3. Метод оптичної комп'ютерної топографії
Стерео фотограмметріяз уявним базисом. Геометрична модель стереофотографії. Координати фіксованою точки: X = 90, Y = 112, Z = -24 мм.
Важливу інформацію про геометрію тіла людини, про особливості та порушенні постави можна отримати при дослідженні спеціальним методом комп'ютерної топографії. Цей сучасний і найточніший метод дозволяє кількісно з високою точністю визначити координати будь анатомічної точки поверхні тіла. Тривалість обстеження складає 1 - 2 хвилини, тому цей метод з успіхом застосовується для масових досліджень [5].
Кінезіологічні методи
Цілеспрямовані рухи людини (локомоції) є стійкий патерн руху, характеризується певними кінематичними, динамічними, тимчасовими і просторовими параметрами. Вся сукупність останніх може розглядатися як біомеханічне прояв рухового образу, який складається для кожної конкретної людини в період постнатального онтогенетичного розвитку і зазнає змін в результаті змін на якому рівні рухового аналізатора в залежності від віку та умов функціонування ня життєзабезпечуючих систем організму. Природно, що реєстрація кінезіологіческіх параметрів руху є необхідною для його характеристики, і при порушеннях функції опорно-рухового апарату, і при вивченні локомоції спортсмена.
Найбільш достовірні відомості про рух можуть бути отримані за допомогою оптичних методів, які забезпечують комплексну реєстрацію будь-якої кількості точок тіла людини і зовнішньої обстановки щодо просторово-часової координатної сітки і дають інформацію про кінематиці досліджуваних точок у формі, зручній для математичного аналізу. Координати ж, як відомо, є той матеріал, з аналізу якого може бути почерпнуто максимальну кількість відомостей про протікання знятого руху. Циклографія (від циклу ... і ... графія), метод вивчення рухів людини шляхом послідовного фотографування (до сотень разів на секунду) міток або лампочок, укріплених на рухомих частинах тіла. Вперше фотографування фаз руху було запропоновано в 80-х рр.. 19 в. французьким ученим Е. Маре. Н. А. Бернштейн в 20-х рр.. 20 в. удосконалив і модифікував Ц., наприклад він запропонував кімоціклографію - зйомку на пересувається плівку. На основі аналізу циклограм - ціклограмметріі - для ряду рухів були отримані дані про траєкторію окремих точок тіла, про швидкостях і прискореннях рухомих частин тіла, що дало можливість обчислити величини сил, що обумовлюють даний рух. Ці відомості лягли в основу сучасних уявлень про принципи управління рухами людини, використані при вивченні спортивних рухів, рухових порушень та ін До Ц. близький метод кінозйомки рухів з подальшою обробкою кадрів на зразок циклограм.
Найбільш простим і часто вживаним на практиці видом кінозйомки є фотограмметрія. Ця зйомка являє собою реєстрацію рухів людини і об'єктів навколишнього середовища в площині, перпендикулярній оптичної осі апарату. При цьому апарат встановлюється так, щоб в його полі зору знаходилося все, що буде піддано вивчення і подальшого аналізу. Отримані за допомогою оптичних методів реєстрації експериментальні дані піддаються математичній обробці. В якості датчиків ("світяться точок") для отримання кінематичних характеристик рухів кінцівок застосовують мітки або електричні лампочки, які зміцнюють на досліджуваних суглобах. Спорядження випробуваного майже невагомо, тому воно не вносить жодних змін в структуру рухового образу.
Конвергентна стереофотограмметріческіх зйомка і дзеркальна ціклограмметрія тотожні. Дійсно, дзеркальна ціклограмметріческая зйомка під кутом а (кут між головною оптичною віссю кіноапарата і площиною дзеркала - кут зйомки) є не що інше, як зйомка двома апаратами, оптичні осі яких конвергируют під кутом а. Обчислення просторових координат проводиться за формулами математичної залежності між просторовими координатами приміщення (в разі, якщо зйомка проводиться в камеральних умовах) і координатами перспективних зображень. Крім аналітичних методів, в даний час знайшли широке поширення різні номографіческіе прийоми, засновані на відомих положеннях синтетичної геометрії.
Номограма, за допомогою якої здійснюється обробка ізоінформаціі, являє собою функціональну сітку і служить для отримання реальних (дійсних) координат будь фіксованої точки на сегменті або суглобі кінцівки.
Електромеханічні методи
В даний час в біомеханічних дослідженнях широкого поширення набули, поряд з оптичними, і електричні методи реєстрації. Це можна пояснити в першу чергу тим, що інформація, представлена у вигляді електричних сигналів, є зручною для обробки радіо-та електронними приладами. Крім того, більшість процесів, що протікають в живих організмах, супроводжується різними електричними явищами, що полегшує отримання інформації у вигляді електричних сигналів.
Кінематичні схеми потенціометричних датчиків для вимірювання амплітуди рухів у суглобах нижніх кінцівок. А - в плюснефаланговом; б - в підтаранний; В - в тазостегновому, колінному і гомілковостопному.
При використанні електричних методів реєстрації неелектричних величин (якими є кінематичні і динамічні складові руху) у практиці біомеханічних досліджень застосовують вимір та реєстрацію кінематичних складових руху здійснюються за допомогою лінійних потенціометричних датчиків 2 типів: з вхідних функцією у вигляді кутового і лінійного механічного переміщення. Потенціометричні датчики перетворять функцію механічного переміщення в аналоговий електричний сигнал, який потім реєструється у відповідному масштабі.
Дослідження динамічних складових руху здійснюють за допомогою тензоменріческіх методів. Як тензочутливості елемента використовують різні тензодатчики - датчики тиску. Тензодатчики застосовуються для визначення вертикальних складових реакції опори при ходьбі (іхнографія) або для реєстрації стабілограмм.
Подографія - реєстрація часу опори окремих ділянок стопи при ходьбі з метою вивчення функції перекату досліджується за допомогою спеціальних датчиків, вмонтованих в підошву взуття.
Стабілограмма поперемінного стояння на правій і лівій нозі.
Стабилография - об'єктивний метод реєстрації стану та проекції загального центру мас на площину опори - важливий параметр механізму підтримки вертикальної пози. Зазвичай реєструють площа міграції загального центру мас (ОЦМ) в проекції горизонтальної площини, поєднаний з нарисом стопи[6] [ неавторитетний джерело? ].