| Popis: |
oz KISS YÜRÜYÜŞ ANALİZİ SİSTEMİ İÇİN YUMUŞAK DOKU HAREKETİ BOZULMALARININ DEĞERLENDİRMESİ VE DÜZELTİLMESİ Afşar, Hakan Yüksek Lisans, Makine Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. S. Turgut Tümer Aralık 2001, 115 sayfa İnsan yürüyüşünün üç boyuttu analizi, bel ve bacaklar üzerine yerleştirilen ve üzerine gelen ışığı geldiği yönde yansıtma özelliğine sahip, işaret noktalarının kamera görüntülerinin incelenmesiyle, vücut bölümlerinin hareketlerinin tanımlanmasını içermektedir. Yürüyüş analizinde, böyle yalnız vücudun dış yapısı kullanılarak oluşturulan yöntemler, deneysel hatalarla önemli derecede bozuk sonuçlar verebilir. Bu hataların en büyük kısmını, işaret noktalan ile bu noktaların yerleştirildiği bölümün ana kemiği arasındaki bağıl hareketlilik oluşturmaktadır. Deri hareketinden kaynaklanan bu önemli hata kemik konumunun, açılarının ve eklemlerdeki kinematik büyüklüklerin hesaplanmasını etkiler. Yürüyüş analizindeki, anatomik noktalar ve eklem merkezleri gibi, kritik bileşenlerin hesaplanmasındaki küçük hatalar, yürüyüş analizinin sonuçlarında kabul edilmeyecek büyüklükteki hatalara yol açabilir. Geleneksel yöntemler, bu kritik bileşenleri hesaplamak için gerekli kalibrasyon parametrelerini elde etmek amacıyla statik dik duruşun (doğal dikey duruş) incelenmesini kullanır. Bütün bu parametreleri de yürüyüş hareketi boyunca sabit olarak kullanır. Bu yöntemler, deri yüzeyine yerleştirilen işaret noktalarının yürüyüş hareketi sırasında üzerine yerleştirildiği bölümün anakemiğine göre sabitkaldığını, bağıl bir hareket göstermediğini kabul eder. Bu tez çalışması; özel bir yürüyüş analizi sistemi olan; Kiss yürüyüş analizi sisteminde içerilen deneysel ve analitik bir yöntemi sunmaktadır. Bu yöntem, kalibrasyon parametrelerini statik değil dinamik kabul ederek iki uç nokta arasında doğrusal değiştiğini göz önünde tutarak; eklem açılarında oluşan hataların giderilmesini sağlamaktadır. Bu metodun temelindeki anafikir: deri hareketinin, incelenen vücut hareketinin uç sınırlan arasında, doğrusal bir değişim gösterdiğinin varsayımıdır. Bu düzeltme tekniği, her bir an için değişken kalibrasyon parametrelerini bulmayı ve eklem açılarım bu parametreleri kullanarak hesaplamayı amaçlamaktadır. Sonuçlar göstermiştir ki; bu yeni teknik, eklem açılarında (özellikle hareket düzleminde olmayan; enine ve öne açılarda), deri hareketinden kaynaklanan hataların telafisinde etkili olmuştur. Anahtar Kelimeler: Yürüyüş Analizi, Yumuşak Doku Hareketi, Çoklu Kalibrasyon VI ABSTRACT EVALUATION AND COMPENSATION OF SOFT TISSUE MOVEMENT ARTEFACTS FOR THE KISS GAIT ANALYSIS SYSTEM Afşar, Hakan M.S., Mechanical Engineering Department Supervisor: Prof. Dr. S. Turgut Turner December 2001, 115 pages Three-dimensional analysis of human gait involves estimating the motion of the body segments by using close-range photogrammetry of the retroreflective markers attached on the skin surface of lower limbs. In gait analysis, such non invasive methods can lead to results that are severely corrupted by experimental errors. The largest fraction of these errors is associated with the relative movement between externally located markers and the underlying bone, because of the interposition of both active and passive soft tissues. This important artefact (skin movement artefact) propagates to bone position and orientation, and joint kinematics estimates. Small variations in estimation of critical components (such as, anatomical landmarks, joint centres etc) for gait analysis may result in totally unreliable errors in the final results of gait analysis. Traditional methods use single static posture (natural upright posture) to obtain calibration parameters necessary for estimation of anatomical landmarks and treat these parameters being constant throughout the gait. They assume that all markers attached on the skin surface of the segments stay constant through whole iiigait motion. This study presents an experimental and analytical procedure, to be included in a specific gait analysis protocol, which is Kiss Gait Analysis System, which allows the compensation of joint kinematics by considering the static calibration parameters being dynamic and changing linearly between two terminals. The main idea behind this method is the assumption that the skin movement artefact behaves linearly between the two extremes of the range of motion under analysis. This compensation technique aims to find variable calibration parameters for any instant, and calculate the joint kinematics using those refined parameters. The results show that this technique is effective on the compensation of errors due to skin movement artefact in joint kinematics, especially for motions in frontal and transverse planes. Keywords: Gait Analysis, Soft Tissue Movement, and Multiple Calibration IV 115 |
