Details

Данная работа посвящена разработке алгоритма преобразования данных оптической системы регистрации движения в формат, пригодный для биомеханического моделирования в среде OpenSim. На основе анализа форматов комплекса BTS GAITLAB и среды OpenSim разработан и реализован на Python модуль emt2trc, преобразующий траектории маркеров из формата .emt в формат .trc с автоматической локализацией достоверного интервала записи. Модель gait2392 модифицирована под маркерный протокол Davis Heel. На экспериментальной записи походки выполнена верификация: решение обратной кинематики устойчиво (RMS 0,008–0,012 м), кинематика сагиттальной плоскости согласуется с референсными данными. Результаты применимы в клинической биомеханике, реабилитации и медико-социальной экспертизе. Сделан вывод о работоспособности конвейера, обеспечивающего воспроизводимый перенос данных из BTS GAITLAB в OpenSim. В работе использованы: программный комплекс BTS SMART-Suite (BTS Bioengineering) для регистрации и первичной обработки данных; платформа OpenSim (SimTK) для биомеханического моделирования; язык Python с библиотеками NumPy и Pandas для программной реализации алгоритма.

The given work is devoted to the development of an algorithm that converts optical motion capture data into a format suitable for biomechanical modeling in the OpenSim environment. Based on the analysis of the BTS GAITLAB and OpenSim data formats, a Python module emt2trc was developed, converting marker trajectories from the .emt format into the .trc format with automatic localization of the reliable recording interval. The gait2392 model was modified to match the Davis Heel marker protocol. Verification on an experimental gait recording showed a stable inverse kinematics solution (RMS 0.008–0.012 m); the sagittal-plane kinematics agreed with reference data. The results are applicable in clinical biomechanics, rehabilitation and medical and social assessment. It is concluded that the developed pipeline provides reproducible data transfer from BTS GAITLAB to OpenSim. The work employed the BTS SMART-Suite software (BTS Bioengineering) for data recording and preprocessing; the OpenSim platform (SimTK) for biomechanical modeling; and the Python language with the NumPy and Pandas libraries for the algorithm implementation.