受動的な反射スキンマーカーが特定のランドマークに取り付けられているのはなぜですか？フットウェアテストのための精密歩行データ

受動的な反射スキンマーカーは、物理的な解剖学的構造とデジタル分析の間の基本的なリンクとして機能します。それらを特定の骨のランドマークに配置することにより、モーションキャプチャシステムは赤外線を反射して、重要な解剖学的中心を特定できます。このプロセスにより、研究者は人間のセグメントベクトルを正確に再構築でき、フットウェアのパフォーマンス評価に不可欠な関節回転角度の正確な計算が可能になります。

特定の解剖学的ランドマークにマーカーを配置することは恣意的ではありません。それは、体のセグメント（太もも、脚、足）の幾何学的形状を定義する唯一の方法です。これにより、生のモーションデータが、生体力学的アライメントとサポートに関する意味のある洞察に変換されます。

モーションキャプチャの仕組み

解剖学的中心の確立

モーションキャプチャシステムは、受動的なマーカーに反射する赤外線に依存して、空間内の体の位置を特定します。

しかし、カメラは本質的に膝と足首を区別することはできません。

これを解決するために、マーカーは特定の解剖学的ランドマーク、例えば大転子、大腿骨顆、および内果に取り付けられます。

セグメントベクトルの作成

システムがこれらのランドマークを特定すると、数学的に点を結びます。

これらの接続により、人間のセグメントベクトルが確立され、太もも、下腿、および足の剛体（リジッドボディ）が定義されます。

これらの定義されたセグメントがないと、コンピューターは生体力学モデルではなく、点の集合しか認識できません。

フットウェアテストにおける解剖学が重要な理由

関節回転の計算

この文脈における歩行分析の主な目的は、さまざまなフットウェアの影響下で関節がどのように動くかを測定することです。

セグメントベクトル間の変化する角度を比較することにより、研究者は関節回転角度を計算します。

このデータは、靴が歩行中の膝の屈曲度や足首の回転度など、動きにどのように影響するかを示します。

意味のあるデータの確保

データは、人間の生理機能を正確に表している場合にのみ価値があります。

マーカーをランドマークに取り付けることにより、サポートとアライメントに関する結果データが解剖学的に意味のあるものになります。

これにより、単純なモーション追跡と有効な生体力学的テストが区別されます。

トレードオフの理解

配置への感度

システム全体の精度は、ランドマークの正確な特定にかかっています。

例えば、マーカーが内果の中心からずれて不正確に配置された場合、計算されたセグメントベクトルは歪みます。

視線要件

これらのマーカーは受動的であり、赤外線を反射することに依存しているため、カメラから見える状態を維持する必要があります。

システムは、歩行サイクル全体でセグメントベクトルの整合性を維持するために、解剖学的ランドマークへの明確な視線を必要とします。

歩行分析における妥当性の確保

フットウェアテストから実用的なデータを確実に得るために、次の重点分野を検討してください。

生体力学的精度が主な焦点の場合：正確なベクトルを定義するために、大腿骨顆などの骨のランドマークへのマーカーの正確な触診と配置を優先してください。
製品評価が主な焦点の場合：結果として得られる関節回転角度を使用して、特定の靴の特徴と着用者のアライメントおよびサポートの変化を直接相関させます。

マーカー配置の精度は、フットウェアのパフォーマンスに関する有効な結論を導き出すための前提条件です。

概要表：

コンポーネント	歩行分析における役割	フットウェアテストへの影響
受動マーカー	カメラに赤外線を反射する	3D空間でデジタルボディモデルを定義する
解剖学的ランドマーク	骨の参照点（例：内果）	関節中心の数学的精度を保証する
セグメントベクトル	特定されたランドマークを接続する	動きを追跡するための剛体（足/脚）を形成する
回転角度	ベクトル間の角度変化を測定する	靴が生体力学的アライメントにどのように影響するかを評価する

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参考文献

Abdul Aziz Hulleck, Kinda Khalaf. BlazePose-Seq2Seq: Leveraging Regular RGB Cameras for Robust Gait Assessment. DOI: 10.1109/tnsre.2024.3391908

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .

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