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Noraxon MyoMotion

Inertialsensor System
für 3D Bewegungsanalysen

Das Noraxon Inertialsensor System MyoMotion nutzt kleine kabellose 3D-Funk-Sensoren, die kamerafreie, ortsungebundene Gang-, Lauf- sowie  sportart-spezifische oder ergonomischen Bewegungsanalysen erlauben. So werden Gelenkwinkel, Segmentbeschleunigungen und Bewegungstrajektorien in Echtzeit erfasst und ausgewertet. Das MyoMotion System kann direkt mit dem Noraxon EMG, Video, Druckverteilung und anderer Sensorik in der Mess-und Analyse-Software MyoResearch kombiniert werden.

Systemeigenschaften:

  • Entwickelt für (sport-) wissenschaftliche, klinische und ergonomische Anwendungen (Medizinprodukt)
  • Bis zu 16 kabellose Sensoren können in Halb- oder Ganzkörpermodellen kombiniert werden
  • 100/200 Hz Messfrequenz bei 1° (Vertikalwinkel) bis 2° (Horizontalwinkel) Messgenauigkeit in Echtzeitanalyse
  • Misst anatomische Winkel, Orientierungswinkel, Beschleunigungen und räumliche 3D Trajektorien

Ergänzungsmodul:
Zur exakten Dimensionierung des MyoMotion inertialsensorbasierten Körpermodelles
 Calibration Adjustment Tool (CAT) »

Noraxon Inertialsensor Receiver und drei Sensoren

MyoMotion 3D Inertialsensor System

Inertial Sensor Messtechnik

Inertialsensor Systeme sind eine neue innovative Alternative zu klassischen kamerabasierten Kinematik-/Bewegungsanalyse Systemen und kennzeichnen sich durch ihren einfachen und schnellen Einsatz mit Echtzeitdatenanalyse aus. So lassen sich in wenigen Minuten Gang- und Bewegungsanalysen durchführen. Anders als Kamerasysteme sind Inertialsensor Systeme ortsungebunden und man kann sich frei und mobil (Feldstudien, Sportplatz, Arbeitsstätte) bewegen.

Die Inertialsensor Technologie basiert auf einem Kombinationssensor, der aus 3D Akzelerometer, Gyroskop und Magnetometer besteht (IMU – Inertial Measurement Unit) und erlaubt über die Nutzung von Fusionsalgorithmen die Berechnungen von Orientierungswinkeln oder anatomischen Winkeln in Skelettmodellen. Der für den wissenschaftlichen und medizinischen Einsatz entwickelte Noraxon IMU nutzt hierbei jeweils zwei  Akzelerometer und Gyroskope (low & high range), um eine optimale Auslösung im Messbereich zu garantieren.

System Konfiguration und Einsatz

Es können wahlweise 2 bis 16 Sensorenkonfigurationen gewählt werden, wobei jeweils ein Rumpfsensor in die Auswahl inkludiert werden sollte. Die Sensoren werden mit einen einfach und schnell anzulegenden Sensor Gurtsystem fixiert.

Die Sensoren sind komplett kabellos und funken via WLAN mit einer Messrate von 100 Hz (Standard) oder 200 Hz (Pro Version) die Messdaten zum Mess-/Auswerteprogramm MyoResearch. Hier können parallel EMG, Video, Kraft- und Druckverteilung synchron mitgemessen werden und über vorkonfigurierte Messprotokolle ausgewertet werden. Die Messdistanz beträgt ca 30 Meter, das System kann aber weitere Distanzen über integriertes Onboard Logging temporär mit erfassen. Alternativ kann ein Offline Data Logger genutzt werden für PC unabhängige Anwendungen.

Das Noraxon MyoMotion System verfügt über leistungsstarke Driftkorrektur-Routinen, die potentiell auftretende magnetische Interferenzen (Distortion) korrigieren. So kann das System zB. auch problemlos auf dem Laufband oder in distortionsbelasteten Räumen genutzt werden.

Messparameter und Analysen

IMU Sensoren messen nativ die räumlichen Orientierungswinkel (Drehwinkel) eines jeden Sensors, basierend auf Quaternionen, die durch die Fusionsalgorithmen und Kalman Filterung ermittelt werden. Hieraus werden in einen individuell skalierbaren Menschmodell die anatomischen Winkel in 3D berechnet. Die typische Messgenauigkeit ist hierbei +/- 1° für Vertikalwinkel (zB. Extension/Flexion oder Add-/Abduktion) bzw. +/-2° für Horizontalwinkel (zB. Rotationen). Ferner messen die Sensoren die lineare Beschleunigung. Hieraus können über optimierte Algorithmen translatorische Komponenten wie Distanz oder 3D Trajektorien berechnet werden. Für den Einsatz in der Gang- und Laufanalyse werden die Kontaktphasen der Füße berechnet und erlauben somit die Berechnung der räumlichen Bewegung und Gangphasen nach J. Perry.  Alle Messdaten werden in einem hochwertigen Skelettmodell (Avatar) in 3 D animiert. Spezialisten können das System vom Quaterionen Modus in den Sensor Rohdaten Modus umschalten und so Ihre eigenen Fusion-Algorithmen entwickeln.

Zusammenfassung

  • Mobil einsetzbares Bewegungsanalyse System
  • Schnell und ökonomisch mit Echtzeitanalysen
  • Freie Konfiguration zwischen 2 bis 16 Sensoren
  • Hohe Messrate, Genauigkeit und Wissenschaftsqualität
  • Optionaler Datalogger
  • Hohe magnetische Driftimmunität
  • 3D Visulasierung via hochwertigem Skelettavatar
  • Direkt koppelbar mit EMG, Kraft, Druck und Video
  • Messprotokolle für Gang-, Lauf-, Sprung- und allgemeine Bewegungsanalyse
  • Medizinprodukt
Maximale Sensoranzahl16 plus 2 optionale Objektsensoren
Maximale Sampling-Rate100Hz – 200 Hz (abhängig von Anzahl der Receiver)
Orientierung Winkelgenauigkeit0,25 Grad (Pitch / Roll); 1,25 Grad (Course)
Anatomische Winkelgenauigkeit+/- 1,0 Grad (statisch);
+/- 2,0 Grad (dynamisch)
Fast Imu Element Set
Gyroskope
Messbereich:  +/- 2000 Grad / Sek. Full Scale
Linearität: 0,2% von FS;
Rauschen: 0,03 Grad / s / √Hz
Interne Abtastrate: 400 Hz
FAST IMU ELEMENT SET
Akzelerometer
Messbereich: +/- 515 Grad / Sek. Full Scale
Linearität: 0,1% von FS
Rauschen: 0,02 Grad / s / √Hz
Interne Abtastrate: 800 Hz
SLOW IMU ELEMENT SET
Gyroskop
Messbereich: +/- 1,7 g Skalenendwert
Linearität 0,2% von FS;
Rauschen 110 ug / √Hz
Interne Abtastrate: 800 Hz
Abmessungen52,2 x 37,8 x 18,1 mm
Gewicht37 g