全身反光标记集是连接人体运动和数字生物力学模型的关键界面。通过根据标准的拟人化布局排列这些标记，研究人员可以将复杂的动态运动抽象为多刚体连接系统，从而创建分析平衡和协调所需的数学结构。
这些标记集的主要功能是为 13 至 15 个节段的身体模型建立几何基准。这种抽象能够精确计算质心 (CoM) 加速度和关节力矩，这对于揭示平衡恢复期间使用的机械协调机制至关重要。
将解剖结构转化为数据
多刚体抽象
人体复杂且非刚性，难以直接分析。反光标记通过将身体视为一系列连接的刚性节段来解决这个问题。
通过在特定的解剖学标志点上放置标记，您可以将有机运动转化为可计算的机械系统。
建立几何基准
使用标准的标记集来定义 13 至 15 个节段的坐标系。
标记策略性地放置在关键的骨骼节点上，例如肩膀、臀部和脚踝。这种布局可以将复杂的肢体运动分解为离散的、可分析的数据点。
量化平衡和恢复
计算动态指标
一旦建立了多刚体系统，就可以从中推导出关键的动态指标。
对于平衡分析而言，其中最重要的是质心 (CoM) 加速度和关节力矩。这些指标精确量化了身体在运动过程中力量的分布和管理方式。
揭示协调机制
在平衡恢复方面，原始运动视频是不够的。
基于标记的建模揭示了躯干和下肢之间潜在的机械协调。这些数据突显了不同身体节段如何相互作用以维持或恢复稳定性。
关节力学的精确性
定义虚拟坐标系
标记在皮肤表面建立虚拟坐标系，以定义骨骼节段的运动中心。
这种设置确保运动捕捉技术能够精确识别关节轴旋转。它可以评估内外旋转角度，这很难仅通过视觉观察来评估。
分析旋转关系
标记提供的几何数据能够计算欧拉角。
这使得研究人员能够分析特定的旋转关系，例如行走过程中躯干和骨盆之间的同相或异相旋转。
理解约束
皮肤表面代理
请记住，标记通过在皮肤表面上建立坐标系来工作，而不是在骨骼本身上。
虽然这种模型对于定义运动中心很有效，但它假设皮肤表面准确地反映了潜在的骨骼运动。
设置的复杂性
为了正确运行，必须根据特定的标准拟人化模型来布置标记。
偏离这些标准会破坏多刚体系统的抽象，导致计算出的动态指标（如关节力矩）不准确。
为您的目标做出正确的选择
为了在生物力学建模中有效利用反光标记集，请根据您的具体分析目标来调整您的重点：
- 如果您的主要重点是平衡恢复：优先计算质心加速度和关节力矩，以了解躯干和下肢的协调。
- 如果您的主要重点是步态分析：专注于将运动分解为欧拉角，以检查躯干和骨盆之间的相位关系。
- 如果您的主要重点是假肢评估：利用该系统识别关节轴旋转的能力来评估功能对齐并防止过度旋转磨损。
通过将标记集不仅视为跟踪工具，而是视为生物力学模型的基础架构，您可以确保动态分析的保真度。
摘要表：
| 核心功能 | 描述 | 提供的关键指标 |
|---|---|---|
| 刚体抽象 | 将人体解剖结构转化为 13-15 个节段的机械系统 | 几何基准 |
| 动态量化 | 测量力分布和稳定性管理 | 质心加速度和关节力矩 |
| 关节运动学 | 定义骨骼运动中心的虚拟坐标系 | 欧拉角和旋转轴 |
| 协调分析 | 映射躯干和下肢之间的相互作用 | 节段相位关系 |
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