ANTROPOMETRİ SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİYOMEKANİK DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI. Antropometrik Parametreler

Transkript

1 ANTROPOMETRİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİYOMEKANİK DERS NOTU Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI 2 Yunanca anthropo (insan) ve metrikos (ölçme) sözcüklerinden türetilen Antropometri, insan vücudunu oluşturan uzuvlara ait aşağıda belirtilen verilerinin ölçümler ve hesaplamalar yoluyla elde edilmesi üzerinde çalışan bilim dalıdır. Boy Kütle Çevre uzunluğu Yoğunluk Kütle merkezi yeri Atalet momenti Jirasyon yarıçapı Kas boyu Kas kesit alanı Tendon çekme açısı

2 Antropometrinin Kullanım Alanları 3 İnsan topluluklarının fiziksel yapı benzerlik ve farklılıklarının araştırılması Hareket analizi çalışmalarında kullanılan biyomekanik modellerinin oluşturulması ve bu modellerin kişiye göre özelleştirilmesi Araç-gereç ve mekân tasarımlarının toplumun yapısına uygun biçimde yapılması için topluma özgü fiziksel standart ve normların oluşturulması Bireysel ve toplumsal olarak genel sağlık durumunun saptanması için uygun antropometrik standart ve normların oluşturulması Çocukların vücut yapılarına göre başarılı olabilecekleri spor dallarına yönlendirilmesi Yetişkin sporcuların performanslarının ölçülmesi İnsanın evrim sürecinde geçirdiği fiziksel değişimlerin anlaşılması Adli tıp uygulamalarına yönelik olarak pratik tekniklerin geliştirilmesi Antropometrik Ölçülerde Dikkat Edilecek Hususlar 4 Referans Popülasyonun Özelliği: Her popülasyonun antropometrik özellikleri farklı olduğundan ölçülerin hangi popülasyondan, yaş grubundan ve cinsiyetten alındığı önemlidir. Bir popülasyona ait antropometrik verileri başka bir popülasyon için kullanılamaz. Antropometrik Ölçülerin Tekniğine Uygun Alınması: Ölçülerin, belirlenmiş referans noktalarını tanıyan kişiler tarafından minimum hatayla alınmış olması ve standart sapmaların belirtilmesi gerekir. Antropometrik Verinin Zamanla Değişebilirliği: Toplumun hayat standardına ya da savaş, kıtlık ve doğal afetler gibi şartlara bağlı olarak antropometrik veride zamanla değişmeler olabilir. Dolayısıyla bir antropometrik araştırmanın sonuçları kullanılırken, araştırmanın yapıldığı yılın göz önünde bulundurulması gerekir. (Yapılan bir araştırma, II. Dünya Savaşı sonrasında yaşam standardı yüksek toplumlarda her 0 yılda boy uzunluğunda cm artış olduğunu göstermiştir. ) 2

3 Antropometrik Ölçülerde Dikkat Edilecek Hususlar 5 Antropometrik Ölçümlerin Deneklerden Alınış Şekli: Verinin güvenilir olabilmesi için antropometrik ölçüler, denek olabildiğince az giyimli ve ayakkabısız olarak alınmalıdır. Tasarım yapılırken bu durumu göz önünde bulundurmalıdır. Statik ve Dinamik Antropometrik Ölçüler: İnsan vücudunun gerçek ölçülerini belirlemede statik antropometrik ölçüler kullanılır. Belirli alanlarda belirli işleri gerçekleştirilmesinde ise dinamik (fonksiyonel) antropometrik ölçüler kullanılmalıdır. (Örneğin; bir kişinin uzanabileceği mesafenin hesaplanabilmesi sırasında sadece kol uzunluğu dikkate alınmaz. Çünkü uzanma sırasında kolun yanı sıra omuz ve gövde de işe katılır.) 6 Hareket analizlerinde ihtiyaç duyulan bu verilerin, cinsiyete, ırksal orijine, yaşa ve kişiden kişiye göre önemli farklılıklar göstermeleri, herkes için doğru sonuç verecek antropometrik bağıntıların geliştirilmesini güçleştirmektedir. Bununla beraber, kadavra çalışmalarıyla, uzuv kütle ve boylarının kişinin toplam kütle ve boyunun bir yüzdesi olarak ifade edildiği modellerin geliştirilmesi mümkün olmuştur. 3

4 7 Antropometrik modellerde; uzuv kütle merkezlerinin yerleri, uzvun proksimal ve distal eklem merkezlerinden itibaren uzuv boyunun yüzdeleri olarak ifade edilebilmektedir. Ayrıca, jirasyon yarıçapları ve uzuvların kütle merkezlerine, proksimal eklem merkezlerine ve distal eklem merkezlerine göre atalet momentleri de ifade edilebilmektedir. Hanavan s geometrical model of the body : Baş (Head) 2: Göğüs (Thorax) 3: Karın (Abdomen) 4, 5: El (Hand) 6, 7: Üst kol (Upper arm) 8, 9: Ön kol (Fore arm) 0, : Uyluk (Thigh) 2, 3: Bacak (Shank, Calf) 4, 5: Ayak (Foot) 8 4

5 9 Anthropometric Data Required for Body Segment Parameter Equations Vaughan, C.L., Davis, B.L. & O Connor, J.C. (992) Dynamics of Human Gait. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers. 0 Dempster s Body Segment Parameter Data For 2-D Studies D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Second edition. John Wiley & Sons, Inc., Toronto,

6 Dempster s Body Segment Parameter Data For 2-D Studies D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Second edition. John Wiley & Sons, Inc., Toronto, Dempster s Body Segment Parameter Data For 2-D Studies D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Second edition. John Wiley & Sons, Inc., Toronto,

7 3 Dempster s Body Segment Parameter Data For 2-D Studies D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Second edition. John Wiley & Sons, Inc., Toronto, 990. Dempster Model Equations- 4 7

8 Dempster Model Equations Barter s Regression Equations for Determining Body Segment Weights Barter, J.T. (957) Estimation of the Mass of Body Segments. WADC Technical Report (ASTIA 8222). Wright Air Development Center, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio. 2 Values have been divided by two for estimating weights of single segments in pounds. W is the total body weight in pounds. 3 Standard deviations are in pounds based on original data for the combined left and right sides. 8

9 7 Chandler, RF, Clauser, CE, McConville, JT, Reynolds, HM, Young, JW, 975. Investigation of Inertial Properties of Human Body. Aerospace Medical Research Laboratory Technical Report, DOT HS Body Segment Lengths as a Proportion of Body Height (H). Drillis and Contini (966). 8 9

10 Moment of Inertia Equations 9 Vaughan, C.L., Davis, B.L. & O Connor, J.C. (992) Dynamics of Human Gait. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers. 2 Moments of inertia are in (kg.m 2 ), m total is the total body mass in (kg) and l thigh, l leg and l foot are the segment lengths in (m). Moment of Inertia Equations 20 Vaughan, C.L., Davis, B.L. & O Connor, J.C. (992) Dynamics of Human Gait. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers. 2 Moments of inertia are in (kg.m 2 ), m total is the total body mass in (kg) and l thigh, l leg and l foot are the segment lengths in (m). 0

11 Moment of Inertia Equations 2 Vaughan, C.L., Davis, B.L. & O Connor, J.C. (992) Dynamics of Human Gait. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers. 2 Moments of inertia are in (kg.m 2 ), m total is the total body mass in (kg) and l thigh, l leg and l foot are the segment lengths in (m). Mass Moments of Inertia of Solid Geometrical Shapes 22

12 Mass Moments of Inertia of Solid Geometrical Shapes 23 KAYNAKLAR 24 [] D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Second edition. John Wiley & Sons, Inc., Toronto, 990. [2] Barter, J.T., Estimation of the Mass of Body Segments. WADC Technical Report (ASTIA 8222). Wright Air Development Center, Ohio, 957. [3] Vaughan, C.L., Davis, B.L. & O Connor, J.C., Dynamics of Human Gait. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers, 992. [4] Candler, R.F., Clauser, C.E., McConville, J.T., Reynolds, H.M. ve Young, J.W., Investigation of Inertial Properties of Human Body. Aerospace Medical Research Laboratory Technical Report, DOT HS , 975. [5] Kaptı, A.O., İnsan Alt Ekstremitesinin İncelenmesi ve Aktif Diz Üstü Protezi Tasarımı, Doktora Tezi, İTÜ, FBE, Makine Müh. Konstrüksiyon ve İmalat Programı,