3D Tracking
Roboterbasierte Methode zur Analyse von freien Bewegungen der oberen Extremitäten
- Bild 1: 3D Tracking
Einleitung
Es gibt zurzeit einen Mangel an Prozeduren zur Analyse von Bewegungen der oberen Extremitäten. Das größte Problem bei der Erstellung einer objektiven Methode ist der Fakt, dass im Vergleich zum Gang, die Bewegung des Arms dreidimensional, nicht zyklisch und nicht reproduzierbar ist und einen größeren Bewegungsumfang besitzt. Am Lehrstuhl für Angewandte Medizintechnik ist eine Methodik zur Analyse von Robotergestützten, reproduzierbaren, da frei definierbaren 3D Bewegungen der oberen Extremitäten entwickelt worden.
Methoden
Ein 5-DOF Roboterarm und Vicon370 Bewegungsanalysesystem wurden benutzt um kinematische Daten der Armbewegung zu erhalten. Der Roboterarm wurde programmiert um eine dreidimensionale Bewegungsbahn zu präsentieren. Die Rotationsachsen der Gelenkwinkel wurden mithilfe kinematischer Daten und eines biomechanischen Modells berechnet.
- Bild 2: Rotationsachsen für den Schultergelenkwinkel
Ergebnisse
Sieben Messungen wurden unter Benutzung derselben dreidimensionalen Bewegungsbahn bei weiblichen Probanden durchgeführt (jeweils am dominanten Arm). Die Gelenkwinkel wurden für das Hand-, Ellenbogen- und Schultergelenk berechnet und ein Normkollektiv wurde festgestellt. Als Beispiel kann man auf dem Bild 2 drei Rotationsachsen des Schultergelenks für zwei Versuche (schwarze Linie) und die Standardabweichung (grauer Bereich) sehen.
Die Reproduzierbarkeit der Bewegung wurde durch die Kreuzkorrelation Koeffizienten zwischen den zwei Versuchen für jede Rotationsachse untersucht. Für Flexion/Extension, Abduktion/Adduktion und innen/außen Rotation des Schultergelenkwinkels betrugen die Kreuzkorrelation Koeffizienten jeweils 0.956, 0.93 und 0.939. Dies beweist die Reproduzierbarkeit der Bewegung.
