كيف يُستخدم التقاط الحركة ثلاثي الأبعاد لتقييم التأثيرات الحركية للأحذية؟ تحسين أداء الأحذية

يقوم التقاط الحركة ثلاثي الأبعاد (3D) بتقييم الحركة الحركية للأحذية باستخدام أنظمة الكهروضوئية - عادةً كاميرات الأشعة تحت الحمراء وعلامات عاكسة - لرسم الإحداثيات المكانية للأطراف السفلية في الوقت الفعلي.

تتعقب هذه التقنية زوايا الحركة المحددة لمفاصل الورك والركبة والكاحل لتحديد كيفية تغيير تصميمات الأحذية المختلفة لنطاق الحركة (ROM)، وأنماط ضربة القدم، وتناظر المشي أثناء المشي أو الجري.

الفكرة الأساسية ينقل التقاط الحركة ثلاثي الأبعاد "الشعور" الذاتي للحذاء إلى بيانات موضوعية على مستوى الملليمتر. يكشف ما إذا كان تصميم الحذاء يدعم المحاذاة الطبيعية للهيكل العظمي أو يُدخل اضطرابات ميكانيكية قد تؤدي إلى إصابات طويلة الأمد أو حركة غير فعالة.

آلية الالتقاط

أنظمة تتبع الأشعة تحت الحمراء

لالتقاط البيانات الحركية، يضع الباحثون علامات عاكسة على المعالم التشريحية الرئيسية لمفاصل المستخدم ومعدات الأحذية.

تسجل كاميرات الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة الموضوعة حول المختبر الإحداثيات المكانية لهذه العلامات في الوقت الفعلي.

جمع البيانات بتردد عالٍ

تعمل الأنظمة بترددات عالية لالتقاط الحركات السريعة دون تشويش.

يسمح هذا بحساب مسارات الحركة والعمل الميكانيكي بدقة فائقة، مما يضمن تسجيل حتى الانحرافات الطفيفة في المشي.

تحليل ميكانيكا الأطراف السفلية

نطاق حركة المفاصل (ROM)

المقياس الرئيسي الذي يتم تحليله هو نطاق الحركة عبر السلسلة الحركية السفلية.

يتتبع النظام تحديدًا زوايا الورك والركبة والكاحل. يحدد ما إذا كان الحذاء يقيد الحركة الطبيعية أو، على العكس من ذلك، يسبب زوايا مفاصل مفرطة قد تضغط على الهيكل العظمي.

تناظر المشي والإيقاع

بالإضافة إلى المفاصل الفردية، يقوم التقاط الحركة بتقييم دورة المشي أو الجري الشاملة.

يقيس معلمات مثل عدم تناظر طول الخطوة و الإيقاع. هذه البيانات حاسمة لتحديد ما إذا كان الحذاء يتسبب في تفضيل المستخدم لساق واحدة أو تغيير إيقاعه الطبيعي.

تردد تأرجح الطرف

يحلل التقاط الحركة كيف تؤثر الخصائص الفيزيائية للحذاء، مثل الوزن، على تأرجح الساق.

يتحقق من أن الأحذية لا تعطل أنماط الحركة المؤتمتة للغاية، مما يضمن أن المستخدم يحافظ على دورة حركة طبيعية.

ربط التصميم بصحة الهيكل العظمي

التأثير على المحاذاة

تُستخدم البيانات المجمعة لتقييم التأثير طويل الأمد لبناء الأحذية على نمو الهيكل العظمي.

من خلال مراقبة التحولات في أنماط ضربة القدم، يمكن للباحثين التنبؤ بكيفية تغيير تصميمات معينة لمحاذاة الهيكل العظمي بمرور الوقت.

الاستقرار وتقليل الأخطاء

على الرغم من أنه حركي في المقام الأول، يعتمد النظام على توفير الحذاء لمنصة مستقرة.

تعتبر ميزات مثل النعال الخارجية المضادة للانزلاق ودعم القوس ضرورية لمنع الانزلاق. هذا يضمن أن حسابات عزم دوران المفصل وبيانات الحركة المسجلة أصلية وليست آثارًا لمحاولة المستخدم الحفاظ على التوازن.

فهم المفاضلات

الحركة مقابل القوى

من المهم التمييز بين أن التقاط الحركة يسجل الحركة (الحركية)، وليس القوة (الديناميكا).

بينما يتتبع كيفية تحرك الجسم، غالبًا ما يجب إقرانه بألواح القوة لفهم قوى رد فعل الأرض (GRF) التي تؤثر على الجسم. لا يمكن لالتقاط الحركة وحده قياس توزيع الضغط المذكور في تحليل القوة.

قيود المختبر

تُجمع البيانات في بيئة مختبرية خاضعة للرقابة باستخدام علامات عاكسة.

على الرغم من دقتها على مستوى الملليمتر، قد لا يعكس هذا الإعداد تمامًا التضاريس غير المتوقعة والمتغيرات في البيئات الواقعية.

حساسية وضع العلامات

تعتمد دقة البيانات بشكل كبير على الوضع الدقيق للعلامات العاكسة.

يمكن أن تؤدي الانحرافات الطفيفة في وضع العلامات على الجلد أو الحذاء إلى حدوث خطأ تجريبي، مما قد يؤدي إلى تحريف حساب مراكز المفاصل.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

سواء كنت تصمم أحذية، أو تختار معدات للتدريب، أو تحلل تعافي المريض، فإن البيانات التي تعطيها الأولوية ستختلف.

إذا كان تركيزك الأساسي هو الوقاية من الإصابات: أعط الأولوية للبيانات المتعلقة بنطاق حركة المفاصل (ROM) والمحاذاة لضمان أن الحذاء لا يجبر المفاصل على زوايا مفرطة أو غير طبيعية.
إذا كان تركيزك الأساسي هو إعادة التأهيل: ابحث عن تحسينات في عدم تناظر طول الخطوة وهيكل المشي للتحقق من أن الأحذية تساعد في استعادة نمط مشي متوازن.
إذا كان تركيزك الأساسي هو كفاءة الأداء: ركز على بيانات تردد تأرجح الطرف والإيقاع لضمان أن وزن الحذاء وهيكله لا يعطلان دورات الحركة الطبيعية للرياضي.

التقييم الحركي الحقيقي لا يتعلق فقط بتتبع الحركة؛ بل يتعلق بالتحقق من أن الأحذية تعمل كامتداد سلس لميكانيكا الجسم الطبيعية.

جدول ملخص:

المقياس الذي تم تحليله	الوصف	الفائدة الرئيسية
نطاق حركة المفاصل	يتتبع زوايا الورك والركبة والكاحل	يمنع الإصابة من خلال ضمان المحاذاة الطبيعية
تناظر المشي	يقيس طول الخطوة والإيقاع	يحدد اختلالات في دورات المشي أو الجري
تردد التأرجح	يحلل سرعة وإيقاع تأرجح الساق	يقيم تأثير وزن الحذاء على الكفاءة
الإحداثيات المكانية	رسم خرائط في الوقت الفعلي عبر علامات الأشعة تحت الحمراء	يوفر بيانات موضوعية ودقيقة على مستوى الملليمتر

شراكة مع 3515 للحصول على أحذية محسّنة علميًا

في 3515، ندرك أن الأحذية عالية الأداء يجب أن تكون امتدادًا سلسًا للجسم. بصفتنا مصنعًا واسع النطاق يخدم الموزعين العالميين وأصحاب العلامات التجارية، فإننا نستفيد من قدرات الإنتاج الشاملة لدينا لإنشاء أحذية تحترم الحركة الطبيعية وتعزز سلامة المستخدم.

سواء كنت بحاجة إلى أحذية السلامة الرائدة لدينا، أو أحذية تكتيكية، أو أحذية رياضية متخصصة، فإننا نقدم حلولًا بكميات كبيرة تلبي المعايير الميكانيكية الصارمة.

هل أنت مستعد لرفع مستوى خط منتجاتك بأحذية مصممة بدقة؟

اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلباتك

المراجع

Yuan Wang, Yaodong Gu. Understanding the Role of Children’s Footwear on Children’s Feet and Gait Development: A Systematic Scoping Review. DOI: 10.3390/healthcare11101418

تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .