근골격계 초음파 이미징의 소설 응용 프로그램

1. 수단 벡터 TDI는 두 개 이상의 독립적 인 경로에서 찍은 도플러 속도 측정에서 얻어진 속도 벡터를 추정에 기초한다. 연구 인터페이스 초음파 시스템은 vTDI 개발에 사용 하였다. 연구 인터페이스는 소프트웨어 개발 키트 (SDK)를 사용하여 저역 빔 포밍 및 펄스 시퀀스 제어를 허용했다. 128 트랜스 듀서 요소와보기의 38mm 필드로 구성된 5-14 MHz의 선형 배열 센서가 사용되었다. 연구 인터페이스는 두 개의 전송로 배열 변환기를 분리하고 구멍을 받고 일반에 대하여 15 °로 수신 빔을 조종하기 위해 사용되었다. 송신 빔은 관심 영역 (예를 들면 근육 배)에 집중되었다. 전송 및 수신 구멍 32 요소로 설정 하였다. 여덟 과목, 4 남자와 여자 4 명 (29.7 ± 6.5 세)을 대상으로 모집했다. 의 과목에서 운동 학적 측정오른쪽 하반신는 고속 성능 및 200 Hz의 샘플링 속도로 팔 카메라 모션 캡쳐 시스템을 사용하여 포착 하였다. 실험 기간 동안 그라운드 반력 데이터는 2000 Hz에서이 힘 플레이트 샘플링을 통해 얻어졌다. 고속 카메라를 삼각대에 장착하고 피사체로부터 2m에 배치는 500 프레임 / 초에서 드롭 착륙을 캡처하는 데 사용되었다. 2. 제목 준비 반바지, 스포츠 브라 나 짧은 티셔츠와 운동화 한 켤레를 착용하는 과목을 부탁드립니다. 10 분 자기 주도 워밍업 전에 데이터 수집에 스트레칭을 수행 할 대상을 지시합니다. 이것은 비정상적인 근육 수축을 방지하고 근육 경련의 범위를 줄이는 것이다. 워밍업 세션 후, 몸의 특정 랜드 마크에 반사 마커를 배치합니다. 특히, 위치 보정 큰 trochanters 양측 내측과 외측 무릎에 마커와는 내측 및 lateraL malleoli. 사후에 추적 마커를 놓고 각 발 19 ~ 20에 허벅지와 정강이, 5 마커에 우수한 장골의 문장, 장소 클러스터를 전방. 정적 시험을 얻기 위해 3D 카메라의 초점 영역의 중심에있는 스탠드 주제를 연출합니다. 참가자는 정적 3D 모션 캡쳐 데이터를 얻기 위해, 자신의 어깨에 걸쳐 자신의 팔을 힘 플레이트에 서 있어야합니다. 그러면, 트랜스 듀서 홀더에 초음파 변환기를 배치하고 트랜스 듀서 홀더로부터 초음파 변환기의 빠지 피하는 좋은 기묘한을 지킨다. 트랜스 듀서 홀더는 Lexen의 폴리 카보네이트 (polycarbonate) 성형 플라스틱을 사용하여 만들어졌다. 피부와 초음파 변환기와 좋은 접촉을 보장 변환기에서 초음파 전송 젤의 충분한 양을 적용합니다. 이미지에 피사체의 허벅지 변환기 홀더와 함께 초음파 변환기를 배치 직근은 길이 도끼 근육 대퇴이다. 변환기는 중간 전방 장골 척추와 직근의 배 근육 대퇴 이미지 측면 epicondoyle 사이에 위치해야합니다. 다리에 초음파 변환기 및 변환기 홀더를 고정하기 전에, 대퇴사 근육 그룹의 축 슬라이스를 얻었다. 지침으로이를 사용, 확인 초음파 변환기는 이제 대퇴 직근 이미징되고 vastii 근육 그룹 이미징 방지하기 위해, 더 많은 측면 또는 중간 이동하지 않습니다합니다. 이제, 피사체의 허벅지에 변환기 홀더를 고정 응집 자동 접착 붕대를 사용합니다. 이 절차 단계는 반사 마커를 차단하거나 포함하지 않도록하십시오. 자동 접착 붕대은 명확하거나 지나치게 빡빡하지 않아야합니다. 느슨한 붕대 드롭 랜딩 작업 중에 초음파 변환기가 떨어질 위험하고 너무 꽉 붕대는 불편을 일으키는 원인이되고, 표면 혈액의 흐름을 방해 할 가능성이 드롭 착륙 역학을 변경합니다. t를 배치500 프레임 / 초에 영상을 수집하는 그는 고속 카메라를 멀리 시상면에서 피사체에서 최소 2 미터. 피사체의 전체 드롭 방문 시퀀스가​​ 캡처 할 수 있도록하는 카메라 렌즈를 초점. 3. 실험 프로토콜 모든 마커와 초음파 변환기가 안전하면, 힘 플레이트에서 50cm에 높이 30cm 장소의 플랫폼에 서있는 주제를 부탁드립니다. 플랫폼 (약 2.5 m) 주변 지역 드롭 착륙 작업을 방해하거나 주제를 손상시킬 수있는 개체의 깨끗한 지 확인합니다. 이는 초음파 변환기 코드가 포함되어 있습니다. 드롭 랜딩 작업을 시작하기 전에 및 전체 드롭 착륙 순서 동안 자신의 엉덩이에 손을 배치 할 주제를 지시합니다. 초음파에 대한 데이터 수집, 3D 모션 캡쳐, 힘 플레이트와 드롭 착륙 작업을 시작하기 전에 고속 카메라를 시작합니다. 다른 악기 사이의 동기화를 달성 할 수있다모든 데이터 수집을 시작하는 하나의 키 입력을 사용하여 거라고. 키보드에 부착 된 압력 센서가 특정 키를 누를 동기 트리거 신호를 생성하기 위해 사용될 수있다. 동시에, 두 다리와 플랫폼과 땅에서 드롭 랜딩 작업을 수행 할 대상을 연출합니다. 과목 대신 점프의 상자에서 드롭 있는지 확인합니다. 구체적인 지침은 착륙 기술에 대한 제공되지 않습니다. 피사체가 완전히 안정화하고 드롭 착륙 순서를 완료하면 데이터 수집을 중지합니다. 이 프로토콜에게 주제 당 5 회 반복한다. 4. 초음파 데이터 분석 수출 및 컴퓨터에 초음파 시스템에서 원시 데이터를 저장합니다. 각각의 원료 무선 주파수 (RF) 초음파 데이터를 빔이 40 MHz에서 디지털화가 나타납니다. MATLAB을 사용하여 데이터를 처리. 반송파 주파수를 제거하기 위해 RF 데이터를 직교 복조를 수행한다. 합계를 제거ionary 및 20 Hz에서 고역 통과 필터를 사용하여 각각의 수신 빔의 각 깊이 직교 데이터를 필터링하여 저주파 혼란. 모두 함께 추정 속도는 기존의 자기 상관 속도 추정기 (21)를 사용하여 광선을받을 수 있습니다. (트랜스 듀서 함께) 측면 얻기 위해 각각의 속도 파형을 결합하고 그림 1과 같이 드롭의 방문 순서에 걸쳐 축 (트랜스 듀서에 수직) 속도 파형. 이전 22 바와 같이 수학 식 1을 사용하여 각각의 속도 성분으로부터 생성 된 속도 벡터의 크기를 구하는 : β는 1 F 2 개의 수신 주파수 성분이며, F의 t는 송신 주파수이고 F 빔 스티어링 각도이다. 공간 gradi를 사용 dt가 측면과 축 변형률 드 /를 계산측면과 축 속도의 행군. V 2 V 1은 거리 L.에 의해 분리 된 두 개의 공간 위치 추정 순간 속도 어디에 각각 축 방향 및 횡 방향 변형률을 통합하여, 축 방향 및 횡 방향 변형, 전자 계산합니다. 5. 3D 모션 캡처 데이터 분석 추가 분석을 위해 컴퓨터에 3 차원 모션 캡쳐 데이터를 내보낼. 정적 서 시험을 사용하여, 최소 제곱 최적화 (23) 3D 모션 캡쳐 소프트웨어를 사용하여 운동 학적 모델 (골반, 허벅지, 정강이, 발)를 만듭니다. 엉덩이의 움직임, 무릎, 발목 관절의 양이 운동 학적 모델을 사용합니다. 4 차 로우 패스 Butterwor를 사용하여 반사 마커 궤적과지면 반력 필터12 Hz에서 25 Hz에서 각각 3 차원 모션 캡처 소프트웨어 사용의 컷오프 주파수를 가진 번째 필터. 뎀스터의 방법에 따라 각 참가자에 대해 추정 세그먼트 관성 특성을 이용하여, 표준 역 동성 분석을 이용하여 운동 학적 및 지상군 데이터에서 3-D 조인트 힘과 모멘트를 산출한다. 간 분절 공동 순간은 내부의 순간 (예를 들면 무릎 내선 순간 무릎에 적용되는 굴곡 하중에 저항한다)로 정의됩니다. 6. 고속 카메라 데이터 분석 분석 및 초음파 및 3D 모션 캡쳐 학적 데이터와 비교하기위한 컴퓨터로 고속 카메라 데이터로부터 영상을 내보내. 15 프레임 / 초에서 동영상을 재생하고 드롭 착륙 역학을 관찰합니다. 그러면, 트랜스 듀서 홀더의 움직임과 해부에 표시 마커를 추적하여 전체 드롭 랜딩 시험 동안 초음파 변환기의 변위를 수치화고속 비디오 데이터를 이용하여 CAL 마크. 드롭 착륙 역학을 평가하는 것은 더 나은 다른 발사 및 착륙 스타일을 이해하는 동시에도를 수행 할 수 있습니다.