Παραμετροποίηση ενιαίου ολοκληρωμένου συστήματος ανάλυσης βάδισης

Abstract

One of the most complicated moves that someone comes across, and at the sametime of great interest, is the movement of the human body. The study of human gait has attracted early interest of researchers, on the one hand due to the complexity and peculiarities that presents and on the other hand because of the significance of the results of these surveys and their application in clinical practice. In the field of biomechanics, many kinematic and dynamic studies of gait have been made , but not to the point where we have a full description and understanding .Several methods have been developed for recording kinematic and kinetic gait data. The most common ones are the use video cameras, forceplates, the conductive corridor, accelerometers, etc. Most of these systems that have been developed are quite complex, requiring specialized knowledge by the user, and the cost and maintenance is quite high.This study is an approach to the design and customization of gait using the opto-electrical method. For the development of this study we built and introduced the gait analysis laboratory housed in the department of Medical Physics of the University of Ioannina , installing the system of two forceplates and a recording system through video machines, for the kinetic and kinematic analysis respectively .A software was also developed aiming to customize the measurement of gait and focus on the utilization and the presentation of the data extracted.The two systems were installed and synchronized so they can operate either independently or together, depending on the requirements of the examination. During the design and development of the software special care was taken so that the experimental data will automatically be stored in a database for future use. Finally, the software has been developed in such way so as to support future expansions or changes of the two systems .

Μια από τις πιο περίπλοκες κινήσεις που παρουσιάζονται γύρω μας και ταυτόχρονα με πολύ μεγάλο ενδιαφέρον, είναι η κίνηση του ανθρωπίνου σώματος. Η μελέτη της ανθρώπινης βάδισης έχει προσελκύσει από νωρίς το ενδιαφέρον των ερευνητών αφ’ ενός μεν λόγω της πολυπλοκότητας και των ιδιομορφιών που παρουσιάζει, αφ’ ετέρου δε λόγω της σημαντικότητας των αποτελεσμάτων των ερευνών αυτών κατά την εφαρμογή τους στην κλινική πράξη. Από πλευράς μηχανικής έχουν πραγματοποιηθεί πολλές κινηματικές και δυναμικές μελέτες της βάδισης, χωρίς ωστόσο να είμαστε σε σημείο να έχουμε πλήρη περιγραφή και κατανόηση της.Έχουν αναπτυχθεί διάφοροι μέθοδοι καταγραφής των κινηματικών και κινητικών δεδομένων της βάδισης. Οι πιο σημαντικές είναι με χρήση κινηματογραφικών μηχανών, μηχανών βίντεο, δυναμοπλακών, αγώγιμου διαδρόμου, δυναμοδαπέδων, επιταχυνσιομέτρων κ.α. Τα περισσότερα από αυτά τα συστήματα που έχουν αναπτυχθεί, είναι αρκετά πολύπλοκα, απαιτούν εξειδικευμένες γνώσεις από τον χρήστη τους, και το κόστος κτήσης και συντήρησης είναι αρκετά υψηλό.Η εργασία αυτή αποτελεί μία προσέγγιση στην μελέτη και παραμετροποίηση της βάδισης με την χρήση οπτοηλεκτρικών μέσων. Στα πλαίσια της εκπόνησής αναπτύχθηκε και εμπλουτίστηκε το εργαστήριο ανάλυσης βάδισης που στεγάζεται στο τμήμα της Ιατρικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, με την εγκατάσταση του συστήματος των δυναμοπλακών και του συστήματος καταγραφής μέσω μηχανών βίντεο, για την κινητική και κινηματική ανάλυση αντίστοιχα. Επίσης αναπτύχθηκε λογισμικό που σαν στόχο έχει την παραμετροποίηση της μέτρησης της βάδισης και την εξαγωγή και αξιοποίηση των δεδομένων εξάγονται. Τα δύο συστήματα εγκαταστάθηκαν και συγχρονίστηκαν ώστε να μπορούν να λειτουργούν είτε παράλληλα είτε αυτόνομα, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εξέτασης. Κατά την σχεδίαση και ανάπτυξη του λογισμικού έγινε ειδική μέριμνα έτσι ώστε τα πειραματικά δεδομένα να αποθηκεύονται αυτόματα σε βάση δεδομένων για μελλοντική χρήση. Τέλος το λογισμικό είναι παραμετροποιημένο, έτσι ώστε να υποστηρίζει τυχών μελλοντικές επεκτάσεις ή αλλαγές των δύο συστημάτων.