Εφαρμογές της ιατρικής πληροφορικής στη μελέτη της ανθρώπινης βάδισης: Υπολογιστικές μέθοδοι ανάλυσης κινηματικών δεδομένων

Abstract

Kinematic data are variables used in the description and analysis of human gait, independent of the forces that cause the movement. They include linear and angular displacements, velocities and accelerations. The displacement data are taken from any anatomical landmark (e.g. centres of rotation of joints) by 3-D cinematography. This work presents a study of the effect of various degrees of angular errors of the recording and analysing system on the definition of the actual point of a given point. This study also presents a mathematical computer-based method that automatically corrects for an offset of the cameras and the analysing projector, and a computational mathematical technique of filtering and differentiating the displacement data based on sine and cosine Fourier series approximation.

Η εργασία προτείνει μέθοδο καταγραφής και ανάλυσης της ανθρώπινης βάδισης με την βοήθεια της κινηματογραφικής τεχνικής. Παράλληλα αναπτύσσονται τεχνικές απομάκρυνσης συστηματικών και τυχαίων σφαλμάτων που υπεισέρχονται στα δεδομένα που λαμβάνονται μετά την καταγραφή της βάδισης (κινηματικά δεδομένα). Έτσι το όλο σύστημα έχει την ικανότητα αυτοδιόρθωσης ώστε τα τελικά κινηματικά δεδομένα που λαμβάνονται να είναι όσο το δυνατό πιο ακριβή και αξιοποιήσιμα από γιατρό, τον φυσιοθεραπευτή κλπ. Έτσι διορθώνονται τυχόν στροφές και μετατοπίσεις των μηχανών λήψης και προβολής ενώ παράλληλα με χρήση τριγωνομετρικής προσέγγισης με σειρές fourier φιλτράρονται τα κινηματικά δεδομένα μετατόπισης και παράγονται φιλτραρισμένα κινηματικά δεδομένα μετατόπισης, ταχύτητας και επιτάχυνσης.