W nowoczesnych laboratoriach wchodzących w skład Centrum Innowacji i Zaawansowanych Technologii naukowcy z Politechniki Lubelskiej po raz pierwszy użyli w celach medycznych Motion Capture System (w skrócie: MOCAP). Czy system, który dotychczas był używany tylko w filmach, znajdzie również swoje zastosowanie w medycynie?
Czym jest Motion Capture System?
Organizm człowieka zbudowany jest z 450-500 mięśni. Każdy wykonany ruch angażuje mięśnie całego ciała. Wiele lat trwały prace nad technologią, która pozwoliłaby na precyzyjne śledzenie oraz analizę ruchu człowieka, aby płynnie odwzorować je w filmie. Jest to przydatne w tworzeniu animacji czy efektów specjalnych. Do tego właśnie stworzono technologię Motion Capture System — rodzaj obrazowania trójwymiarowego.
Jak działa? W celu wykonania dokładnej analizy ruchów ludzkiego ciała niezbędny jest model oraz odpowiedni układ wielu kamer. Model ubrany jest w specjalny kostium przylegający do ciała, na którym rozmieszcza się dużą ilość znaczników. Każdy z nich na bieżąco przekazuje sygnał o swoim położeniu kamerom, które nieustanne śledzą jego każdy ruch. Wszystkie dane z odczytów są na bieżąco zapisywane, a następnie umieszczane w odpowiednich programach. Pozwala to na odwzorowanie ruchów ludzkiego ciała oraz pomaga w przypadku wyszukiwania nieprawidłowych wzorców ruchowych.
Dzięki technologii MOCAP wykreowano wielu filmowych bohaterów. Przykładami są Gollum z „Władcy pierścieni”, Davy Jones z „Piratów z Karaibów, czy niebiescy bohaterowie z „Avatara”.
Zastosowanie Motion Capture System
Ten skomplikowany system — odwzorowujący bardzo dokładnie mechanikę ludzkiego ciała — ma zastosowanie w wielu dziedzinach. Oprócz tego, że jest wykorzystywany przy kręceniu filmów i przy tworzeniu gier komputerowych, znajduje swoje zastosowanie w branżach związanych ze sportem. Okazał się on bardzo przydatny w pracy szkoleniowców trenujących sportowców. Analiza stylu poruszania się sportowców daje ogromne możliwości zsynchronizowania treningów do potrzeb każdego sportowca indywidualnie. Pozwala także tworzyć nowe techniki i systemy treningowe. Z MOCAP coraz częściej korzystają golfiści, tenisiści, czy też karatecy. Wszystko po to, aby poprawić technikę i precyzję wykonywanych ćwiczeń.
Motion Capture System w medycynie
Motion Capture System monitoruje i w pełni odtwarza poruszanie się układu kostnego człowieka — pozwala zmierzyć siłę nacisku na podłoże podczas wykonywania ruchu oraz zmierzyć tzw. „odpowiedź” układu mięśniowego.
Naukowcy z Politechniki Lubelskiej doszli do wniosku, że skoro technologia śledzi dokładnie i odwzorowuje poszczególne ruchy aktorów i sportowców, może także przyczynić się do poprawy zdrowia pacjentów. Szczególne wykorzystanie znajduje po zabiegach ortopedycznych, w procesie rehabilitacji. I tak polscy badacze odnaleźli dla systemu nowe — medyczne zastosowanie.
Wykorzystując technologię Motion Capture System, rozpoczęto niedawno pierwsze badania z dziećmi z porażeniem mózgowym. Naukowcy za jej pośrednictwem mają stwierdzić, czy chód oraz sprawność małych pacjentów uległy poprawie.
W tej chwili z MOCAP korzystają przede wszystkim fizjoterapeuci. Jego zastosowanie pozwoliło wykryć nawet najmniejsze nieprawidłowości pracy mięśni, wymagające korekty. Technologia ta dostarczyła również szeregu niezbędnych informacji, dzięki którym już niebawem powstać mają nowe techniki pracy fizjoterapeutów z pacjentem.
Wszystkie – zebrane za pomocą czujników – dane pomóc mają w zbadaniu dysfunkcji ruchowych danego pacjenta oraz kontroli postępów rehabilitacyjnych. Motion Capture System będzie można zastosować do badań zakresu ruchu osób zdrowych, dla osób z różnymi przypadłościami nabytymi czy wrodzonymi oraz dla wszystkich, którzy doznali urazów lub przebyli operację.
Opracowanie własne/Redakcja
Źródło:
