A new methodology to identify minimum strain anatomical lines based on 3-D digital image correlation

Abstract

Hoy en día hay un desarrollo continuo de dispositivos portátiles en diversos campos, como ropa deportiva, ortesis y aparatos personales, entre otros. El diseño de estos dispositivos involucra al cuerpo humano como un entorno de apoyo. Sobre la base de esta premisa, el desarrollo de dispositivos portátiles requiere una mejor comprensión del campo de tensión de la piel del segmento del cuerpo durante el movimiento humano. Este artículo presenta una metodología basada en un sistema de correlación de imagen digital tridimensional (3D-DIC) para medir el campo de tensión de la piel y estimar líneas anatómicas con deformación mínima como criterios de diseño para los dispositivos portátiles mencionados anteriormente. Se investigan los errores de desplazamiento y la medición de la tensión relacionada con la reconstrucción en 3D y el movimiento fuera del plano, y los resultados son aceptables en el caso de una gran deformación. Este enfoque puede ser una herramienta eficaz para mejorar el diseño de dispositivos portátiles en los campos de ortopedia clínica y ergonomía, donde la comodidad juega un papel clave en el apoyo a la rehabilitación.

Today there is continuous development of wearable devices in various fields such as sportswear, orthotics and personal gadgets, among others. The design of these devices involves the human body as a support environment. Based on this premise, the development of wearable devices requires an improved understanding of the skin strain field of the body segment during human motion. This paper presents a methodology based on a three dimensional digital image correlation (3D-DIC) system to measure the skin strain field and to estimate anatomical lines with minimum deformation as design criteria for the aforementioned wearable devices. The errors of displacement and strain measurement related to 3-D reconstruction and out-of-plane motion are investigated and the results are acceptable in the case of large deformation. This approach can be an effective tool to improve the design of wearable devices in the clinical orthopaedics and ergonomics fields, where comfort plays a key role in supporting the rehabilitation