D21 Cinemática 2D/3D

Tópico

Esta análise cinemática descreve, em linhas gerais, a geometria final do movimento deste atleta — ou seja, sua posição, velocidade, aceleração e todos os ângulos articulares — sem ainda considerar as forças que causam esse movimento. Portanto, esta análise cinemática constitui a base de todos os diagnósticos biomecânicos subsequentes deste atleta, incluindo a identificação do modo dinâmico já estabelecido por outro modelo deste conjunto.

Um sistema de captura de movimento tridimensional, seja utilizando uma câmera infravermelha rastreando um marcador reflexivo no atleta ou um sistema inercial colocado diretamente em seu corpo, registra a posição final de cada um desses marcadores no espaço ao longo do tempo, com uma taxa de amostragem consideravelmente alta — exatamente o mesmo sistema de análise de movimento tridimensional já estabelecido por outro modelo deste conjunto.

A diferenciação numérica dessas posições medidas fornece tanto a velocidade quanto a aceleração final de cada marcador para este atleta ao longo do tempo. No entanto, essa mesma diferenciação numérica introduz ruído adicional que deve ser filtrado antes de prosseguir com a análise. Um filtro passa-baixa de Butterworth elimina esse ruído de alta frequência sem distorcer significativamente o sinal subjacente do movimento, usando uma frequência de corte muito mais baixa para o movimento humano típico do que para um impacto breve e repentino no mesmo atleta. Essa frequência de corte ainda mais baixa do filtro de Butterworth significa que ele elimina uma proporção ainda maior desse ruído de alta frequência, embora ao custo de também suavizar o sinal real do movimento até certo ponto.

O ângulo articular final de cada uma das articulações deste atleta é calculado a partir do vetor segmentar de cada segmento corporal adjacente a essa articulação. Essa mesma cinemática inversa nos permite estimar a posição final de cada articulação interna deste atleta unicamente a partir da posição desses marcadores externos colocados em sua pele, sem a necessidade de medir diretamente a articulação interna.

Portanto, este modelo, com a geometria do movimento do atleta com a qual foi inicialmente desenvolvido, garante que a posição tridimensional final de cada um desses marcadores determine o ângulo articular final de cada articulação, bem como sua velocidade angular, aceleração linear e angular, comprimento final da passada, frequência da passada e a trajetória final do seu centro de massa — exatamente a mesma variável de centro de massa já estabelecida por outro modelo neste conjunto. O registro dessa posição tridimensional desses marcadores em uma frequência de amostragem ainda maior torna todos esses valores finais ainda mais precisos para o diagnóstico biomecânico com o qual este modelo foi inicialmente desenvolvido.

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