Hungarian Society of Biomechanics: E-Journals / Magyar Biomechanikai Társaság
Not a member yet
292 research outputs found
Sort by
The life and the intellectual legacy of Prof. Gábor Krakovits
No full text DOI: 10.17489/biohun/2017/1/0
Effect of bilateral, severe knee osteoarthritis on balancing ability after sudden unidirectional perturbation
Get PDFAz egyoldali (unilaterális), nagyfokú térdízületi artrózis szignifikánsan befolyásolja a járás paramétereit, a járás szabályosságát és az egyensúlyozó képességet. Jelen kutatás célja annak megállapítása, hogy a hirtelen irányváltoztatás utáni egyensúlyozó képességet jellemző Lehr-féle csillapítási szám hogyan változik meg a kétoldali (bilaterális), nagyfokú térdízületi artrózisban szenvedő betegeknél. A vizsgálatokban 20 kontroll, 20 unilaterális és 20 bilaterális nagyfokú térdízületi artrózisban szenvedő beteg vett részt. Az egyensúlyozó képességet két és egy lábon állva mért, hirtelen irányváltoztatási tesztből meghatározott Lehr-féle csillapítási számmal jellemeztük. Bilaterális térdízületi artrózisban szenvedő betegeknél, az unilaterális térdízületi artrózisban szenvedő betegekkel ellentétben nem volt szignifikáns különbség a két lábon, domináns lábon és nem-domináns lábon állva mért értékek között. A férfiak és a nők egyensúlyozó képessége között egyik betegcsoport esetén sem találtunk szignifikáns különbséget. A bilaterális térdízületi artrózisban szenvedő betegek esetén a két lábon állás közben mért értékekből számított Lehr-féle csillapodási szám szignifikánsan kisebb, mint az unilaterális térdízületi artrózisban szenvedő betegek és a kontrollcsoport esetén, ami arra enged következtetni, hogy ennél a csoportnál legnagyobb az elesés kockázata. The gait parameters, the variability of gait, the balancing ability are influenced by unilateral, severe knee osteoarthritis. The aim of this study is to analyze balancing ability after sudden perturbation characterized Lehr’s damping ratio measured by provocation test. 20 controls, 20 patients with unilateral and 20 with bilateral, severe knee osteoarthritis was examined during stance on both and on single limb. On basis of our result it could be established that in patients with bilateral, severe knee osteoarthritis the Lehr’s damping ratio calculated from provocation test while standing on both limbs, on dominant and non- dominant limb did not differ significantly each other. No significant difference found between the results of males and females in both patient group. Our results showed that, the Lehr’s damping ratio measured during stance on both limb was significant smaller in patients with bilateral knee osteoarthritis, than the value of patients with unilateral knee osteoarthritis. On basis of our result it could be establish that the risk of fall is highest in patients with bilateral, severe knee osteoarthritis.
Overall presentation of a knee prosthesis kinematics test machine
Get PDFJelen cikk célkitűzése, hogy egy, a teljes felszínpótló protézisek rotáció-flexió mozgásának vizsgálatához kifejlesztett mérési és minősítési módszert mutasson be. A tanulmány kronológiai sorrendben részletezi a protézisvizsgáló készülék fejlesztését, Krakovits Professzor úr témafelvetésétől egészen a napjainkban is üzemelő berendezés bemutatásáig. A vizsgálókészülék fejlesztése során a kiindulási paraméter a kutatócsoport által egészséges emberi térdízületre meghatározott mozgásfüggvény volt, amelyet úgynevezett célfüggvénynek1 nevezünk. A készülék a vizsgálandó térdprotézis mozgatását egy léptetőmotorral hajtja végre, a létrejövő rotáció-flexió értékeket (protézis geometria által generált) pedig inkrementális forgásjeladókkal rögzíti. A protézisvizsgáló készüléket egybeépítettük a kutatócsoportunk által fejlesztett cadaver vizsgáló készülékkel,2 ezáltal a cadaver és protézis mérési eredmények nagyfokúan összehasonlíthatóak. A másik fő cél annak bemutatása, hogy a teljes felszínpótló térdprotézisek3 (TKR) beültetési protokolljában4 az egyes protézis komponensekre megszabott beültetési pozíciók milyen hatást gyakorolnak a rotáció-flexió mozgásfüggvényre. A protézis vizsgálataink során egyedül a behajlító erőt vezéreljük, a protézis geometria és a beültetési paraméterek által létrehozott mozgásokat a készülék nem korlátozza. Méréseinket 0-120°-os flexiós tartományban, a quadriceps erő rögzítése mellett végeztük. Bebizonyítottuk, hogy azonos TKR geometria mellett az egyes beültetési paraméterek változtatása jelentősen befolyásolhatja a létrejövő kinematikát. A gyártók által javasolt optimális beültetési értékeket megvizsgáltuk, és matematikai háttérrel alátámasztottuk azokat. DOI: 10.17489/biohun/2017/1/05The main goal of this study is to present a measuring and qualifcation method which is developed to examine the rotation-flexion movement on total knee prostheses. The article chronologically presents the development of the knee prostheses examination machine. It starts form the topic suggestion form Professor Krakovits to the presentation of the nowadays still working machine. During the development of the knee prostheses test machine the start parameter was the motion function of the healthy human knee joint. We named it as a so called reference function.1 The machine performs the movement of the knee prosthesis under the examination with a stepper motor and records the rotation-flexion results (made by the prosthesis geometry) with incremental rotary encoders. We integrated the prosthesis test machine to the cadaver test rig2 which was made by our research team, therefore the cadaver and the prosthesis measurements are highly comparable. The second main goal is to demonstrate the effect of the installation parameters to the TKR-s3 rotation-flexion movement which are defned in the knee prosthesis implantation protocol. 4 During our prosthesis tests we are controlling only the bending force. The geometry of the prosthesis and the implantation parameters creates the movements which are not limited by the device. Our measurements were performed in a flexion range of 0-120° where the flexion force is recorded. We demonstrated that under the same TKR geometry the change of the individual implantation parameters can signifcantly influence the outcome kinematics. We examined the optimal implantation parameters which are recommended by the manufacturers and we supported them with a mathematical background
Processing of orthopaedic images by Fourier-transform
Get PDFAz orvostechnikai képalkotási eljárások között az érintésmentes vizsgálatok felhasználási köre egyre bővül, a mélységméretek meghatározására számtalan módszer ismert. Az ortopédiai gyakorlatban emberi testrész alakjának meghatározására, alsó háti deformációk elemzésére, gerincferdülés szűrésére és utánkövetésére alkalmazzák. Módszerüket tekintve speciális struktúrák leképezésén alapulnak. Az alábbiakban példát mutatunk a műszaki gyakorlatban is alkalmazott profilometriás felvétlek felület visszaállítás céljából történő Fourier-módszeres feldolgozására és a mélységi információ pszeudo-moiré képekké való alakítására. Optical non-contact measurement methods are more and more widely used in medicine. Nowadays there are numerous techniques to get the depth information of an object. These are suitable in orthopaedic practice. With this procedure we will be able to examine the lower back deformities, we can analyse the state of scoliosis and the changes over time. Most of the methods are based on structural pattern projection technique. In this paper we present a method which uses Fourier-transform to extract the height information. From this data we are able to generate pseudo-moiré images
Approximate method for determining axis of finite rotation between two body segments
Get PDFE tanulmány célja, humán ízületek véges szögelfordulás tengelye helyzetének és orientációjának meghatározására alkalmas közelítő módszer bemutatása. Humán ízületekben a transzlációs mozgáskomponensek kevésbé dominánsak a rotációs mozgáskomponensekhez viszonyítva. Ezért, ha a szögelfordulás tengelyének helyzete és orientációja a meghatározandó, a transzlációs mozgáskomponensek biztonsággal elhanyagolhatóak. Az adatok gyűjtéséhez a Polaris optikai helyzet-meghatározó rendszert alkalmaztuk. A helyzet érzékelőket mereven rögzítettük minden egyes cadaver testrészhez annak érdekében, hogy a testrészek közötti szögelfordulás tengelye helyzetét és irányítottságát minél pontosabban meghatározzuk. A szenzor által rögzített adatok: a szenzorhoz kötött koordinátarendszer origójának három helyzetkoordinátája az abszolút koordináta-rendszerben, valamint a koordinátarendszerek közötti három Euler-szög. Példaként a módszer bemutatásra kerül egy emberi térdízületen. DOI: 10.17489/biohun/2017/1/04The aim of this paper is to present an approximate method for determining the position and orientation of the axis of fnite rotation with regard to human joints. In human joints the translational motion components are less dominant compared to rotational motion components. For this reason, if the position and orientation of the axis of rotation have to be determined, the translational motion components can be safely neglected. For data acquisition, Polaris optical tracking system was used. Sensors were secured rigidly to each body parts of the cadaver specimen in order to determine accurately the position and orientation of the axis of rotation between body segments. The data was recorded by each sensor: three position components of the origin of reference frame, secured to the sensor in the absolute coordinate system, and three Euler-angles between the reference frame and the absolute coordinate system. As an example, the method is presented on a human knee joint
Determination of a reproducible flexion axis of the knee joint
Get PDFA térdízület flexiós tengelyének a pontos meghatározása mind a mozgáselemzések, mind a protézis beültetések szempontjából kiemelten fontos, ugyanakkor a rendelkezésre álló flexiós tengely meghatározási módszerek sokszor pontatlanok, nem reprodukálhatók. Célunk volt egy megbízható tengelymeghatározási módszer megalkotása, valamint ennek a különböző módszerekkel való összehasonlítása relevancia és reprodukálhatóság szempontjából. A femur condylusok hátulsó gördülő felszínein alapuló flexiós tengely meghatározási módszer, a transcylindrikus tengely (TCA) képes lehet a bizonytalan transepicondylaris tengely (TEA), hátulsó condyláris vonal (PCL) és Whiteside vonal (WHL) helyett egy pontosabb támpontot nyújtani a térdprotézis rotátiós beállításra vonatkozóan. A modellkísérlet során ezen tengely 4° alatti hibával volt meghatározható, szemben a PCL és TEA 7°-ot, WHL 16°-ot is meghaladó hibájával. DOI: 10.17489/biohun/2017/1/03 The precise determination of the knee joint flexion axis is crucial for both kinematic analysis and prosthesis implantation. However current methods for flexion axis determination are inaccurate and irreproducible. Our goal was to create a reliable method for determining the flexion axis and to compare it with different methods for relevance and reproducibility. The flexon axis determination method based on the posterior surfaces of the femoral condyles, the transcylindrical axis (TCA) may be able to provide a more accurate basis for the rotation setting of the knee prosthesis instead of the uncertain transepicondylar axis (TEA), the posterior condylar line (PCL) and the Whiteside line (WHL). In the model experiment, this axis had a variability under 4°, compared with PCL and TEA 7°, WHL exceeding 16°
Phase visualisation of the horse’s single stride cycle in eight periods and its synchronization with the wither’s two dimensional acceleration
Get PDFA lépés jármód, a magasabb jármódokkal ellentétben kevésbé vizsgált, értelmezett és kutatott mozgásforma, melynek oka talán a lovas- és lóversenyek mögött álló jelentős finanszírozásban keresendő. A hippoterápia lóval végzett mozgásterápia, melynek során lépés jármódban dolgozunk, így alapos ismerete és megértése kulcsfontosságú akezeléseredményességében. Munkánk célja, hogy a lépés jármódot elemeire bontsuk, képileg könnyen érthetővé tegyük, és az objektív mérési adatokkal szinkron kétirányú fázisazonosítást végezzünk. A mérést egy két elemes gyorsulásmérő segítségével végeztük nyolc gidrán egyeden, lépés jármódban, kézen vezetve. A kapott gyorsulási adatokat összesítve egy átlagos elmozdulási görbét kaptunk, melyre a ló előrehaladó mozgását illesztve beazonosítottuk a korábban fázisaira bontott lépéselemeket. A kapott görbe a lépésben haladó ló hátmozgásának előre és oldalra történő kitérését mutatja. A hippoterápiával foglalkozó szakemberek a lépő ló mellett haladva leginkább annak előrehaladó mozgását, törzsének oldalra kilengését érzékelik. Munkánkkal, a kezelés kulcsának, azaz a hát finom mozgásának jobb megértéséhez kerültünk közelebb. További célunk, hogy a mozgást szinkron videó felvétellel, több mérési ponttal, nagyobb egyedszámmal és egyéb lófajtákkal is elvégezzük. Horse stride, contrary to trot or gallop is less examined and researched, which may be backgrounded at a higher horse race financing. Hippotherapy is a part of physiotherapy taking advantage of the striding horses back movements. Thorough comprehension of horse gait, specially stride is a key to the treatment value. This study aims at the horse gait cycle sectionalize, visualize and use synchronized objective parameters identify phase correlation in two dimension. We made measurement using two tri-axial accelerometer by eight gidran horse, leading by halter-rope in stride. Acceleration data were counted into averaged displacement, and next the horse locomotion with measured speed was calculated, which resulted an averaged displacement curve. This curve shows the horse withers movement in the saggital and lateral plane. We identified elements of horse gait cycles stride phases. For hippotherapists walking by the horse the most perceptible horse movement is the forward and lateral trunk amplitude. With this study we came closer to the key of treatment, consequently to understand the horse back fine movement. Further studies aim synchronized video recording with more accelerometer and several horse breed
Impact biomechanics of brain injuries: a proposal for evaluating vulnerability based on reliability analysis
Get PDFTraumatic brain injuries (TBIs) contribute to a high degree of mortality and morbidity in society. From engineering point of view, the human brain can be considered as a mechanical system which is subjected to extreme effects, since every types of TBIs are derived from the large magnitude of mechanical loads. Impact biomechanics deals with the prevention of injuries via the suitable design of safety systems. It requires the quantification of limit values of the mechanical effects that humans can tolerate. The goal of this paper is twofold. Firstly, it contains a brief literature review where some of the most important milestones and major conclusions of previous researches are mentioned. Secondly, it presents a proposal about the applicability of reliability analysis to assess the vulnerability of the human brain.DOI: 10.17489/biohun/2017/1/08Traumatic brain injuries (TBIs) contribute to a high degree of mortality and morbidity in society. From engineering point of view, the human brain can be considered as a mechanical system which is subjected to extreme effects, since every type of TBIs are derived from the large magnitude of mechanical loads. Impact biomechanics deals with the prevention of injuries via the suitable design of safety systems. It requires the quantifcation of limit values of the mechanical effects that humans can tolerate. The goal of this paper is twofold. Firstly, it contains a brief literature review where some of the most important milestones and major conclusions of previous researches are mentioned. Secondly, it presents a proposal about the applicability of reliability analysis to assess the vulnerability of the human brain