발의 운동학에서 고정밀 Ct의 주요 역할은 무엇인가요? 신발 디자인을 위한 내부 생체 역학 마스터하기

신발 연구에서 고정밀 컴퓨터 단층 촬영(CT)의 주요 역할은 발의 내부 뼈 구조에 대한 매우 상세한 3차원 표면 모델을 생성하는 것입니다.

동적 테스트 이전에 캡처된 이 고해상도 데이터 세트는 디지털 "실제 진실" 역할을 합니다. 이를 통해 연구자들은 모델 매칭을 수행하여 개별 뼈가 움직이는 동안 어떻게 변위되고 회전하는지에 대한 정량적 분석을 정확하게 수행할 수 있습니다. 이 데이터는 생체 역학적으로 지지되는 신발을 설계하는 데 매우 중요합니다.

고정밀 CT의 핵심 가치는 발을 정적인 외부 모양에서 복잡한 내부 기계 시스템으로 변환한다는 것입니다. 거골 및 종골과 같은 뼈의 정확한 기하학적 구조를 매핑함으로써 외부 측정으로는 포착할 수 없는 3D 운동학을 추적하는 데 필요한 수학적 기반을 제공합니다.

정적 이미징에서 동적 통찰력으로

이 맥락에서 CT의 적용은 단순히 뼈를 보는 것이 아니라 보이지 않는 움직임을 측정할 수 있는 장비를 만드는 것입니다.

디지털 기반 구축

이 과정은 CT를 사용하여 발 뼈의 3D 표면 모델을 얻는 것으로 시작됩니다. 이는 실험 테스트 이전에 수행됩니다.

이 단계는 모든 개인의 뼈 기하학 구조가 다르기 때문에 중요합니다. 나중에 움직임을 정확하게 추적하려면 연구자는 먼저 참가자의 특정 해부학 구조에 대한 정확하고 고해상도 지도가 필요합니다.

모델 매칭 활성화

정적 CT 모델이 존재하면 모델 매칭의 참조 객체 역할을 합니다.

기능 테스트 중에 이 정적 3D 모델은 수학적으로 모션 데이터에 매칭됩니다. 이 기술을 통해 엔지니어는 걷기 또는 달리기와 같은 움직임의 특정 밀리초 동안 뼈의 위치와 방향을 정확하게 결정할 수 있습니다.

뼈 변위의 정량적 분석

궁극적인 목표는 일반적인 발 모양을 넘어 특정 뼈 간의 기계적 상호 작용을 이해하는 것입니다.

CT 데이터는 다음을 포함한 중요 구성 요소의 3차원 변위 및 회전을 정량화할 수 있도록 합니다.

거골
종골
주상골

이 뼈들이 서로 상대적으로 어떻게 이동하는지 이해하면 디자이너는 이러한 내부 역학을 수용하거나 수정하는 신발 구조를 만들 수 있습니다.

프로세스 제한 사항 이해

고정밀 CT는 심층 운동학 연구에 필수적이지만, 프로세스 오류를 피하기 위해 워크플로우에서의 특정 위치를 이해하는 것이 중요합니다.

지도와 움직임의 구분

CT 스캔 자체는 정적 캡처 도구임을 인식하는 것이 중요합니다.

CT 스캔은 움직임을 기록하는 것이 아니라 움직임의 *구성 요소*를 기록합니다. 실험 테스트 중 후속 "모델 매칭" 단계 없이 CT 스캔에만 의존하면 해부학적 데이터만 있고 운동학 데이터는 없습니다. 가치는 정적 CT 모델이 동적 테스트 환경에 적용될 때만 생성됩니다.

목표에 맞는 올바른 선택

신발 개발 파이프라인에서 고정밀 CT를 효과적으로 활용하려면 특정 데이터 요구 사항에 접근 방식을 맞추십시오.

주요 초점이 내부 관절 역학 정의인 경우: 거골 및 종골의 관절 표면을 캡처하여 정확한 3D 회전 추적을 위한 고해상도 CT 스캔을 우선시하십시오.
외부 착용 기반의 빠른 프로토타이핑이 주요 초점인 경우: CT는 단순한 사이즈 측정(표준 높이 및 형태 매개변수에 의존)이 아닌 심층적인 생체 역학적 검증을 위한 리소스 집약적인 도구임을 인지하십시오.

진정한 기능적 혁신은 발을 측정하는 것뿐만 아니라 발을 움직이는 복잡한 내부 엔진을 이해하는 것에서 비롯됩니다.

요약 표:

특징	운동학 연구에서의 역할	신발 개발에 미치는 영향
3D 뼈 모델링	내부 해부학 구조의 고해상도 "실제 진실" 생성	맞춤형 생체 역학적 지지 구조 허용
모델 매칭	정적 뼈 기하학 구조를 동적 모션 데이터에 연결	내부 뼈 회전 및 변위의 정확한 추적 가능
관절 분석	거골, 종골, 주상골의 움직임 정량화	안정성 및 쿠셔닝 시스템 설계에 정보 제공
내부 매핑	발을 정적 모양에서 기계 시스템으로 변환	디자인 초점을 외부 착용에서 내부 기능으로 이동

3515로 신발 혁신을 한 단계 끌어올리세요

3515에서 우리는 진정한 기능적 혁신이 심층적인 생체 역학적 통찰력에서 시작된다는 것을 이해합니다. 글로벌 유통업체 및 브랜드 소유자를 위한 선도적인 대규모 제조업체로서 우리는 고급 연구와 대량 생산 간의 격차를 해소합니다. 고성능 안전화, 전술 부츠 또는 특수 운동화를 개발하든 당사의 포괄적인 생산 역량은 내부 기계 설계가 우수한 제품으로 전환되도록 보장합니다.

3515와 파트너십을 맺고 다음을 활용하십시오:

전문 제조: 안전화, 전술화, 아웃도어화, 정장화 전문 생산.
확장 가능한 솔루션: 대량 요구 사항 및 브랜드별 기술 표준에 대한 전담 지원.
정밀 엔지니어링: 복잡한 운동학 데이터를 내구성이 뛰어난 고성능 신발로 전환합니다.

생체 역학 기반 디자인을 시장에 출시할 준비가 되셨습니까? 지금 문의하여 프로젝트를 시작하십시오!

참고문헌

Takuo Negishi, Naomichi Ogihara. Three-Dimensional Innate Mobility of the Human Foot on Coronally-Wedged Surfaces Using a Biplane X-Ray Fluoroscopy. DOI: 10.3389/fbioe.2022.800572

이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 3515 지식 베이스 .