در 15 سال گذشته ، پیشرفت های تجاری عمده ای در نرم افزارها و سخت افزارهای سه بعدی بوجود آمده است.
با صرفنظر از اینکه از چه سیستمی استفاده می شود، مرحله جمع آوری داده ها، یک فایل از مختصات طول و عرض و ارتفاع مارکرها در هر زمان است. این مختصات در سیستم مرجع عمومی GRS .
هدف از این فصل این است تا مرحله‌هایی که این داده های مختصاتی تبدیل به محورهای آناتومی اجزا بدن می شوند را مرور کنیم بطوریکه یک آنالیز سینماتیکی بتواند در یک روش مشابه انجام داده شود .
7.1- سیستم های محور
چندین سیستم مرجع محور وجود دارند که باید در مجموع با GRS ، که قبلا در بالا معرفی شد نشان داده شوند . مارکرهایی که روی هر یک از قسمت ها قرار داده می شوند ، یک سیستم محور مارکر بوجود می اورند که یک سیستم مرجع موضعی ، LRS ، برای هر جزء است. یک LRS ثانویه ، یک سیستم محور است که محورهای اصلی هر یک از اعضا را نشان می دهد به علت استفاده از نشانه های خاص آناتومیکی– اسکلتی در این روش به منظور تعریف محورها ، این سیستم به عنوان سیستم مختصات آناتومیکی نامیده شده است.
7.1.1- سیستم مرجع عمومی
به منظور راحتی بر جهت محورهای GRS تاکید خواهیم کرد: x جهت جلو و عقب است ، y محور عمودی (گرانشی) است و z محور چپ و راست (افقی/میانی) است . بنابراین صفحه xz صفحه افقی است و با توجه به تعریف متعامد با محور عمودی است . جهت محورهای GRS با این محورها در صفحه نیرو یکسان است .
برای اینکه مطمئن شویم که این چنین است ، یک سیستم درجه بندی فضایی ( یک فرم فضایی صلب یا یک محور مکانیکی صلب سه بعدی ) بوسیله مارکرها اندازه گیری می شود و روی یکی از صفحات نیرو قرار می گیرد و در طول محور x، zسکوی نیرو ردیف می شود.
موقعیت هر یک از مارکرها نسبت به مبدا صفحه نیرو مشخص می شود و به کامپیوتر داده داده می شود. مبدا هر یک از سکوهای اضافی بوسیله یک دو خم z، x سکوی اولی ثبت می شود.
یک دو خم اضافی در جهتy ضروری خواهد شد اگر آن سکوی اضافی در یک ارتفاع متفاوت از اولی بود ( بواسطه یک آنالیز بیومکانیکی پلکان یا گردش پلکان ضروری خواهد بود) . تعداد زیادی از آزمایشگاه ها یک نظم ثابت از دوربین ها دارند ، بنابراین هیج نیازی به کالیبره کردن GRS در هر روز نیست.
در آزمایشگاههای بزرگ کلینیکی و همینطور سیستمی که در فصل قبل توضیح داده شد نیز این چنین است. ( نمودار 2.12 را ببینید .) در تعداد زیادی از موقعیت های پژوهش دوربین ها بازچیده می شوند تا به بهترین روش حرکت جدید را ضبط کنند.
بنابراین به درجه بندی جدید GRS نیاز دارد. وقتیکه درجه بندی کامل شد دوربین ها نمی توانند حرکت داده شوند و توجه بیشتری باید شود تا مطمئن شویم آنها بطور تصادفی جابجا نشده باشند.
7.1.2- سیستم مرجع موضعی یا دوران محورها
دانشجویان به چندین بخش در فصل6 ارجاع داده می شوند و از آنها خواسته می شود دوباره بخش 6.2.6 تا انتهای 6.2.7.2 را ببینند. این بخش ها جابجایی سیستم های مرجع و بردارهای سرعت برای سیستم های دو بعدی و سه بعدی را دربرمی گیرند. نمادهایی که در این بخش ها معرفی شده اند در این فصل توضیح داده می شوند.
در هر عضو سیستم محور آناتمی با مبدا آن در مرکز جرم عضو (COM) تنظیم می شود و معمولا محور y اصلی آن در امتداد محور طولی عضو یا موقعیت اعضا مانند لگن خاصره در طول یک خط ، بوسیله مارکرهای اختصاصی اسکلتی از قبیل PSIS وASIS معیین می شود.
سیستم های محوری موضعی دیگری روی آن عضو که یک مجموعه از مارکرهای سطحی را استفاده میکند، شکل داده می شود.
یک مجموع از دو تبدیل ضروری است تا از GRS به سیستم محور مارکر و از آن مارکر به سیستم محور آناتمی بدست آیند. نمودار 7.1 نشان می دهد که چگونه یکی از این دوران ها انجام می شود . سیستم محور x,y,z نیاز دارد تا نسبت به سیستمی که بوسیله مشخص شده است، دوران کند.
تعداد زیادی توالی دوران ممکن است اما در اینجا ما از توالی متداولx-y-z crdan استفاده می کنیم که این بدین معنی است که ما ابتدا پیرامون محور x و دوم پیرامون محور y جدید و در نهایت پیرامون محور z جدید دوران می کنیم.
اولین دوران پیرامون محور x است ت بدست آید. چون ما پیرامون محور x دوران کرده ایم ، x تغییر نخواهد کرد و در حالی که محور y به y' تغییر می کند و محور zبه z' تغییر می کند.
دوران دوم پیرامون محور جدید است تا بدست آید. چون این دوران پیرامون محور بوده است
آخرین دوران پیرامون محور جدید است تا مطلوب بدست اید.
فرض می کنیم ما یک نقطه با مختصات در سیستم محور اصلی ,y,z x داریم که همان نقطه در سیستم محور مختصات را خواهد داشت.