Name: measurement of dynamic scapular kinematics using an acromion marker cluster to minimize skin movement artifact
Uploaded: 2015-02-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 7 s
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This work lies within the multidisciplinary Southampton Musculoskeletal Research Unit (Southampton University Hospitals Trust/University of Southampton) and the Arthritis Research UK Centre for Sport, Exercise and Osteoarthritis. The authors wish to thank their funding sources; Arthritis Research UK for funding of laboratory equipment (Grant No: 18512) and Vicon Motion System, Oxford UK for providing funding for a PhD studentship (M.Warner). The authors also wish to thank the participants, and Kate Scott and Lindsay Pringle for their help with participant recruitment.

HINWEIS: Die Verwendung von menschlichen Teilnehmern wurde von der Fakultät für Gesundheitswissenschaften Ethikkommission an der Universität von Southampton zugelassen. Alle Teilnehmer unterzeichnete Einverständniserklärungen vor Datensammlung begonnen. Für die in dieser Studie präsentierten Daten Kinematik wurden mit einem passiven Marker Motion-Capture-System, bestehend aus 12 Kameras aufgezeichnet; sechs 4-Megapixel-Kameras und sechs 16-Megapixel-Kameras, die bei Abtastfrequenz von 120 Hz. 1. Vorbereitung der Teilnehmer <ol><li> Fragen Sie Themen, um ihre Bekleidung Oberkörper zu entfernen oder einen Sport-BH, Weste oder schulterfreies Top tragen. Wichtig ist, dass Kleidung nicht mit der Bewegung der Markierungen stören oder zu verschließen Marker aus der Sicht der Kameras. </li><li> Konstruieren Sie einen Schulterdach Marker Cluster, bestehend aus einem L-förmigen Stück Plastik 70 mm in der Länge entlang jeder Aspekt. Befestigen drei retroreflektierenden Markern an den AMC, einer auf dem Ende jedes Ende jeder Aspekt und eine, each Aspekt treffen (Abbildung 1). </li><li> Bringen Sie den Schulterdach Marker Cluster (AMC) auf den hinteren Teil des Akromions, wo die Schulterdach trifft Spina scapulae, mit doppelseitigem Klebeband. Ein Aspekt der Platte sollte die Spina scapulae zeigt medial zu folgen, die andere sollte anterior der Schulterblattebene (Abbildung 1) zeigen. </li><li> Bringen Sie einen Cluster-Marker, um den Oberarm mit Riemen (Bild 2) einstellen. </li><li> Bringen retroreflektierende Markierungen auf die folgenden anatomischen Landmarken auf von der Internationalen Gesellschaft für Biomechanik 33 (Abbildungen 1 und 2) zu empfehlen: Sternal Kerbe (IJ; Deepest Gelenk des sternalen Kerbe), Schwertfortsatz (PX; Die meisten Schwanzpunkt auf dem Brustbein), C7 (Dornfortsatz des C7 Wirbels), T8 (Dornfortsatz des Wirbels T8), Sternoklavikulargelenk (SC; Die meisten Bauch Punkt auf der Sternoklavikulargelenk), Radial styloid (Am Schwanz point auf dem Processus styloideus radii) und Processus styloideus ulnae (Am Schwanzpunkt auf dem Processus styloideus ulnae). </li></ol><img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig1highres.jpg" /> Abb. 1: Position des Akromions Marker Cluster, C7 und T8 anatomischen Marker Diese Zahl hat sich von Warner, MB, Chappell, PH &amp; Stokes, MJ verändert wurden Mess Skapulier Kinematik beim Arm senken mit dem Schulterdach Marker Cluster Hum.. Mov. Sci 31, 386-396, doi:. Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012). <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig2highres.jpg" /> Abbildung 2: Markierung Standorte für die Brustbeinkerbe (IJ), Schwertfortsatz (PX), Sternoklavikulargelenk (SC), Oberarm Cluster, Processus styloideus ulnae (US), Processus styloideus radii (RS). 2. TEILNEHMERt-Kalibrierung HINWEIS: Position der anatomischen Landmarken des Schulterblattes zu müssen, in Bezug auf das Schulterdach Marker Cluster bestimmt werden. Kalibrierung der Wahrzeichen wird für jeden Teilnehmer erforderlich. <ol><li> Einer Eichstab bestehend aus vier reflektierenden Markierungen in ein &#39;T&#39; Bildung (Abbildung 3) platziert. Den Abstand von der Spitze des Eichstab, um den ersten Stab-Marker. </li><li> Tasten Sie und suchen Sie die folgenden anatomischen Landmarken, wie von der Internationalen Gesellschaft für Biomechanik 33 empfohlen. Setzen Sie die Spitze des Eichstab auf dem Wahrzeichen (Abbildung 3). Nehmen Sie 3 Sekunden von Daten mit dem Motion-Capture-System zu errichten, die Markierungen auf der Wand, sind die AMC und Oberarm-Cluster alle auf die Kameras sichtbar. <ol><li> AC-Gelenk (AC) - Legen Sie eine Hand auf das Schlüsselbein, dann seitlich bewegen, bis zu dem Punkt, wo das Schlüsselbein das Schulterdach erreicht.Setzen Sie die Spitze des Stiftes an der Verbindung zwischen dem Schlüsselbein und Schulterdach. </li><li> Acromion Winkel (AA) - Tasten Sie entlang der Spina scapulae auf die meisten seitlichen Punkt. Setzen Sie die Spitze des Stiftes auf der Dorsalseite des Akromions am meisten seitlichen Punkt (Abbildung 3). </li><li> Medial Spina scapulae (TS) - Tasten Sie entlang der Spina scapulae mit dem meisten medialen Punkt. Setzen Sie die Spitze des Stiftes an der Stelle, an der Wirbelsäule entspricht dem medialen Rand des Schulterblattes. </li><li> Unteren Winkel des Schulterblattes (AI) - inferior Tasten Sie entlang der medialen Rand des Schulterblattes. Setzen Sie die Spitze des Stiftes auf dem kaudalste Punkt des Schulterblattes. </li><li> Epicondylus medialis (EM) - Mit Ellenbogen des Teilnehmers in 90 ° Beugung nach vorne gerichtet, mit dem Daumen nach oben, legen Sie eine Hand auf der Innenseite des Ellenbogens, um den Epicondylus medialis zu lokalisieren. Setzen Sie die Spitze des Stiftes auf dem kaudalste Punkt des Epicondylus medialis. </li&gt; <li> Seitliche Epikondylen (EL) - Mit Ellenbogen des Teilnehmers in 90 ° Beugung nach vorne gerichtet, mit dem Daumen nach oben, legen Sie eine Hand auf der lateralen Seite des Ellenbogens, den Epicondylus lateralis zu lokalisieren. Setzen Sie die Spitze des Stiftes auf dem kaudalste Punkt des Epicondylus lateralis. </li></ol></li><li> Zur Bestimmung der Schultergelenk Zentrum, fragen Sie die Teilnehmer, um eine kreisenden Gelenkbewegungen mit ihren Oberarm mit dem Ellenbogen voll ausgefahren von null Grad Arm Höhe auf ca. 40 ° Arm Erhebung durchzuführen,. Sie müssen diese Bewegung, während dem Ziel, protraction / Abfahren und Elevation / Depression des Schulterkomplex minimieren durchzuführen; der Ermittler kann Hilfe leisten, wenn nötig. Notieren Sie sich diese Bewegung für ca. 30 sec. </li></ol><img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig3highres.jpg" /> Abbildung 3: Kalibrierung Stab verwendetanatomische Knochenmarkstein in Bezug das Schulterdach Marker Cluster (AMC) zu lokalisieren. 3. Experiment Protocol <ol><li> Fragen Sie Teilnehmer Arm Höhe von null auf 120 ° Arm Erhebung durchzuführen, und senken Sie dann den Arm wieder zur Ruhe an ihrer Seite in der sagittalen, frontalen und Schulterblattebene. Die Schulterblattebene ist ungefähr 40 ° anterior der Frontalebene. </li></ol> 4. Nachbearbeitung kinematische Daten HINWEIS: Die folgenden Schritte beschreiben die Vorgehensweise notwendig, um Skapulier Kinematik während der dynamischen Bewegung Studien zu berechnen. Diese Schritte wurden beschrieben und eingehend untersucht in der Literatur 21,33,34 und der Zweck der folgende Abschnitt ist eine Synthese liefern und Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Umsetzung der Modellierungsschritte erforderlich, um Skapulier Kinematik zu erhalten. Die Anwendung dieser Schritte wird in den relevanten kinematischen Modellierungs-Software durchgeführt. Die Software contaIns Befehle, um die Schaffung von lokalen Koordinatensystemen zu ermöglichen, die Umwandlung von Koordinaten aus einer globalen zu lokalen Koordinatensystem, die Umwandlung von Koordinaten von lokalen zu globalen Koordinatensysteme und die Berechnung der Euler-Winkel Umdrehungen. Diese Schritte werden das Schulterblatt, Oberarmknochen und Brustkorb zu ermöglichen, als starre Körper definiert werden. Anschließend Rotation des Schulterblattes bezüglich der Brustkorb und der Humerus bezüglich Thorax kann dann bestimmt werden. <ol><li> Verwendung der Koordinaten der Markierungen auf der AMC, definieren eine beliebige lokale Koordinatensystem für das AMC (Abbildung 4a). Für jede Skapulier anatomischer Stützpunkt Abdrehprobe, bestimmen die Lage der Spitze des Zauberstabs, der die Position der anatomischen Landmarke darstellt, in Bezug die lokalen Koordinatensystem auf der AMC mit den folgenden Schritten. HINWEIS: Die kinematische Modellierungssoftware enthalten Befehle zum Aktivieren der Erstellung von lokalen Koordinatensystemen und die Umwandlung von Koordinaten aus einer globalenzu einer lokalen Koordinaten, siehe Abbildung 4 beispielsweise Befehle. <ol><li> Verwenden Sie die Markierungen auf der Zauberstab, um einen lokalen Koordinatensystems für den Zauberstab (Abbildung 4a) zu erstellen mit dem folgenden Befehl in der kinematischen Modellierungssoftware: AMC = [AMCO, AMCA-AMCO, AMCO-AMCM, xyz] wobei AMCO, AMCA und AMCM sind die Etiketten auf die Markierungen auf der AMC gegeben. </li><li> Mit der kinematischen Modellierungssoftware, die Berechnung der Position der Spitze des Zauberstabs in das globale Koordinatensystem. In dem gegebenen Beispiel ist diese 83 mm von dem Marker 1 (M1) in der Achse X des Stifts (4b); verwenden Sie den Befehl: Wand = [M1, M1-M2, M3-M4, xyz] und Wandtip = M1 + {83,0,0} * HALTUNG (Zauberstab), wobei M1, M2, M3 und M4 sind die Etiketten an den Marker gegeben auf dem Zauberstab. </li><li> Bestimmen Sie die Position der Spitze des Zauberstabs in Bezug auf das lokale Koordinatensystem des AMC ($% AA) (4c) mit Hilfe der Modellierungsbefehle: $% AA = WandTip / AMC und PARAM ($% AA). </li><li>Wiederholen Sie die Schritte 4.1.1 für jede Skapulier anatomischer Stützpunkt 4.1.3. </li><li> Bestimmen die Lage der medialen und lateralen Epikondyle bezüglich des Humerus Marker Cluster statt des AMC, mit dem unter Verwendung der oben beschriebenen Schritte. </li></ol></li><li> Verwenden Sie die dynamische Kalibrierung Versuch, die Position des Schultergelenkes Zentrum in Bezug auf das Schulterblatt zu berechnen. Berechnen der Position des Schultergelenkzentrum in Bezug auf das Schulterblatt, als Drehpunkt der Schraubenachse zwischen dem Oberarm und Schulterblatt. Weitere Details zu diesem Verfahren finden Sie in Veeger 35. </li><li> Berechnen des Ellbogen entfernt (ELJC) als Mittenabstand zwischen dem seitlichen (EL) und mediale Epikondyle (EM) des Humerus; ELJC = (EM + EL) / 2. </li><li> Während der dynamischen Prüfungen Verwenden der bekannten Position der anatomischen Landmarken in Bezug auf die AMC, um die Position der anatomischen Landmarken in dem globalen Koordinatensystem (5) zu bestimmen. <br/&gt; Hinweis: Modeling-Software enthalten Befehle zur Umwandlung von Koordinaten von lokalen Koordinatensystemen zu ermöglichen, um globale Koordinatensysteme, siehe Abbildung 5 beispielsweise Befehle. <ol><li> Siehe 5a, die die Position des Akromions Winkel Meilenstein in Bezug auf die AMC ($% AA) zeigt Abbildung wie in Punkt 4.1 beschrieben. </li><li> Während der dynamischen Studie Konvertieren Sie die Lage von $% AA virtuelle Markierung, um das globale Koordinatensystem für jeden Zeitpunkt, um das Schulterdach Winkel erstellen (AA) Wahrzeichen (5b) mit dem folgenden kinematischen Modellierung Befehl: AA = $% AA * AMC und OUTPUT (AA). </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4.4.2 für jede anatomische Landmarke. </li></ol></li><li> Definieren eines lokalen Koordinatensystems für den Brustkorb und Schulterblatt durch Berechnen der Einheitsvektoren zwischen den entsprechenden Markierungen, um jede Achse für eine gegebene starre Körper mit dem folgenden kinematischen Modellbefehls darstellen: Scapula = [AA, TS-AA, AA-AI, ZXY] . Thorax = [IJ, MUTHX-MLTHX, IJ-C7, yzx], MUTHX ist, wo der Mittelpunkt zwischen dem IJ und C7 Wahrzeichen und MLTHX ist die Mitte zwischen den PX und T8 Sehenswürdigkeiten. HINWEIS: Die Achsen Definition auf International Society of Biomechanics &quot;(ISB) Empfehlungen 33 (Tabelle 1 und Abbildung 6) basiert. <ol><li> Mit einem ähnlichen Verfahren, definieren Sie eine lokale Koordinatensystem für die Humerus mit &quot;Option 2&quot; wie von der ISB 33 empfohlen. HINWEIS: Option 2 erfordert eine ausreichende Ebene durch die gleohumeral gemeinsames Zentrum gebildet, Ellenbogengelenk-Center und die Ulna styloid, dh eine gewisse Ellbogenflexion erforderlich. Wenn der Teilnehmer nähert volle Ellenbogenstreckung können die Oberarm Achsen instabil werden und daher &quot;Option 1&quot; verwendet werden (Tabelle 1). Siehe Wu et al. (2005) für weitere Details. </li></ol></li><li> Bestimmung der Orientierung des Schulterblattes relativ zum Thorax für jeden Zeitpunkt während der dynamischen Studiemit Hilfe der Euler-Winkel-Zersetzungsverfahren mit einer Drehfolge der Innenrotation (Y), Drehung nach oben (X &#39;) und hinteren Neigung (Z&#39; &#39;) 33 mit dem folgenden kinematischen Modellierung Befehl: ScapularKin = - &lt;Thorax, Schulterblatt, yxz&gt; ( Abbildung 7). </li><li> Bestimmung der Orientierung des Oberarms in Bezug auf den Brustkorb während der dynamischen Studie unter Verwendung eines nicht-Gelenkdrehfolge Y (Ebene der Elevation), X &#39;(Elevation) und Y&#39; &#39;(axiale Rotation) 36 mit kinematischen Modellierungssoftware. HINWEIS: Ein Makro ist verfügbar, um vom Hersteller, um nicht-Gelenkdreh Sequenzen innerhalb der kinematischen Modellierungssoftware in diesem Manuskript verwendet festzustellen, herunterladen. </li></ol><img alt="Tabelle 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51717/51717table1.jpg" width="600" /> MUTHX = Mitte zwischen IJ und C7. MLTHX = Mitte zwischen PX und T8. GH = glenohumeral Gelenkzentrum. ELJC = Ellenbogengelenk Zentrum. Mathematische Operatoren: ^ = Kreuzprodukt zweier Vektoren || = Absolutwert eines Vektors Tabelle 1: Lokale Koordinatensystem für jeden starren Segments. 5. Datenreduktion und Analyse HINWEIS: Die folgenden Datenreduktion und Analyse Schritte werden in der numerischen Modellierung Software (wie zB MATLAB), die Manipulation von Datenmatrizen können durchgeführt werden. Die kinematische Daten in die Höhe und senkt Phasen humeralen Bewegungszeit für jede Phase der Bewegung normalisierten unterteilt, dann scapular Kinematik relativ humeralen Elevationswinkel ausgedrückt. <ol><li> Bestimmung der Elevation und Absenkphase des Oberarm Höhe wie unten (Figur 8) beschrieben. Diese Phasen sind von der Winkelgeschwindigkeit des Oberarmelevationswinkel (8) ermittelt. Siehe ElevationLoweringPhases.m FunktionDatei. <ol><li> Bestimmen den Beginn des Oberarmelevations wenn die Winkelgeschwindigkeit des Humerus eine Schwelle 2% der maximalen Oberarmwinkelgeschwindigkeit überschreitet. </li><li> Bestimmen das Ende des Anhebungsphase als der Punkt, an dem die Oberarmwinkelgeschwindigkeit unter 2% der maximalen Oberarmwinkelgeschwindigkeit oder bei Oberarm Erhebung 120 ° überschreitet. </li><li> Bestimmen den Beginn des Oberarm Absenkphase wenn die Winkelgeschwindigkeit unter 2% des minimalen Winkelgeschwindigkeit oder der Punkt, an dem Oberarmelevations fällt unter 120 °. </li><li> Bestimmen das Ende der Absenkphase wenn die Winkelgeschwindigkeit von mehr als 2% der minimalen Winkelgeschwindigkeit. </li></ol></li><li> Normalisieren der Daten durch Interpolieren der kinematischen Daten in jeder Phase der Bewegung, um 101 Datenpunkte (Abbildung 9). Siehe Time_normalisation.m Funktion Datei. </li><li> Auszudrücken scapular Kinematik in Bezug auf Oberarmelevations durch Auftragen der Arm Winkel (Grad) nach oben gegen rFlotation (Grad) (Abbildung 10). Siehe PlotScapHumRhythm.m Funktion Datei. </li></ol>

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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+scapular+kinematics+during+arm+lowering+using+the+acromion+marker+cluster.">Measuring scapular kinematics during arm lowering using the acromion marker cluster.</a> Hum. Mov. Sci. 31, 386-396 (2012).</li><li>Worsley, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+control+retraining+exercises+for+shoulder+impingement:+effects+on+function,+muscle+activation,+and+biomechanics+in+young+adults.">Motor control retraining exercises for shoulder impingement: effects on function, muscle activation, and biomechanics in young adults.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 22, e11-e19 (2013).</li><li>Shaheen, A. F., Alexander, C. M., Bull, A. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+attachment+position+and+shoulder+orientation+during+calibration+on+the+accuracy+of+the+acromial+tracker.">Effects of attachment position and shoulder orientation during calibration on the accuracy of the acromial tracker.</a> J. Biomech. 44, 1410-1413 (2011).</li><li>Prinold, J. A. I., Shaheen, A. F., Bull, A. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin-fixed+scapula+trackers:+A+comparison+of+two+dynamic+methods+across+a+range+of+calibration+positions.">Skin-fixed scapula trackers: A comparison of two dynamic methods across a range of calibration positions.</a> J. Biomech. 44, 2004-2007 (2011).</li><li>Wu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISB+recommendation+on+definitions+of+joint+coordinate+systems+of+the+various+joints+for+the+reporting+of+human+joint+motion+-+Part+II:+shoulder,+elbow,+wrist+and+hand.">ISB recommendation on definitions of joint coordinate systems of the various joints for the reporting of human joint motion - Part II: shoulder, elbow, wrist and hand.</a> J. Biomech. 38, 981-992 (2005).</li><li>Karduna, A. R., McClure, P. W., Michener, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scapular+kinematics:+effects+of+altering+the+Euler+angle+sequence+of+rotations.">Scapular kinematics: effects of altering the Euler angle sequence of rotations.</a> J. Biomech. 33, 1063-1068 (2000).</li><li>Veeger, H. E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+position+of+the+rotation+center+of+the+glenohumeral+joint.">The position of the rotation center of the glenohumeral joint.</a> J. Biomech. 33, 1711-1715 (2000).</li><li>Doorenbosch, C. A. M., Harlaar, J., Veeger, H. E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+globe+system:+an+unambiguous+description+of+shoulder+positions+in+daily+life+movements.">The globe system: an unambiguous description of shoulder positions in daily life movements.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 40, 147-156 (2003).</li><li>Kadaba, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+kinematic,+kinetic,+and+electromyographic+data+in+normal+adult+gait.">Repeatability of kinematic, kinetic, and electromyographic data in normal adult gait.</a> Journal of Orthopaedic Research. 7, 849-860 (1989).</li><li>Schwartz, M. H., Trost, J. P., Wervey, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+and+management+of+errors+in+quantitative+gait+data.">Measurement and management of errors in quantitative gait data.</a> Gait and Posture. 20, 196-203 (2004).</li><li>Jaspers, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+reliability+of+upper+limb+kinematics+in+children+with+hemiplegic+cerebral+palsy.">The reliability of upper limb kinematics in children with hemiplegic cerebral palsy.</a> Gait and Posture. 33, 568-575 (2011).</li><li>Thigpen, C. A., Gross, M. T., Karas, S. G., Garrett, W. E., Yu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+repeatability+of+scapular+rotations+across+three+planes+of+humeral+elevation.">The repeatability of scapular rotations across three planes of humeral elevation.</a> Research in Sports Medicine. 13, 181-198 (2005).</li><li>Groot, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+variability+of+shoulder+motions+recorded+by+means+of+palpation.">The variability of shoulder motions recorded by means of palpation.</a> Clinical Biomechanics. 12, 461-472 (1997).</li></ol>

None of the authors had any affiliation with any organization that could influence the outcome of this work.

Die Wahl der Methode für die Ermittlung Skapulier Kinematik ist von entscheidender Bedeutung, und die Prüfung der Gültigkeit, Zuverlässigkeit und deren Eignung für die Studie gegeben werden sollte. Verschiedene Verfahren sind in der gesamten Literatur angenommen worden, aber jedes Verfahren hat seine Grenzen. Das Schulterdach Marker Cluster überwindet eine Anzahl von diesen Einschränkungen wie Abbildungsfehler von 2D-Bildgebung oder wiederholter Interpretation der Lage des Schulterblattes verlangen, indem sie nic...

Ziel, quantitative Messung der Schulterblatt Kinematik kann eine Bewertung der abnormen Bewegungsmustern mit Schulterfunktionsstörung 1 verbunden sind, wie etwa der Drehung nach oben und hinteren Schwenkarmes während Elevation in Schulter Impingement 2-8 beobachtet werden. Die Messung der Schulterblatt Kinematik ist jedoch schwierig, da die Knochen tiefen Position und gleitende Natur unter der Hautoberfläche 1. Typische kinematische Messverfahren des Anbringens reflektierenden Markierungen anatomischen Orientierungspunkten nicht ausreichend verfolgen das Schulterblatt, wie es unter der Hautoberfläche 9 gleitet. Verschiedene Verfahren sind in der gesamten Literatur angenommen worden, um diese Schwierigkeiten zu überwinden, einschließlich; Bildgebung (Röntgen oder Kernspin) 10-14, Winkelmesser 15,16, Knochenstifte 17-22, manuelle Palpation 23,24 und das Schulterdach Verfahren 3,5,19,25. Jede Methode hat jedoch ihre Grenzen, die einschließen: exExposition gegenüber Strahlung, Abbildungsfehler bei der zweidimensionalen Bildes basierend Analyse erfordern wiederholte subjektive Interpretation der Position des Schulterblattes, sind von Natur aus statisch oder sind hoch invasive (zB Knochenstiften). Eine Lösung für einige dieser Probleme zu überwinden, ist das Verfahren acromion wo ein elektromagnetischer Sensor ist mit dem flachen Abschnitt der Schulterhöhe 25, einen flachen Teil des Knochens, der vorn am seitlichsten Teil des Schulterblatts, die von der Wirbelsäule erstreckt, befestigt beschäftigen das Schulterblatt. Das Prinzip Idee mit dem Schulterdach Methode ist es, die Haut Bewegungsartefakte zu reduzieren, da die Schulterdach wurde gezeigt, dass die geringste Menge an Haut Bewegungsartefakten im Vergleich zu anderen Seiten im Schulterblatt 26 haben. Das Schulterdach Methode ist nicht-invasiv und liefert dynamische dreidimensionale Messung des Schulterblatt Kinematik. Validierungsstudien haben den Schulterdach Verfahren gezeigt während der Arm el gültig bis 120 ° zu seinevation Phase bei der Verwendung von elektromagnetischen Sensoren 17,27. Bei der Verwendung von Marker-basierte Motion-Capture-Geräte eine Reihe von Markern in einem Cluster, das Schulterdach Marker Cluster (AMC) angeordnet ist, erforderlich ist, und hat sich gezeigt, um gültig zu sein, wenn Sie eine aktive Marker Motion-Capture-System 28 und gleichzeitig mit einem passiv-Marker Motion-Capture-System während der Arm Höhe und Arm senken 29. Die Verwendung des AMC mit einem passiven Marker Motion-Capture-Gerät zur Messung Skapulier Kinematik wurde genutzt, um Veränderungen in der Schulterblattkinematik nach einem Eingriff an der Schulter Impingement 30 ansprechen zu bewerten. Der gültige Anwendung dieses Verfahrens hängt jedoch von der Fähigkeit ab, den Cluster von Markierungen genau anzuwenden, deren Position ist gezeigt worden, um Ergebnisse 31 beeinflussen, anatomischen Landmarken 32 und Gewährleistung Armbewegungen in einem gültigen Bereich der Bewegung zu kalibrieren (dh unter 120 ° Arm Elevation) 29. Eswurde auch die erneute Anwendung des Markers Cluster vorgeschlagen, bei Einsatz eines aktiven Marker basierte Motion-Capture-System, wurde festgestellt, dass die Quelle der erhöhten Fehler für Skapulier hinteren Neigung 28 sein. Es ist daher wichtig, die zwischen Tages Zuverlässigkeit des acromion Verfahren herzustellen, um sicherzustellen, dass es ein stabiles Maß scapular Kinematik. Sicherzustellen, dass die Messungen zuverlässig werden Veränderungen in scapular Kinematik aufgrund eines Eingriffs zu ermöglichen, beispielsweise gemessen und untersucht werden. Die zur Skapulier Kinematik messen Verfahren wurden an anderer Stelle beschrieben, 29,33; Das Ziel der vorliegenden Studie war es, eine Schritt-für-Schritt-Anleitung und Nachschlagewerk für die Anwendung dieser Verfahren, die eine passive Marker Motion-Capture-System, unter Berücksichtigung der möglichen Fehlerquellen bieten, und die Zuverlässigkeit des Messverfahrens zu prüfen .

<table><tbody><tr><td>Passive marker capture system</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Nexus</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>N/A</td><td>Data capture software</td></tr><tr><td>Bodybuilder</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>N/A</td><td>Modeling software</td></tr><tr><td>14 mm retro reflective markers</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>VACC-V162B</td><td></td></tr><tr><td>6.5 mm retro reflective markers</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>VACC-V166</td><td></td></tr><tr><td>Calibration wand</td><td>Vicon Motion Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Plastic base</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Constructed &#039;in-house&#039;</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>Numerical modelling software</td></tr></tbody></table>

measurement of dynamic scapular kinematics using an acromion marker cluster to minimize skin movement artifact

Die Messung der dynamischen scapular Kinematik ist komplex aufgrund der gleitenden Art des Schulterblattes unter der Hautoberfläche. Das Ziel der Studie war es, klar beschreiben die Schulterdach Marker Cluster (AMC) Verfahren zur Bestimmung der Schulterblatt Kinematik bei Verwendung eines passiven Marker Motion-Capture-System, mit Rücksicht auf die Fehlerquellen, die die Gültigkeit und Zuverlässigkeit der Messungen beeinträchtigen könnten. Das AMC Verfahren beinhaltet das Anordnen einer Gruppe von Markierungen über die hintere Schulterhöhe, und durch Kalibrierung des anatomischen Landmarken in bezug auf die Marker-Cluster ist es möglich, gültige Messungen scapular Kinematik erzielen. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird zwischen zwei Tage in einer Gruppe von 15 gesunden Individuen (im Alter von 19-38 Jahren, acht Männern), wie sie Arm Elevation durchsucht, bis 120 °, und Senken im frontalen Schulterblatt und Sagittalebene. Die Ergebnisse zeigten, dass zwischen Tages Zuverlässigkeit war gut für nach oben Schulterblattdrehung (Coefficient of Multiple Korrelation; CMC = 0,92) und posteriore Neigung (CMC = 0,70), aber Messe für Innenrotation (CMC = 0,53) während der Arm Anhebungsphase. Die Wellenform-Fehler niedriger Drehung nach oben (2,7 ° bis 4,4 °) und posteriore Neigung (1,3 ° bis 2,8 °) war im Vergleich zum Innenrotation (5,4 ° bis 7,3 °). Die Zuverlässigkeit beim Absenken Phase vergleichbar war während der Höhenphase beobachteten Ergebnisse. Wenn das Protokoll in dieser Studie beschriebenen eingehalten wird, sieht die AMC eine zuverlässige Messung der Drehung nach oben und posteriore Neigung während der Erhöhung und Senkung der Phasen der Armbewegung.

Fünfzehn Teilnehmer, die keine bekannte Geschichte der Schulter, Hals oder Arm Verletzungen hatten, wurden in die Studie (Tabelle 2) rekrutiert. Den inner Rater (zwischen-Tag) Zuverlässigkeit zu bewerten, nahmen die Teilnehmer zwei Datenerfassungseinheiten von mindestens 24 Stunden und höchstens 7 Tage getrennt. Bei jedem Datenerfassungssitzung, die gleiche Ermittler durchgeführt das Protokoll zur Befestigung reflektierenden Markierungen, die Schulterdach Marker Cluster und anatomischer Stützpunkt ...

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Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact

Dieser Bericht enthält Einzelheiten, wie das Schulterdach Marker Cluster Methode zur Gewinnung von Skapulier Kinematik bei Verwendung eines passiven Marker Motion-Capture-Gerät übernehmen. Wie in der Literatur beschrieben wurden, bietet dieses Verfahren einen robusten, nicht invasiven, dreidimensionalen, dynamischen und gültige Messung scapular Kinematik Minimierung Haut Bewegungsartefakte.

Messung der dynamischen Skapulier Kinematik Mit einem Acromion Markierung Cluster zu Haut Bewegung Artefakt Minimieren

The measurement of dynamic scapular kinematics is complex due to the sliding nature of the scapula beneath the skin surface. The aim of the study was to ...

measurement-dynamic-scapular-kinematics-using-an-acromion-marker

Research

JoVE Journal

Medicine

19.1K Aufrufe.  University of Southampton.  Dieser Bericht enthält Einzelheiten, wie das Schulterdach Marker Cluster Methode zur Gewinnung von Skapulier Kinematik bei Verwendung eines passiven Marker Motion-Capture-Gerät übernehmen. Wie in der Literatur beschrieben wurden, bietet dieses Verfahren einen robusten, nicht invasiven, dreidimensionalen, dynamischen und gültige Messung scapular Kinematik Minimierung Haut Bewegungsartefakte. 

Serie: Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact

Biplanar Videoradiography Dataset for Model-based Pose Estimation Development and New User Training

Measuring the motion of the small foot bones is critical for understanding pathological loss of function. Biplanar videoradiography is well-suited to measure in vivo bone motion, but challenges arise when estimating the rotation and translation (pose) of each bone. The bone's pose is typically estimated with marker- or model-based methods. Marker-based methods are highly accurate but uncommon in vivo due to their invasiveness. Model-based methods are more common but are currently less accurate as they rely on user input and lab-specific algorithms. This work presents a rare in vivo dataset of the calcaneus, talus, and tibia poses, as measured with marker-based methods during running and hopping. A method is included to train users to improve their initial guesses into model-based pose estimation software, using marker-based visual feedback. New operators were able to estimate bone poses within 2&#176; of rotation and 1 mm of translation of the marker-based pose, similar to an expert user of the model-based software, and representing a substantial improvement over previously reported inter-operator variability. Further, this dataset can be used to validate other model-based pose estimation software. Ultimately, sharing this dataset will improve the speed and accuracy with which users can measure bone poses from biplanar videoradiography.

This work presents an in vivo dataset with bone poses estimated with marker-based methods. A method is included here to train operators in improving their initial estimates for model-based pose estimation and reducing inter-operator variability.

Measuring the motion of the small foot bones is critical for understanding pathological loss of function. Biplanar videoradiography is well-suited to ...

Forschung

Ingenieurwesen

Subject-specific Musculoskeletal Model for Studying Bone Strain During Dynamic Motion

Bone stress injuries are common in sports and military trainings. Repetitive large ground impact forces during training could be the cause. It is essential to determine the effect of high ground impact forces on lower-body bone deformation to better understand the mechanisms of bone stress injuries. Conventional strain gauge measurement has been used to study in vivo tibia deformation. This method is associated with limitations including invasiveness of the procedure, involvement of few human subjects, and limited strain data from small bone surface areas. The current study intends to introduce a novel approach to study tibia bone strain under high impact loading conditions. A subject-specific musculoskeletal model was created to represent a healthy male (19 years, 80 kg, 1,800 mm). A flexible finite element tibia model was created based on a computed tomography (CT) scan of the subject&#39;s right tibia. Laboratory motion capture was performed to obtain kinematics and ground reaction forces of drop-landings from different heights (26, 39, 52 cm). Multibody dynamic computer simulations combined with a modal analysis of the flexible tibia were performed to quantify tibia strain during drop-landings. Calculated tibia strain data were in good agreement with previous in vivo studies. It is evident that this non-invasive approach can be applied to study tibia bone strain during high impact activities for a large cohort, which will lead to a better understanding of injury mechanism of tibia stress fractures.

During landing, lower-body bones experience large mechanical loads and are deformed. It is essential to measure bone deformation to better understand the mechanisms of bone stress injuries associated with impacts. A novel approach integrating subject-specific musculoskeletal modeling and finite element analysis is used to measure tibial strain during dynamic movements.

Fachspezifische Muskel-Skelett-Modell für die Untersuchung von Knochen Belastung während der dynamischen Bewegung

Bone stress injuries are common in sports and military trainings. Repetitive large ground impact forces during training could be the cause. It is ...

Biotechnik

Rat Model of Adhesive Capsulitis of the Shoulder

This proposal aims to create an in vivo rat model of adhesive capsulitis for researching potential treatment options for this condition and other etiologies of comparable arthrofibrosis. The model includes extra-articular fixation of the shoulder in rats via scapular to humeral suturing, resulting in a secondary contracture without invading the intra-articular space and resulting in decreased rotational ROM and increased joint stiffness.
We used 10 Sprague-Dawley rats for the purpose of this study. Baseline ROM measurements were taken before glenohumeral immobilization. The rats were subjected to 8 weeks of immobilization before the fixation sutures were removed and changes in ROM and joint stiffness were evaluated. To evaluate whether immobilization resulted in a significant reduction in ROM, changes in kinematics were calculated. ROM was measured at each time point in the follow-up period and was compared to the baseline internal and external ROM measurements. In order to evaluate the stiffness, joint kinetics were calculated by determining the differences in torque (text and tint ) needed to reach the initial external rotation of 60&#176; and initial internal rotation of 80&#176;.
After the removal of the extra-articular suture fixation on follow-up day 0, we found a 63% decrease in total ROM compared to baseline. We observed continuous improvement until week 5 of follow-up, with the progress slowing down around a 19% restriction. On week 8 of follow-up, there was still an 18% restriction of ROM. Additionally, on follow-up day 0, we found the torque increased by 13.3 Nmm when compared to baseline. On week 8, the total torque was measured to be 1.4 &#177; 0.2 Nmm higher than initial measurements. This work introduces a rat model of shoulder adhesive capsulitis with lasting reduced ROM and increased stiffness.

This protocol presents an in vivo rat model of adhesive capsulitis. The model includes an internal fixation of the glenohumeral joint with extra-articular suture fixation for an extended time, resulting in a decreased rotational range of motion (ROM) and increased joint stiffness.

Rattenmodell des anhaftenden Capsulitis der Schulter

This proposal aims to create an in vivo rat model of adhesive capsulitis for researching potential treatment options for this condition and other ...

Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data remains difficult because segmentation in all volumetric frames is time-consuming. We aimed to analyze joint kinematics using a sequential 3D-3D registration technique to provide the kinematics of the moving bone with respect to the fixed bone semiautomatically using 4DCT DICOM data and existing software. Surface data of the source bones are reconstructed from 3DCT. The trimmed surface data are respectively matched with surface data from the first frame in 4DCT. These trimmed surfaces are sequentially matched until the last frame. These processes provide positional information for target bones in all frames of the 4DCT. Once the coordinate systems of the target bones are decided, translation and rotation angles between any two bones can be calculated. This 4DCT analysis offers advantages in kinematic analyses of complex structures such as carpal or tarsal bones. However, fast or large-scale motions cannot be traced because of motion artifacts.

We analyzed joint kinematics from four-dimensional computed tomography data. The sequential 3D-3D registration method semiautomatically provides the kinematics of the moving bone with respect to the subject bone from four-dimensional computed tomography data.

Vierdimensionale CT-Analyse mit sequenzieller 3D-3D-Registrierung

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data ...

Assessment of Child Anthropometry in a Large Epidemiologic Study

A high proportion of children have overweight and obesity in the United States and other countries. Accurate assessment of anthropometry is essential to understand health effects of child growth and adiposity. Gold standard methods of measuring adiposity, such as dual X-ray absorptiometry (DXA), may not be feasible in large field studies. Research staff can, however, complete anthropometric measurements, such as body circumferences and skinfold measurements, using inexpensive portable equipment. In this protocol we detail how to obtain manual anthropometric measurements from children, including standing and sitting height, weight, waist circumference, hip circumference, mid-upper arm circumference, triceps skinfold thickness, and subscapular skinfold thickness, and procedures to assess the quality of these measurements. To demonstrate accuracy of these measurements, among 1,110 school-aged children in the pre-birth cohort Project Viva we calculated Spearman correlation coefficients comparing manual anthropometric measurements with a gold standard measure of body fat, DXA fat mass1. To address reliability, we evaluate intra-rater technical error of measurement at a quality control session conducted on adult female volunteers.

In epidemiologic studies of children, well-trained research staff can accurately and precisely assess weight, height, sitting height, skinfold thicknesses, and body circumferences.

Bewertung der Kinder Anthropometrie in einem Großraum Epidemiologische Studie

A high proportion of children have overweight and obesity in the United States and other countries. Accurate assessment of anthropometry is essential to ...

Medizin

Biplanar Videoradiography to Study the Wrist and Distal Radioulnar Joints

Accurate measurement of skeletal kinematics in vivo is essential for understanding normal joint function, the influence of pathology, disease progression, and the effects of treatments. Measurement systems that use skin surface markers to infer skeletal motion have provided important insight into normal and pathological kinematics, however, accurate arthrokinematics cannot be attained using these systems, especially during dynamic activities. In the past two decades, biplanar videoradiography (BVR) systems have enabled many researchers to directly study the skeletal kinematics of the joints during activities of daily living. To implement BVR systems for the distal upper extremity, videoradiographs of the distal radius and the hand are acquired from two calibrated X-ray sources while a subject performs a designated task. Three-dimensional (3D) rigid-body positions are computed from the videoradiographs via a best-fit registrations of 3D model projections onto&#160;to each BVR view. The 3D models are density-based image volumes of the specific bone derived from independently acquired computed-tomography data. Utilizing graphics processor units and high-performance computing systems, this model-based tracking approach is shown to be fast and accurate in evaluating the wrist and distal radioulnar joint biomechanics. In this study, we first summarized the previous studies that have established the submillimeter and subdegree agreement of BVR with an in vitro&#160;optical motion capture system in evaluating the wrist and distal radioulnar joint kinematics. Furthermore, we used BVR to compute the center of rotation behavior of the wrist joint, to evaluate the articulation pattern of the components of the implant upon one another, and to assess the dynamic change of ulnar variance during pronosupination of the forearm. In the future, carpal bones may be captured in greater detail with the addition of flat panel X-ray detectors, more X-ray sources (i.e., multiplanar videoradiography), or advanced computer vision algorithms.

Biplanar videoradiography (BVR) is an advanced imaging technique for understanding the three-dimensional movement of skeletal bones and implants. Combining density-based image volumes and videoradiographs of the distal upper extremity, BVR is used to study the in vivo motion of the wrist and distal radioulnar joint, as well as joint arthroplasties.

Accurate measurement of skeletal kinematics in vivo is essential for understanding normal joint function, the influence of pathology, disease progression, ...

Measuring 3D In-vivo Shoulder Kinematics using Biplanar Videoradiography

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, multiple ligaments, and approximately 20 muscles. Unfortunately, shoulder pathologies (e.g., rotator cuff tears, joint dislocations, arthritis) are common, resulting in substantial pain, disability, and decreased quality of life. The specific etiology for many of these pathologic conditions is not fully understood, but it is generally accepted that shoulder pathology is often associated with altered joint motion. Unfortunately, measuring shoulder motion with the necessary level of accuracy to investigate motion-based hypotheses is not trivial. However, radiographic-based motion measurement techniques have provided the advancement necessary to investigate motion-based hypotheses and provide a mechanistic understanding of shoulder function. Thus, the purpose of this article is to describe the approaches for measuring shoulder motion using a custom biplanar videoradiography system. The specific objectives of this article are to describe the protocols to acquire biplanar videoradiographic images of the shoulder complex, acquire CT scans, develop 3D bone models, locate anatomical landmarks, track the position and orientation of the humerus, scapula, and torso from the biplanar radiographic images, and calculate the kinematic outcome measures. In addition, the article will describe special considerations unique to the shoulder when measuring joint kinematics using this approach.

Biplane videoradiography can quantify shoulder kinematics with a high degree of accuracy. The protocol described herein was specifically designed to track the scapula, humerus, and the ribs during planar humeral elevation, and outlines the procedures for data collection, processing, and analysis. Unique considerations for data collection are also described.

Messung der 3D-In-vivo-Schulterkinematik mittels biplanarer Videoradiographie

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, ...

Three-Dimensional Finger Motion Tracking during Needling: A Solution for the Kinematic Analysis of Acupuncture Manipulation

Three-dimensional (3D) motion tracking has been used in many fields, such as the researches of sport and medical skills. This experiment aimed to use 3D motion tracking technology to measure the kinematic parameters of the joints of fingers during acupuncture manipulation (AM) and establish three technical indicators "amplitude, velocity and time". This method can reflect the operation characteristics of AM and provide quantitative parameters along three axes of multiple finger joints. The current evidence shows that the method has great potential for future applications such as the study of the dose-effect relationship of acupuncture, teaching, and learning of AM, and the measurement and preservation of famous acupuncturists' AM.

This experimental method describes a solution for the kinematic analysis of acupuncture manipulation with three-dimensional finger motion tracking technology.

Dreidimensionales Finger Motion Tracking beim Needling: Eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation

Three-dimensional (3D) motion tracking has been used in many fields, such as the researches of sport and medical skills. This experiment aimed to use 3D ...

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function relationships at the joint level remain challenging to quantify due to difficulties in accurately measuring dynamic joint motion. The soft tissue artifact errors inherent in optical skin marker motion capture are exacerbated by the depth of the hip joint within the body and the large mass of soft tissue surrounding the joint. Thus, the complex relationship between bone shape and hip joint kinematics is more difficult to study accurately than in other joints. Herein, a protocol incorporating computed tomography (CT) arthrography, three-dimensional (3D) reconstruction of volumetric images, dual fluoroscopy, and optical motion capture to accurately measure the dynamic motion of the hip joint is presented. The technical and clinical studies that have applied dual fluoroscopy to study form-function relationships of the hip using this protocol are summarized, and the specific steps and future considerations for data acquisition, processing, and analysis are described.

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Dual fluoroscopy accurately captures in vivo dynamic motion of human joints, which can be visualized relative to reconstructed anatomy (e.g., arthrokinematics). Herein, a detailed protocol to quantify hip arthrokinematics during weight-bearing activities of daily living is presented, including the integration of dual fluoroscopy with traditional skin marker motion capture.

Im lebenden Organismus Quantifizierung der Hüftarthrokinematik bei dynamischen tragenden Aktivitäten mittels Dual-Fluoroskopie

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function ...

Using Point of Care Ultrasound to Augment Acquisition of Physical Exam Skills: Knee and Shoulder

Source: Joseph H. Donroe, Rachel Liu; Yale School of Medicine, USA
Point of Care Ultrasound or POCUS is easy to use, has enhanced mobility due to the smaller equipment needed, and may be carried out in a variety of settings. It is also far safer and cheaper than imaging techniques like computer tomography.
POCUS can be helpful when certain physical exam findings are difficult to appreciate by palpation, percussion, or auscultation and can facilitate learning elements of the cardiac, pulmonary, abdominal, musculoskeletal, and vascular exams.
With ultrasound, the anatomy of the knee and shoulder are easily visualized, thus allowing a better understanding of the anatomic basis for many exam maneuvers.&#160; Ultrasound allows for the detection of tendons, ligaments, and muscle injury, the presence of fluid, structural abnormalities, and bone fractures in the musculoskeletal region.
In the case of the knee, ultrasound is helpful in the detection of injuries of the quadriceps and patellar tendons; injuries of the medial and lateral collateral ligaments; meniscal tears; effusions; degenerative changes; bursitis of the suprapatellar, prepatellar, infrapatellar, and pes anserine bursae; and other similar diseases. On the other hand, in the shoulder, ultrasound can be useful in the diagnosis of rotator cuff disease, biceps brachii injury, and acromioclavicular joint disease, among other shoulder pathologies.
Ultrasound is also a dynamic imaging modality that can highlight the movement of joints and muscles in real-time. Therefore, it can lead to the improved acquisition of exam skills when performed in conjunction with the specific maneuvers. For example, shoulder impingement syndrome can be better understood by learners of the physical exam by seeing the anatomy and dynamic movements under ultrasound.
Examination of the musculoskeletal system is a particularly difficult skill to acquire, involving the integration of the technical skills to perform specific maneuvers with the relevant clinical anatomy and physiology of joints. Overall, the integration of ultrasound with other clinical skills results in improved confidence and accuracy in the performance of the physical exam. In this video, we will demonstrate how to use POCUS to facilitate learning the examination of the knee and shoulder.

Einsatz von Point-of-Care-Ultraschall zur Verbesserung des Erwerbs körperlicher Untersuchungskompetenzen: Knie und Schulter

Source: Joseph H. Donroe, Rachel Liu; Yale School of Medicine, USA
Point of Care Ultrasound or POCUS is easy to use, has enhanced mobility due to the ...