时空步态参数的患者和老年人的临床评估

摘要

This protocol is used to evaluate spatial and temporal gait variables of neurological/orthopedic patients and older persons by means of a recently-introduced floor-based photocell system.

摘要

人行走的空间和时间特征经常评估，以确定可能的步态障碍，主要表现在骨科和神经患者^1-4，而且在健康的老年人^5,6。在这个协议中所描述的定量步态分析是用一个最近推出的光电系统进行的（见材料表），它有潜力在临床中使用，因为它是可移植的，易于设置（无主题制备一测试之前需要），并且不需要维护和传感器校准。光电系统由一系列高密度地板基光电细胞与光发射和光接收二极管放置相互平行的，以建立一个走廊，并且被定向垂直于级数⁷的线。该系统简单地检测到中断中的光信号，例如，由于脚的记录区域内的存在。颞步态参数和的连续步骤1D空间坐标随后被计算出，以提供公共的步态参数，如步长，单肢支撑和步行速度^{如图8所示} ，其有效对抗一个标准仪器最近证明^7,9。测量过程是非常简单的;单个患者可以在不到5分钟，进行测试和全面的报告可以在不到1分钟内生成的。

引言

步行是日常生活中最重要的体育活动之一，是生活质量的老人和病人群体谁可与步态恶化目前的主要决定因素。步态功能的临床评价，因此重要的是要揭示引起的老化和/或神经/整形外科病理改变的潜力，同时也证明治疗的功能性利益。不同的仪器已经开发了用于的步态参数， 例如力板，基于视频的三维运动分析，体搭载的加速度计^10,11的定量评价，以及仪表走道垫或跑步机^12。然而，这些系统主要用于研究工作，而不是用于临床目的，因为它们是操作复杂，具有低的可访问性，和脆弱的传感器。

一种地板基光电系统最近已经推出，这是能够提供一个有效的CALculation的时空特征和行走步数的一维空间坐标。该测量仪具有若干优点相比，预先存在的系统:它是易于处理，数据收集速度非常快，这是简单的创建详细的报告，它是一个模块化的系统，这意味着该系统的长度是可以改变的。因此，可以有把握地用于测量组内变化，纵向评估和在横截面的比较组间差异。所描述的协议的目标是把重点放在设备及其安装，并客观，直接地描述了评估程序，评估在老年人和病人群体的时空步态参数。

研究方案

该协议遵循当地人力伦理委员会在苏黎世（苏黎世KEK）的指导方针。

1.硬件安装（图1）

1. 使用的地板系杆2 10-m的集合，并将它们彼此平行（与疾病进展的线），以创建一个走廊具有大约1μm的间设定的距离。
   注意:此距离可以增加高达8微米。每栏有1米的长度，并且由96光二极管。
2. 使透光性（T）和光接收（R）为单位的条形的安装之间的区别通过将透光的右侧（T）的单位和光接收（R） - 单元上的左侧相对于行走方向。
   注:第一个米栏（T和R）有银鼓。设置在剩下的9米T和R的酒吧都是平等的，可互换。
3. 接一排的各个酒吧与帽（无线）。使用2鲍威- [R用品:一个用于每个组条（T和R）。
4. 连接第一R棒的笔记本电脑与USB电缆。
5. 摄像头位置，旁边是供离线验证第一条（ 例如 ，从英尺），并用USB连接线连接到笔记本电脑。
6. 把一个标记2米之前和曲目的开始和结束之后。
7. 切换使用第一R和T杆的通断开关的光电器件上。
8. 检查位于所有的R条控制LED灯为绿色。
   注:如果是这样，则系统正确定位和测试可以开始;然而，如果一个控制LED或更多是红色系统没有正确地定位和/或连接。通过检查，他们完全卡入位置，然后关闭系统并重新控制全部大写。

图1.辐透oelectric系统由光透射（T）和光接收（R），它们平行放置彼此具有大约1米距离的单位。照相机被安装在靠近该开始区用于控制目的。笔记本电脑与USB电缆连接到第一R棒和相机连接。 请点击这里查看该图的放大版本。

2.软件安装和测试的准备

1. 装载软件操作从www.optogait.com/Support/Downloads光电系统。注意:该协议是通过使用1.8.1版进行说明。
2. 如果软件是用于第一时间为步态分析创建新的测试如下（否则继续执行步骤2.3）:
   1. 选择测试 ，然后单击定义/修改测试。现在点击步态测试 ，然后选择复制测试。点击确认 ，在弹出窗口中，使测试是重复的。
   2. 双击复制测试，修改名称（ 例如 ，步态测试10条），并选择10酒吧的数量。用于步态测试，在图2中的标准参数。最后，选择保存 ，保存所有修改。
3. 添加新的患者到数据库中。 患者选择，点击插入/修改病人 ，然后单击 New 病人输入数据。然后保存该数据。

图2为在本协议中的描述，用10巴的步态测试标准设置，这些设置有当光电系统用于在第一时间被定义。在这个协议中的起始脚没有被定义。在系统启动时，病人进入录音区测量和停止患者离开测量单位测量时， 请点击这里查看该图的放大版本。

3.测试程序

1. 总是给相同的说明病人^13。
   1. 指导病人行走沿着10米的走道在两个不同的速度平底鞋:正常（"走路的步伐也就是适合你"），并比正常快（"走路的速度比快你通常会走"）。
   2. 让患者在行走试验正前方看。
   3. 要求患者发起与同一只脚的第一步骤，以更好地规范的测试条件。
   4. 让患者开始走2米第一个光电酒吧前，结束每个TR为了保持恒定的步态速度¹³的最后一个条之后IAL2μm以下。
2. 展示一项试验，在正常速度的病人。
3. 要求患者执行3熟悉试验之后是一个实验的试验在每个速度。总是完整的正常速度试验的第一。
4. 为了准备与软件，点击测试 ，然后执行开始与创建的测试测量。
   1. 通过点击选择 ，选择患者，然后点击确认选择的病人。
   2. 通过点击选择 ，并选择测试如步态测试10条选择测试。检查仅此试验被选择用于测量。
   3. 将相机，以便它可以记录整个步行路程。同时检查你的笔记本电脑屏幕上的直播画面改变摄像头的位置。
   4. 最后，点击执行再次。
      注:现在的软件准备好来衡量。只要病人进入酒吧，在系统启动以测量和显示要求的起始脚的弹出窗口。
5. 单击相应的脚，使步态参数将被正确计算。
   注:相机会自动记录，一旦测试开始。
6. 保存测试。

4.数据分析

1. 点击结果中显示已完成的临床试验。然后点击旁边的箭头，感兴趣的测试，测试从测试列表传送到测试分析部分。现在点击查看以显示选定的测试。请参考本研究中进行的所有测试结果部分。
   注:所有测试数据出现一个窗口（ 图3）。在窗口的左边有用于激活各种功能的一些命令的按钮。窗口的其他部分呈现4一节就目前的测试信息PES。可以显示/使用配置命令隐藏各组信息。从顶部至底部的项目如下:视频，图表显示结果，表的数值数据，和光电酒吧。
2. 点击步态数据来显示一个步态报告（ 图3）。
3. 点击打印 （该报告将出现一个窗口），打印出的报告。
   注:该报告可以被打印，因为它是或可以被修改。对于不同的时空参数，下面的结果显示在报告中:平均值的左侧和右侧的±标准偏差（SD），左侧之间的变化（CV）的表达步态变异性^14,15，和百分比差值的系数和右侧（不对称）。
   1. 如果需要，修改报告如下:上述（步骤4.3）中的说明打开报表。点击该按钮显示或隐藏左侧的SIDE中的画面，以适应该报告所提出的数据和图表。
   2. 要更改标识和/或对报告的页脚，请单击相应的按钮（ 更改标识或更改页脚 ）来修改这些参数。
4. 为了比较在不同的场合进行两个或两个以上的测试， 例如 ，前和干预后，点击旁边的箭头，测试选择的结果部分不同的测试，然后在比较按钮。
   注:在不同的测试的所有参数的直接对比的报告显示。

图3的屏幕截图所有的测试数据。该命令按钮显示在窗口的左边（ 例如 ，通过点击打印生成一个报告，它可以最终修改）。另该窗口的一部分呈现关于当前测试的以下信息，从上到下:视频，图表显示结果，表的数值数据，以及光电酒吧。这些细节可以显示/使用右侧的配置按钮隐藏。该数据的实际视图可以通过点击步态数据或报告步态改变，分别请点击这里查看该图的放大版本。

结果

最近的一项研究证明了光电系统的有效性针对一个标准仪器（经过验证的电子走道），用于在整形外科患者和健康老年对照⁷时空步态参数的评估。由两个系统分别检测在步态变量的相同的组间差异。虽然同时效度非常好，与组内相关系数0.933和0.999（P <0.001）之间不等，有系统偏差（P <0.001）的两个测量仪器之间观察到。站立时间和周期时间是显著延长而摆动的时间和步长是短的光电?...

讨论

这里介绍的协议可以被用于评估与最近推出的光电系统的病人的空间和时间的步态参数（骨科，神经，心肺等）和健康的老年人。的总长度和宽度的系统，可根据可用的空间和预算进行调制。 （在欧洲）的估计费用为每米大约2800美元的10米长的系统，最小推荐长度为3计地板为基础的步态分析。光电系统的一个新的特点也被最近推出的，它由在闭合的走廊与位于垂直于T和R棒，从而产生一种网格允...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Name of Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
-Optogait system (10 meters)	Microgate, Bolzano, Italy		www.optogait.com
-Optogait software			www.optogait.com/Support/Downloads
-Laptop
The Optogait system contains the following equipment:
-10 light-transmitting (T) bars (1 as a first meter)
-10 light-receiving (R) bars (1 as a first meter)
-18 caps to connect the bars within a set (9 for T and 9 for R bars) and 2 special caps for the last T and R bar
-1 camera with its tripod
-1 cable for connecting the Optogait to the laptop
-1 cable for connecting the camera to the laptop
-2 power supplies (one for each set of bars)