Nova metoda analize i interpretacije biomehanike lokomotornog sustava : doktorska disertacija - Dubravić, Amir; Šantić, Ante (Zagreb : A. Dubravić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2002)
U ovoj disertaciji ostvaren je sustav i skup algoritama za analizu i interpretaciju lokomotornog sustava. Prihvat podataka o statici i dinamici lokomotornog sustava provodi se zahvaljujući posebno konstruiranom osjetilu nagiba koje spregnuto sa anatomskim lokacijama, nakon elektroničke obrade osnovnog električkog signala, uključujući i analogno digitalnu pretvorbu, daje konačni numerički oblik podataka o inklinaciji anatomske lokacije prema okomici na vodoravan položaj. Taj podatak o inklinaciji može biti shvaćen kao odraz lokomotorne aktivnosti tijela, te kao takav razmotren iz više statičkih i dinamičkih aspekata. Skup prostorno raspoređenih takovih pretvornika, podvrgnut je višekanalnoj analogno digitalnoj pretvorbi, te obrađen u posebno izrađenom računalnom programu, sposoban je rekonstruirati statiku, odnosno posturu tijela i odgovoriti na razna pitanja iz područja dinamike lokomotornog sustava. Područja dinamike koja se u radu obrađuju su: vremenska domena dinamike vremenskih serija inklinacije anatomskih lokacija, fazni prostor za razmatranje prirode dinamike vremenskih serija i frekvencijska domena tako prikupljenih vremenskih serija.
Analiza vremenske domene donosi postupke apriorne i aposteriorne obrade signala inklinacije lokomotornog aparata kao što je obrada specificiranom prijelaznom funkcijom, zatim operacije glađenja i operacija lociranja zadanog segmenta.
Prikaz lokomotornog sustava u faznom prostoru donosi jedno rješenje problema optimizacije “lag – time-a” embediranog faznog prostora za prezentaciju nelinearno dinamičkih, ili kaotičnih procesa pomoću osobina Fourierovog spektra, te na taj način daje temelje za izučavanje vremenskih serija lokomotornog sustava iz perspektive nelinearno dinamičkog, ili kaotičnog procesa.
Analiza frekvencijske domene uspostavlja i izračunava frekvencijsku prijenosnu karakteristiku kralježnice. Ona također daje za dijagnostiku i analizu potencijalno relevantne parametre i funkcije, kao što su koeficijenti asimetrije i rigidnosti hoda, uvodeći pojam težišta harmonijskog sustava iskorišten i pri određivanju vremena pomaka, tj. “lag – time-a” u faznom prostoru.
Pri svakom poglavlju sa analitičkom tematikom dati su primjeri.
Ključne riječi:
lokomotorni aparat (sustav), osjetilo nagiba, pretvornik nagiba, statička postura, prijelazna karakteristika, nelinearna dinamika, teorija kaosa, harmonijsko težište, vrijeme pomaka (lag time), fazni prostor, atraktor, prijenosna frekvencijska karakteristika, kralješnica, atlas, sacrum, koeficijent asimetrije hoda, koeficijent rigidnosti hoda
This dissertation creates a system and set of algorithms used for analysis and interpretation of the locomotive system. The accept of data of the static and dynamic of the locomotive system is done thanks to a specially designed slope sensor, which conjugated with anatomical locations, after an electronic processing of the basic electric signal, including the analog - digital conversion, gives a finite numerical form of data about the incline of the anatomical location with respect to the perpendiculum to the horizontal position. This information about the incline can be understood as a reflection of the locomotive activity of the body, and as such be considered from various static and dynamic aspects. The set of such spatially distributed converters that have undergone multi channel analog digital conversion, then processed into a specially designed computer program, is capable of reconstructing static, i.e. the posture of the body, and of answering different questions within the area of the dynamic of the locomotive system. The area of the dynamic that are processed in work are: the time domain of the dynamic of the time series of the anatomical location incline, phase space for the considering of the nature of the time series dynamic, and the frequency domain of so-collected time series.
The analysis of the time domain brings apriori and aposteriori processing of the signal of the locomotive apparatus incline, such as the processing with a specific transitive function, and the operation of smoothing and locating a given segment.
The review of the locomotive system in phasial space gives one solution to the problem of the optimization of “lag-time”, the embedded phasial space for presentation of nonlinear dynamic, or chaotic processes, with the help of the characteristics of the Fourrier spectrum, thus giving ground for study of the locomotive system time series from the perspective of a nonlinear dynamic, or a chaotic process.
The analysis of the frequency domain constituting and calculates a frequency, transfer characteristic of the spine. It also gives parameters and functions of potential relevance to diagnostics and analysis, such as the coefficients of asymmetry and rigidity of walk, introducing the term of gravity center of the harmonic system, also used in determining “lag - time” in the phasial space. Every chapter of analytical thematic contains examples and comparisons of healthy and pathological conditions.
Bibliografija str. 111-113.