleri aşağı bakacak şekilde, her iki kolunu gövdeden yaklaşık 90 dereceye kadar daha fazla abdükte etmesini söyleyin.

Katılımcıdan iki saniye boyunca hareketsiz kalmasını ve yüksek sesle 1000, 2000 şeklinde saymasını isteyin. Katılımcıya her iki kolunu yanlara indirmesini ve rahat, nötr bir duruşla beklemesini söyleyin. Yakalama hacmi dahilinde önceden belirlenmiş bir konuma, zemine standartlaştırılmış bir nesne yerleştirin.

Katılımcıdan, nesneye dönük olarak rahat ve kendi seçtiği bir duruşta dik durmasını isteyin. Katılımcıyı, nesneyi yerden rahat bir hızda alması, tekrar ayakta durma pozisyonuna dönmesi ve nesneyi teslim etmesi için yönlendirin. Denemeler arasında nesneyi geri alırken ve yeniden konumlandırırken, yerleşimin tutarlı olduğundan emin olmak için yerde rahat bir oturma veya diz çökmüş pozisyonunu koruyun.

Katılımcıya, tek bir elini kullanarak üç deneme gerçekleştirmesi talimatını verin. Ardından, görevi diğer elini kullanarak üç deneme için tekrarlayın. Katılımcılar üç hareket stratejisi grubuna ayrılmıştır; squat baskın, hinge baskın ve hibrit.

Gruplar arasında yaş, cinsiyet dağılımı, boy veya kilo açısından anlamlı bir fark saptanmamıştır. Dominant ve non-dominant el durumlarının her ikisinde de diz fleksiyon açıları, büyük etki boyutlarıyla birlikte gruplar arasında anlamlı farklılıklar göstermiştir. Ayak bileği eklemi kinematiği, dominant ve non-dominant el durumlarında büyük etki boyutlarıyla birlikte anlamlı grup farklılıkları ortaya koymuştur.

Hem dominant hem de non-dominant el durumlarında, gövde fleksiyonu gruplar arasında orta düzeyde etki boyutlarıyla anlamlı farklılık gösterdi. Kalça eklemi kinematiği, gerek dominant gerekse non-dominant el durumları için gruplar arasında anlamlı bir farklılık göstermedi. Non-dominant el ile nesne alma sırasında, dominant el ile nesne almaya kıyasla sol ayak bileği ve sol dizde büyük etki boyutlarıyla daha fazla fleksiyon gözlemlendi.

Baskın ve baskın olmayan el durumları arasında, sağ ayak bileği ve sol kalçada da büyük etki büyüklüklerine sahip anlamlı farklılıklar gözlemlenmiştir. Sağ diz, sağ kalça veya gövdede, baskın ve baskın olmayan el durumları arasında anlamlı bir fark gözlemlenmemiştir. Bu protokol, araştırmacıların squat ağırlıklı, menteşe (hinge) ağırlıklı ve hibrit modelleri içeren, bir nesneyi yerden alma görevi sırasında kullanılan farklı hareket stratejilerini nicelleştirmesine ve tanımlamasına olanak tanır.

Bu prosedürün ardından gerçekleştirilebilecek ek analizler arasında; eklem hızları, kütle merkezi dinamikleri ve yer tepki kuvvetleri yer almakta olup bunlar görev performansının daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlar. Gelecekteki araştırmalar, özellikle kas-iskelet sistemi hastalıklarıyla ilgili durumlarda kompanse edici mekanizmaları incelemek için hareket yakalama protokolümüzü genişletebilir.