آنالیز حرکت

آزمایشگاه آنالیز حرکت
آنالیز حرکت (به انگلیسی Gait Analysis)، به علم مطالعه نحوه حرکت حیوانات، و به طور تخصصی‌تر نحوه حرکت انسان، با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری حرکت بدن، مکانیک بدن و فعالیت عضلات بدن و همچنین چشم و مغز مشاهده کننده، گفته می‌شود. آنالیز حرکت برای ارزیابی، برنامه‌ریزی و درمان نحوه حرکت کردن افراد و به خصوص افراد آسیب دیده به کار می‌رود. همچنین از این علم در بیومکانیک ورزشی برای کمک به ورزشکاران جهت بهتر و موثرتر دویدن استفاده می‌شود.
تاریخچه
پیشگامان آنالیز علمی حرکت آریستول و کمی بعدتر در سال ۱۶۸۰ میلادی، جووانو آلفونسو بورلی بودند. در سال ۱۸۹۰، آناتومیست آلمانی کریستین ویلهلم بران به همراه اتو فیشر مجموعه‌ای از مقالات را در مورد بیومکانیک حرکت انسان در شرایط بارگذاری شده و بی‌بار را منتشر کردند.
با پیشرفت علوم عکسبرداری و فیلمبرداری، تهیه تصاویر پشت سر هم از روند حرکت انسان میسر شد. این امر به کشف شدن برخی از زوایای پنهان بیومکانیک حرکت انسان منجر شد که تا پیش از آن زمان، فهمش با چشم غیر مسلح امکان‌پذیر نبود. ادوارد می‌بریج و ژولز ماری از پیشگامان استفاده از این روش در آنالیز حرکت بودند.
پروسه
یک آزمایشگاه معمولی آنالیز حرکت، دارای چندیدن دوربین (ویدئو یا مادون قرمز) نصب شده در اطراف یک مسیر پیش فرض است، که به یک رایانه متصل شده‌اند. در قسمت‌های مختلف و اصلی بدن بیمار، نشانگرهایی نصب شده‌است. با حرکت بیمار در مسیر پیش فرض، رایانه خط سیر هر نشانگر را در فضای سه بعدی محاسبه می‌کند. برای مثال، در یک مدل حرکت استخوان‌های اصلی بدن مورد محاسبه قرار می‌گیرد. نتیجه این مدل، به محاسبه کامل حرکت مفاصل می‌انجامد.
برای محاسبه سینتیک، بیشتر آزمایشگاه‌ها پلتفرم نیرو دارند که از طریق آن نیروها و گشتاورهای عکس العمل زمین را محاسبه می‌کنند. دانستن این نیروها در کنار دانستن دینامیک هر یک از قسمت‌های بدن، حل معادلات حرکت بر پایه معادلات نیوتون-اویلر را میسر می‌کند. برآیند نیروها و گشتاورهای وارد به هر مفصل در هر یک از فازهای سیکل حرکتی، از طریق معادلات حرکت بدست می‌آیند. این روش محاسباتی به عنوان دینامیک معکوس شناخته می‌شود.
هرچند از این طریق نمی‌توان اطلاعات مورد نیاز در رابطه با تک تک ماهیچه‌ها را بدست آورد، اما می‌توان اطلاعات مربوط به یک گروه از ماهیچه‌ها مانند ماهیچه‌های کششی و فشاری عضلات پا را تعیین کرد. برای مشخص کردن میزان مشارکت هر ماهیچه در حرکت انسان، بررسی فعالیت‌های الکتریکی ماهیچه‌ها ضروری می‌باشد. برای این منظور در بسیاری از آزمایشگاه‌ها، الکترودهایی را به پوست بیمار متصل می‌کنند.
تکنیک‌ها
زمانی/فضایی
در محاسبه سرعت، ریتم، طول گام حرکت و موارد مشابه به کار می‌رود. این محاسبات از روش‌های زیر انجام می‌شود:
استفاده از کرنومتر و علامت گذاری بر روی زمین
راه رفتن بر روی حصیر فشار
سینماتیک
کرونوفوتوگرافی، اساسی‌ترین روش برای ثبت حرکت است. در گذشته، از روش‌های جذب نور در فرکانس‌های مشخص برای برای آنالیز حرکت کمک گرفته می‌شد.
با استفاده از فیلمبرداری می‌توان زوایا و سرعت مفاصل مختلف را تعیین کرد. در این روش، با استفاده از تجزیه و تحلیل نرم‌افزاری، پروسه آنالیز به شدت آسان شده و امکان آنالیز در فضای سه بعدی فراهم می‌شود.
سینتیک
مطالعه نیروهای دخیل در تولید این حرکت هاست.
الکترومیوگرافی دینامیکی
مطالعه الگوی فعالیت ماهیچه در حین حرکت است.
کاربردها
آنالیز حرکت برای تجزیه و تحلیل توانایی راه رفتن افراد مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ بنابراین، از این فناوری می‌توان در کاربردهای زیر بهره برد:
تشخیص‌های پزشکی
شناسایی بیومتریک و پزشکی قانونی
ویدئوهای مرتبط
توضیح مفهوم آنالیز حرکت و مثال کاریردی
توضیح چگونگی اجرای آنالیز حرکت
مثال از آنالیز فشارهای وارد بر پا در یک نمونه متحرک