Name: Serie: Video Movement Analysis Using Smartphones ViMAS: A Pilot Study
Uploaded: 2017-03-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: 16.7K Aufrufe. Wayne State University. This manuscript describes the method to test the concurrent validity of kinematic measures recorded by the smartphone application in comparison to a 3D motion capture system in the sagittal plane. This protocol will enable clinicians to set up smartphones for video capture of human movement.

The authors wish to thank all the participants who generously gave their time to participate in this study.

Dieses Protokoll wurde von der Institutional Review Board der Wayne State University genehmigt. 1. Experimentelle Vorbereitung <ol><li> Position Kameras die gesamte 6-m Gehweg zu erfassen. Verwenden Sie insgesamt 4 3D-Motion-Captures Kameras zu Fuß über einen 6-m Gehweg zu erfassen. <ol><li> Platzieren Sie jede der Kameras an den vier Ecken des 6 m Gehweg. Orientieren jeder der Kameras an den diagonalen Enden des Gehwegs einander zugewandt sind. </li></ol></li><li> Sammeln Sie Größe, Gewicht und Beinlängenmaße der einzelnen Teilnehmer. <ol><li> Messen Sie Masse in Kilogramm. </li><li> Messen Sie die Beinlänge (in Metern) vom Trochanter major Knöcheln beider Beine mit einem Maßband nach medial. </li><li> neben einem Maßband stehen barfuß an der Wand befestigt Messen Sie die Höhe (in m), von dem Teilnehmer mit. Legen Sie ein Lineal auf der Oberseite des Kopfes des Teilnehmers die Messung von dem Maßband an der Wand befestigt zu lesen. </li></ol></li><li&gt; Das Smartphone auf einem Stativ mit einem Stativ-Adapter für ein Smartphone Halterclip montieren. Stellen Sie das Stativ auf 2 m oder 4 m, senkrecht zum Zentrum des Gehwegs. In zufälliger Reihenfolge dieser Platzierung, wenn eine Validierungsstudie durchführen. </li><li> Platz Cluster von 3 intelligente Markierungen auf der Teilnehmer über die bilateralen vorderen oberen Beckenkamm (ASIS), obere 1/3 der Oberschenkel, Ober 1/3 Kalb und Fußrücken. Legen Sie eine einzelne Smart Marker in der Mittellinie zwischen der rechten und der linken hinteren oberen Beckenkamm. <ol><li> Sichern Sie sich die Smart-Marker mit Klettverschluss / doppelseitiges Klebeband. Sichere Oberschenkel und Wade Marker in der Frontalebene. </li></ol></li><li> Platz Aufkleber zeigt Knochenpunkte gegenüber bilateralen medialen und lateralen Femurkondylen, medialen und lateralen Malleolus und dem webspace zwischen dem ersten und dem zweiten Zeh für die Kalibrierung des 3D-Motion-Capture-System. HINWEIS: Das Kalibrierungsverfahren an jedes Labor spezifisch ist, und 3D-Motion-Capture-Geräte und Software. </li&gt; <li> Für das Kalibrierungsverfahren finden Sie im Betriebshandbuch vom Hersteller der 3D-Motion-Capture-Geräte und / oder Software, die die Daten zu analysieren verwendet wird. Das verwendete Verfahren hier beinhaltet eine instrumentierte &quot;Wand&quot; mit Smart-Markern, die 3D-Position der Aufkleber zu registrieren, die in Verkehr gebracht wurden. </li></ol> 2. Experiment <ol><li> Stellen Sie die Smartphone-Kamera-Objektiv Höhe entweder der Teilnehmer unteren Körper nur (ASIS als obere Rand) oder Ober- und Unterkörper (acromion als obere Rand) zu erfassen. Messen Sie die Höhe vom Boden zu der Kameralinse in Metern. </li><li> Geben Sie den Teilnehmern eine Praxis-Studie. Haben Sie ein Ermittler das Smartphone bedienen, und die andere zur Bedienung des Computers, der die 3D-Motion-Capture-System steuert. Verwenden Sie nummerierte Papier Probenummer auf dem Smartphone Aufnahme anzuzeigen. </li><li> Öffnen Sie die Smartphone-Anwendung. Drücken Sie die rote &quot;Record&quot; Taste auf der Unterseite, in der Mitte der screen beginnen Aufzeichnung (wenn in vertikale Ausrichtung). HINWEIS: Wenn das Smartphone bereits auf dem Stativ platziert wurde, erscheint die Schaltfläche in der Mitte, rechte Seite des Telefons, in der Nähe der Home-Taste des Smartphones. </li><li> Weisen Sie den Teilnehmer an ihrem normalen Tempo zu gehen, konzentrierte sich auf eine Markierung auf gegenüberliegenden Wand platziert, um sie bei einer geraden Linie zu Fuß. Legen Sie das Smartphone parallel zum Gehweg ein Seitenprofil des Teilnehmers zu erfassen. Lassen Sie die Teilnehmer die ersten beiden 3D-Motion-Capture-Kameras zu Beginn des Gehwegs auf beiden Seiten platziert überqueren und zu Fuß in Richtung zwei weitere 3D-Motion-Capture-Kameras am anderen Ende des Gehwegs auf beiden Seiten platziert. <ol><li> Für jeden Versuch, jedem Teilnehmer einen Countdown geben zu starten (3, 2, 1, GO) und am Ende der Studie (3, 2, 1, STOP). </li></ol></li><li> Nachdem der Gegenstand 6-m Entfernung beendet zu Fuß, wählen Sie die rote &quot;Record&quot; -Taste noch einmal die Aufnahme dieses Walking-Studie zu beenden. </li><li> Überprüfen Sie einll Marker für die Position nach jedem Versuch. Wenn eine Markerposition geändert wurde, zurückzukehren 1.6 Schritt der 3D-Motion-Capture-System an die neuen Marker Platzierungen neu zu kalibrieren. </li><li> Lassen Sie die Teilnehmer durchführen 3-Studien bei jeder Kameraabstand in Schritt 2.1. </li><li> Bewegen Sie das Stativ mit dem Smartphone auf den zweiten Abstand. Bringen Sie die Teilnehmer auf dem mittleren Punkt der Wanderung Weg zu stehen. Befolgen Sie die Anweisungen in Protokoll 2.2 Schritte - 2.5. </li><li> Speichern und überprüfen Sie die 3D-Motion-Capture-Aufnahmen und Smartphone-Aufnahmen vor dem Entfernen von Smart-Marker. </li></ol> 3. Datenanalyse <ol><li> Folgen Sie Software / Anweisungen des Herstellers des Kniewinkels zu berechnen. notieren Sie manuell die Kniewinkel, die auf dem Bildschirm beim Aufsetzen der Ferse und Zehen off-Phase des Gangzyklus angezeigt wird. </li><li> Füllen Sie die Analyse von Smartphone-Aufnahmen für Fersenauftreffposition und toe off-Veranstaltungen von einem Team von zwei Ermittler gefangen genommen, der auf den Moment des Fersenauftreffposition und Zehen zustimmen vonf Ereignisse und Winkelmessung Landmarken. Verwenden Sie einen Stift für eine erhöhte Genauigkeit der Orientierungspunkt Platzierung für Kniewinkelmessungen. Die nachfolgenden Schritte werden gemeinsam von den beiden Forschern getan. </li><li> Um die Test anzuzeigen, die gerade aufgenommen wurde, wählen Sie den Video Quadrat in der linken unteren Ecke des Bildschirms (in vertikaler Ausrichtung). </li><li> Mit Hilfe der Bildlaufleiste am unteren Rand des Bildschirms, wählen Sie den Rahmen, in dem sich das Motiv am nächsten Fersenauftreffposition oder Zehe ab (je nachdem, was die bevorzugte Variable ist) in der Mitte des Bildschirms. </li><li> Um in den Winkel fallen, tippen Sie auf dem weißen, skizzierte Bleistift-Symbol in der oberen rechten Seite des Bildschirms. </li><li> Wählen Sie den Winkel Option, die zweite Option im Dropdown-Menü. </li><li> Wählen Sie eine gewünschte Farbe und den Winkel-Hersteller. Bitte beachten Sie, dass nur ein Winkel auf einmal gemessen werden. Der Winkel, gemessen in diesem Protokoll bestand lediglich der Kniewinkel in der Sagittalebene. </li><li> Schieben oder tippen Sie mit dem Stift überall auf dem Bildschirm in der DropWinkel. </li><li> Platzieren der Mitte des Winkels auf das Kniegelenk (Condylus lateralis), wobei die Vektoren nach oben entlang des Oberschenkels und nach unten in Richtung der lateralen Malleolus erreichen. </li><li> Bei Bedarf &quot;zoom in&quot;, indem zwei Finger dicht nebeneinander in der Mitte des Bildschirms, und sie langsam auseinander zu ziehen. HINWEIS: Sobald zufrieden mit der Platzierung des Winkels berechnet das Tool automatisch die Kniewinkel zu diesem gegebenen Rahmen. </li><li> Um den Kniewinkel in anderen Phasen der Zehe ab oder Fersenauftreffposition identifizieren, wiederholen Sie die Schritte 3,4-3,10. </li></ol> 4. Klinische Protokoll <ol><li> Messen Sie und markieren einen 6-m Gehweg ein Maßband und Marker / Klebeband verwendet wird. </li><li> Legen Sie das Smartphone auf einem Stativ parallel und in der Nähe der Mitte des 6-Meter Gehweg. </li><li> Stellen Sie das Stativ 2 m entfernt vom Zentrum des Gehwegs der unteren Extremität zu erfassen, oder 4 m entfernt den Rumpf und unteren Extremität zu erfassen. Alle Kamerapositionen ermöglichen, sich aufly Erfassung der Sagittalebene Kinematik. </li><li> Berechnen Sie die Höhe der Smartphone-Kamera Objektivhöhe vom Boden mithilfe der folgenden Formeln: In der Nähe Kamerakonfiguration (2 m) für die nur die untere Extremität capture Kameraobjektiv - height = (0.87xPatient Referenz der Beinlänge in Metern) - 0,12 Far Kamerakonfiguration (4 Meter) für beide unteren Extremitäten und des Rumpfes capture Kameraobjektiv - height = Patienten Referenzbeinlänge in Metern - 0.23 </li><li> Wiederholen Abschnitte 2 - 3 zu erfassen und zu analysieren Daten, die die Smartphone-App. </li></ol>

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No relevant financial relationship exists with Hudl Technique (Ubersense). Adams Physical Therapy Clinic, Novi, MI were our clinical collaborators on this study.

Der Zweck dieser Validierungsstudie war es, die Gültigkeit eines frei verfügbaren Smartphone-Anwendung, um zu bestimmen, klinisch als eine objektive und kostengünstiges Mittel zur Verwendung von Smartphone-Technologie für kinematische Ganganalyse im klinischen Umfeld eingesetzt werden. Bestehende Validierungsstudien, die kinematische Maßnahmen mit einer Smartphone-Anwendung geprüft sind begrenzt und haben keine dynamischen kinematischen Maßnahmen während des Gehens in der Sagittalebene aufgezeichnet beurteilt. D...

Beurteilung des menschlichen Ganges ist ein wichtiger Bestandteil der physikalischen Therapie Auswertung und klinische Entscheidungsprozess. 1 Gait Beurteilung ist ein häufig verwendetes klinisches Werkzeug Gang Defizite bei Patienten mit neurologischen und muskuloskeletale Defizite zu bewerten. Neubeurteilung Gang kann dann liefern dem Arzt Informationen über die Wirksamkeit einer Intervention bei der Erreichung der Ziele, die sie bei ihrer ersten Bewertung gesetzt hatte. Es ist ein staatlich anerkannter Bedarf in den Vereinigten Staaten für Physiotherapeuten standardisierte Ergebnis Messungen zu verwenden, wenn die Patienten zu bewerten. 2 Diese Notwendigkeit ergibt sich aus den sich rasch verändernden Landschaft der Versicherung Erstattung Politik, sowie eine betonte Verschiebung für Physiotherapeuten stärker auf evidenzbasierte Praktiken zu verlassen. 3 Es gibt zahlreiche Maßnahmen Ergebnis verschiedener Aspekte des Gehens zu beurteilen, die in einer Anzahl von Wegen festgestellt werden kann , einschließlich: visual Beobachtung durch einen Kliniker, funktionelle Abschätzungen, Videomaßnahmen aufgezeichnet, elektronische Gehwege, Software dreidimensionale Bewegungsanalyse usw. In klinischen Umgebungen ist Beobachtungs (visuell) Ganganalyse häufig durchgeführt, da es eine minimale Ausrüstung und Zeit erfordert. Während Beobachtungsganganalyse häufig in der Klinik verwendet wird, bleibt es immer noch eine subjektive Einschätzung. Daher 4 Faktoren wie Therapeut Erfahrung, Sehschärfe, Entfernung vom Motiv (Kameraabstand), Messinstrumenten und anderer solcher Faktoren können bei der Beurteilung Variabilität und Fehler einzuführen. Das Potential für eine solche Variabilität stellt eine kritische Notwendigkeit für eine zuverlässigere Messmittel, die letztlich durch die Verwendung von gültigen Instrumentierung überwunden werden können. 5 Seit seiner Gründung, Videografie und der damit verbundenen Technologie verwendet worden verschiedene funktionale Einschränkungen res zu untersuchenulting von eingeschränkter Bewegungsfähigkeit sowie eine Form der visuellen Feedback. Dies ist akut wahr in Bezug Beurteilung Gang. Stuberg et al. stellte fest, dass &quot;Videografie Ausrüstung in der Klinik ... und bietet dem Arzt zusätzliche objektive Informationen über die Haltung und die gemeinsame Position während des Gangzyklus allgemein verfügbar ist.&quot; 4 Da die Technologie hat sich weiter verbessert, so haben die Fähigkeiten der Videoanalyse. Diese Funktionen bieten die Physiotherapeuten mit einer größeren Fähigkeit, die verschiedenen Parameter des Gehens zu einer klinisch zu bewerten. Die beiden wichtigsten Parameter, die Physiotherapeuten auf das konzentrieren, sind kinematische und Raum-Zeit-Parameter. Wie der Name andeutet, umfassen Raum-Zeit-Maßnahmen Elemente Entfernung und Zeit. Spezifisch für einen Gangzyklus würde Raum-Zeit-Maßnahmen umfassen, jedoch nicht beschränkt auf, Schrittlänge, Schrittlänge, Kadenz und Geschwindigkeit begrenzt werden. 6 Kinematic Maßnahmen auf der other Hand konzentrieren sich auf die Gelenkbewegungen / Drehungen der unteren Extremitäten bei jedem Gangzyklus beobachtet. Eine Reihe von Peer-Review-Artikel wurden veröffentlicht, die die Verwendung von Video-Bewegungsanalyse als Ergebnis zu messen, zu bewerten speziell Systeme 2D-Kamera, kinematische zitiert haben, Raum-Zeit oder eine Kombination beider Arten von Parametern. Diese Artikel wurden verschiedene klinische Populationen einschließlich Personen mit einer Vorgeschichte von einem Schlaganfall (CVA), Schädel-Hirn-Verletzungen (TBI), Rückenmarksverletzungen (SCI), Parkinson-Krankheit (PD), Zerebralparese (CP) und gesunden Personen ausgewertet. Das Schema unten dargestellt (Abbildung 1) bietet den Rahmen , die angenommen wurde relevanten Peer-Review - Literatur zu identifizieren , die zu diesem Thema veröffentlicht wurde. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54659/54659fig1.jpg" /> Abbildung 1. Schematische für Artikel Auswahlkriterien. the schematische fasst die Schritte in Peer-Review-Artikel der Wahl der Art von Variablen zu ermitteln, die in der Ganganalyse ausgewiesen wurden. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54659/54659fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54659/54659fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Die Mehrzahl der Studien, die Videobewegungsanalyse zur Erfassung Gangparameter waren Validierungsstudien verwendet wurden. Kinematic Validierungsstudien können weiter in eine von drei Kategorien unterteilt werden: anormale Bewegung von einer bestimmten Diagnose / Pathologie resultierende Beurteilung, 7 Gelenkwinkel bei spezifischen funktionellen Bewegungen, 8, 9 und Bewertung der Wirksamkeit der Behandlung über den Vergleich der Pre-Intervention Bewegung Prüfung und nach der Intervention Bewegung. 10, 11 Ähnlich Beurteilung Studien Raum - Zeit - param kann auch in drei Kategorien unterteilt werden: Beurteilung der anormale Bewegung von einer bestimmten Pathologie resultierenden, 12, 13, 14 Untersuchung einer Plattform während einer bestimmten funktionellen Aktivität, 15, 16 und die Bestimmung der Wirkung einer bestimmten Intervention. 17 Die Studien , die beide kinematischen und Raum - Zeit - Parameter bewertet in erster Linie auf die Bestimmung der Wirksamkeit der spezifischen Behandlungsmaßnahmen wie Orthesen zielten 17 oder Körpergewicht / Teilkörpergewicht unterstützt Laufband - Training. 18, 19 eine vorläufige beschreibende Analyse dieser Artikel festgestellt , dass 52,1% der Studien (die Summe dieser ausschließlich auf Kinematik suchen (30,4%) und solche , die eine Kombination von Parametern untersucht (21,7%)) researched kinematischen Parameter mit einer 2D-Kamerasystem. Dies ist im Vergleich zu den 69,5% der Artikel (Summe von Artikeln, die Raum-Zeit-Parameter (47,8%) und eine Kombination von Parametern (21,7%) untersucht), die Raum-Zeit-Parameter beurteilt. Die methodischen Unterschiede bei der Erfassung und Bewertung der kinematischen und Raum-Zeit-Gangparameter werden auch in der klinischen Praxis in Bezug auf die Art der beobachtenden Ganganalyse verwendet wird, gesehen. Räumlich-zeitliche Parameter werden mit viel größerer Häufigkeit bewertet, wie durch die Forschung angegeben. Es gibt drei allgemein auf Gründe für diesen Trend vereinbart: geringe Kosten, einfache Verwendung und das Vorhandensein eines Standardprotokolls solche Parameter zu messen. (- 94% 40%) in der klinischen Einstellungen Beobachtende kinematischen Messungen wurden sehr niedrige Intra-Rater (60%) und Interraterreliabilität haben gezeigt. 4 Diese breite Palette versteht sich auf die Variation in der Platzierung von Markern zurückzuführen sein aufKnochenpunkte und die spezifischen Werkzeuge verwendet, um Gelenkwinkel zu beurteilen. Minute Unterschiede in Lage Platzierung der Marker können die resultierenden Winkel erheblich verändern. Spatiotemporal Messungen haben viel höhere Zuverlässigkeit (zwischen 69% - 97%), vor allem bei der Verwendung der Papier, Bleistift und Taktverfahren stoppen Gang zu beurteilen. 20 Die technologischen Fortschritte in den letzten Jahrzehnten haben sich deutlich die Art und Weise im Gesundheitswesen praktiziert wird geändert. Mit dem Aufkommen von Smartphones Zugriff auf das Internet, Online-Forschung Artikel und andere elektronische Ressourcen sind nun leichter zugänglich zu Ärzten jederzeit. Martin et al. berichtete, dass &quot;die allgemeine Verwendung von Smartphones wird in der klinischen Praxis, medizinische Ausbildung und Forschung zu erhöhen.&quot; 21 In dieser Studie wurden mehr als 50% der Ärzte unter dem Alter von 35 antworteten , dass sie mit einem Smartphone in der klinischen Praxis umgesetzt haben. Dieser Trend incrim Jahr 2009 gelockert, wenn 64% der Ärzte in den Vereinigten Staaten gefunden wurden unter Verwendung von Smartphones in ihrer klinischen Praxis werden. Die Manhattan Review Studie prognostiziert weiter , dass dieses Wachstum auf 81% der Ärzte und Gesundheits Kliniker Umsetzung Smartphone - Nutzung in der klinischen Praxis bis zum Jahr 2012 22 steigen würde weiterhin Während die weitere Forschung hat , wenn sich dieser Aufwärtstrend in der Tat zu klettern nicht durchgeführt worden , um zu bestimmen hat sich fortgesetzt, ist es sinnvoll, mit der bekannten Anwendung von Technologien im Gesundheitswesen zu übernehmen, dass die Verwendung von Smartphone-Plattformen in der klinischen Praxis alltäglicher wird. Die aktuelle Nutzung von Smartphone-Anwendungen in der physikalischen Therapie Praxis ist nicht nachgewiesen. Es wurden keine Studien, die von einem Physiotherapeuten bisher die Verwendung von Smartphone-Videoanalyseanwendungen zu bewerten. Allerdings haben verschiedene Smartphone-Anwendungen von einzelnen Physiotherapeuten als Durchbruch assis Werkzeug in o verwendet wordenutpatient orthopädische Einstellungen für den Einsatz sowohl in der Rehabilitierung und trainierende Athleten verschiedener Disziplinen. Smartphone-Apps sind auch zur Verfügung, die Gelenkwinkel messen kann, von denen einige validiert wurden. 23, 24 Individuelle Therapeuten haben mit verschiedenen Analyseanwendungen auf Smartphones für visuelles Feedback für den Patienten begonnen und für eine einfachere Verteilung der verschiedenen Komponenten , die in einem Patientengangzyklus fehlen kann, basierend auf anekdotische Evidenz. Allerdings bleibt die Gültigkeit dieser Maßnahmen nicht bekannt. Die begrenzte Forschung , die in Bezug auf diese Smartphone - Videoanalyse - Anwendungen existiert hat sich auf die Validierung von kinematischen Gangparameter konzentriert, speziell Knöchel, Knie und Hüfte Winkel, in der Frontalebene, 25 und Interraterreliabilität des Gerätes. 26 Es gibt keine Studien bisher, die die Verwendung von Smartphone - Videoanalyseanwendungen validiert Kinem aufzeichnenatics des Gehens in der Sagittalebene, die am häufigsten in der klinischen Ganganalyse durchgeführt wird. Das Ziel dieser Studie war es, die gleichzeitige Gültigkeit der kinematischen Maßnahmen von der Smartphone-Applikation aufgenommen zu testen und zu Maßnahmen, die von einem 3D-Motion-Capture-System in der Sagittalebene vergleichen. Wir gehen davon aus, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Maßnahmen, die von der Smartphone-Applikation aufgenommen werden, wenn die Maßnahmen der 3D-Motion-Capture-System erfasst verglichen. Der sekundäre Ziel ist es, wenn zwei unterschiedliche Platzierungen der Smartphone-Kamera aus dem Subjekt (in der Nähe von Abstand von 2 m zu testen, weit Abstand von 4 -nt Unterschied in der Maßnahmen zwischen den zwei verschiedenen Platzierungen der Smartphone-Kamera Das endgültige Ziel der Studie. mit einer Smartphone-Anwendung ist ein Protokoll für die klinische Video Ganganalyse zu entwerfen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="655">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Hudl Technique App</td>
			<td style="width:81px;">Hudl&#160;</td>
			<td style="width:136px;">Online app</td>
			<td style="width:191px;">Freely downladable app from adroid /apple store</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:247px;">Optotrak Certus 3D motion capture system</td>
			<td style="width:81px;">Northern Digital inc</td>
			<td style="width:136px;">Optotrak certus System</td>
			<td>http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Smartphone</td>
			<td style="width:81px;">Apple</td>
			<td style="width:136px;">Iphone 5</td>
			<td>www.apple.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

video movement analysis using smartphones (vimas): a pilot study

Der Einsatz von Smartphones in der klinischen Praxis wird mit der Verfügbarkeit von kostengünstigen / frei verfügbar &quot;Apps&quot; stetig zu, die verwendet werden könnten menschlichen Gang zu beurteilen. Das primäre Ziel dieses Manuskripts ist die gleichzeitige Gültigkeit der kinematischen Maßnahmen durch eine Smartphone-Anwendung im Vergleich zu einem 3D-Motion-Capture-System in der Sagittalebene aufgezeichnet zu testen. Das sekundäre Ziel war es, ein Protokoll für die Kliniker auf dem Aufbau der Smartphone-Kamera für Video-Bewegungsanalyse zu entwickeln. Die Sagittalebene Kniewinkel wurde während Fersenauftreffposition und toe off-Veranstaltungen mit dem Smartphone-App und eine 3D-Motion-Capture-System in 32 gesunden Probanden gemessen. Drei Versuche wurden in der Nähe (2-m) durchgeführt und weit (4-m) Smartphone-Kamera Distanzen. Die Reihenfolge der Abstände randomisiert wurde. Eine Regressionsanalyse wurde durchgeführt, um die Höhe der Kamera zu schätzen, die entweder auf das Thema der Höhe oder der Beinlänge. Absolute Messfehler waren dest während Zehe ab (3,12 ± 5,44 Grad) im Vergleich zum Aufsetzen der Ferse (5,81 ± 5,26 Grad). Es gab signifikante (p &lt;0,05), aber moderate Vereinbarungen zwischen den Anwendungs- und 3D Motion-Capture-Maßnahmen von Kniewinkel. Es gab auch keine signifikanten (p&gt; 0,05) Unterschiede zwischen den absoluten Messfehler zwischen den beiden Kamerapositionen. 5 Grad während Zehe ab und Fersenauftreffposition Ereignisse des Gangzyklus - Die Messfehler zwischen 3 gemittelt. Die Verwendung von Smartphone-Apps können zur Durchführung von Gang oder menschlichen Bewegungsanalyse ein nützliches Werkzeug in der Klinik sein. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Genauigkeit bei der Messung von Bewegungen der oberen Extremität und Stamm zu etablieren.

Alle 32 Patienten beendeten die 6 Gehversuchen; jedoch sind die Daten von 6 der Teilnehmer wurden nicht aufgrund von technischen Problemen in der Datenanalyse, die in schlechten Markierung Sichtbarkeit führt. Die absoluten Messfehler der Kniewinkel waren dest während Zehe ab Ereignisse (3,12 ± 5,44 Grad) im Vergleich zum Aufsetzen der Ferse (5,81 ± 5,26 Grad) (Tabelle 1b). Es gab keine statistisch signifikanten Vereinbarungen (P&gt; 0,05) zwischen dem Smartphone-Anwe...

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Video Movement Analysis Using Smartphones ViMAS: A Pilot Study

This manuscript describes the method to test the concurrent validity of kinematic measures recorded by the smartphone application in comparison to a 3D motion capture system in the sagittal plane. This protocol will enable clinicians to set up smartphones for video capture of human movement.

Video Bewegungsanalyse mit Smartphones (VIMAS): Eine Pilotstudie

The use of smartphones in clinical practice is steadily increasing with the availability of low cost/freely available &#34;apps&#34; that could be used to ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

Video Movement Analysis Using Smartphones (ViMAS): A Pilot Study

16.7K Aufrufe.  Wayne State University. This manuscript describes the method to test the concurrent validity of kinematic measures recorded by the smartphone application in comparison to a 3D motion capture system in the sagittal plane. This protocol will enable clinicians to set up smartphones for video capture of human movement.

Serie: Video Movement Analysis Using Smartphones ViMAS: A Pilot Study

Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance

Any modification of movement - especially movement patterns that have been honed over a number of years - requires re-organization of the neuromuscular patterns responsible for governing the movement performance. This motor learning can be enhanced through a number of methods that are utilized in research and clinical settings alike. In general, verbal feedback of performance in real-time or knowledge of results following movement is commonly used clinically as a preliminary means of instilling motor learning. Depending on patient preference and learning style, visual feedback (e.g. through use of a mirror or different types of video) or proprioceptive guidance utilizing therapist touch, are used to supplement verbal instructions from the therapist. Indeed, a combination of these forms of feedback is commonplace in the clinical setting to facilitate motor learning and optimize outcomes.
Laboratory-based, quantitative motion analysis has been a mainstay in research settings to provide accurate and objective analysis of a variety of movements in healthy and injured populations. While the actual mechanisms of capturing the movements may differ, all current motion analysis systems rely on the ability to track the movement of body segments and joints and to use established equations of motion to quantify key movement patterns. Due to limitations in acquisition and processing speed, analysis and description of the movements has traditionally occurred offline after completion of a given testing session.
This paper will highlight a new supplement to standard motion analysis techniques that relies on the near instantaneous assessment and quantification of movement patterns and the display of specific movement characteristics to the patient during a movement analysis session. As a result, this novel technique can provide a new method of feedback delivery that has advantages over currently used feedback methods.

Retraining abnormal movement patterns following injury or disease is a key component of physical rehabilitation. Recent advances in technology have permitted accurate assessment of movement during a variety of tasks, with near instantaneous quantification of results. This provides new opportunities for modification of faulty movement patterns in real time.

Movement Umschulung mit Echtzeit-Feedback von Performance

Any modification of movement - especially movement patterns that have been honed over a number of years - requires re-organization of the neuromuscular ...

Forschung

Medizin

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

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 clearly describe the acromion marker cluster (AMC) method of determining scapular kinematics when using a passive marker motion capture system, with consideration for the sources of error which could affect the validity and reliability of measurements. The AMC method involves placing a cluster of markers over the posterior acromion, and through calibration of anatomical landmarks with respect to the marker cluster it is possible to obtain valid measurements of scapular kinematics. The reliability of the method was examined between two days in a group of 15 healthy individuals (aged 19-38 years, eight males) as they performed arm elevation, to 120&#176;, and lowering in the frontal, scapular and sagittal planes. Results showed that between-day reliability was good for upward scapular rotation (Coefficient of Multiple Correlation; CMC = 0.92) and posterior tilt (CMC = 0.70) but fair for internal rotation (CMC = 0.53) during the arm elevation phase. The waveform error was lower for upward rotation (2.7&#176; to 4.4&#176;) and posterior tilt (1.3&#176; to 2.8&#176;), compared to internal rotation (5.4&#176; to 7.3&#176;). The reliability during the lowering phase was comparable to results observed during the elevation phase. If the protocol outlined in this study is adhered to, the AMC provides a reliable measurement of upward rotation and posterior tilt during the elevation and lowering phases of arm movement.

This report presents details of how to adopt the acromion marker cluster method of obtaining scapular kinematics when using a passive marker motion capture device. As has been described in the literature, this method provides a robust, non-invasive, three-dimensional, dynamic and valid measurement of scapular kinematics, minimizing skin movement artifact.

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 ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including Parkinson's and Huntington's can disrupt it. People with Parkinson's disease, for example, tend to have increased saccadic latencies. Consequently, the quantitative measurement of saccadic eye movements has received considerable attention as a potential biomarker for neurodegenerative conditions. A lot more can be learned about the brain in both health and disease by observing what happens to eye movements when the function of specific brain areas is perturbed. Deep brain stimulation is a surgical intervention used for the management of a range of neurological conditions including Parkinson's disease, in which stimulating electrodes are placed in specific brain areas including several sites in the basal ganglia. Eye movement measurements can then be made with the stimulator systems both off and on and the results compared. With suitable experimental design, this approach can be used to study the pathophysiology of the disease being treated, the mechanism by which DBS exerts it beneficial effects, and even aspects of normal neurophysiology.

This paper describes the use of quantitative measurement of eye movements in conjunction with stimulation of focal areas of the deep brain in order to study physiology, pathophysiology, and the mechanisms of deep brain stimulation.

Mit Saccadometry mit Deep Brain Stimulation Normale und Pathologische Funktion des Gehirns zu studieren

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Using the Sleeve Technique in a Mouse Model of Aortic Transplantation - An Instructional Video

Orthotopic aortic transplantation using the sleeve technique reduces injury to the aorta with failure rate of only 10-20%. The time to anastomose the aorta in mice using the sleeve method was short and easy averaging 20 min, permitting studies of iso/allo grafts. The following article describes the aortic transplantation procedure used in our laboratory. The mice were anesthetized with a mixture of 1.5% volume isoflurane and 100% oxygen through a face mask. At this point, the segment of the aorta between the renal arteries and its bifurcation was separated from the vena cava, freely prepared and clampedat the proximal and distal segments with a single silk suture. Prior to the removal of the aorta, a saline solution containing heparin was injected into the inferior vena cava. Then the aorta was cut between the clamps and a saline heparin solution was used to flush the lumen. The sleeve technique with monofilament sutures was used in order to transplant the abdominal aorta in the orthotopic position.

We present an orthotopic aortic transplantation model using the sleeve technique in mice. It is a very rapid anastomosis method, which can be employed in studies of vascular disease.

Mit Hilfe der Sleeve-Technik in einem Mausmodell der Aorta Transplantation - ein Lehr-Video

Orthotopic aortic transplantation using the sleeve technique reduces injury to the aorta with failure rate of only 10-20%. The time to anastomose the ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS images are constructed from calibrated freehand 2D B-mode ultrasound images, which are positioned into a voxel array. Ultrasound (US) imaging allows quantification of muscle size, fascicle length, and angle of pennation. These morphological variables are important determinants of muscle force and length range of force exertion. The presented protocol describes an approach to determine volume and fascicle length of m.&#160;vastus lateralis and m.&#160;gastrocnemius medialis. 3DUS facilitates standardization using 3D anatomical references. This approach provides a fast and cost-effective approach for quantifying 3D morphology in skeletal muscles. In healthcare and sports, information on the morphometry of muscles is very valuable in diagnostics and/or follow-up evaluations after treatment or training.

3D ultrasound imaging (3DUS) allows fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissues. We present a protocol to measure muscle volume and fascicle length using 3DUS.

3D Ultraschall-Bildgebung: schnelle und kostengünstige Morphometrie des Muskel-Skelett-Gewebe

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Using Retinal Imaging to Study Dementia

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central nervous system (CNS) and shares prominent similarities with the brain in terms of embryological origin, anatomical features and physiological properties.&#160; The vascular and neuronal structure in the retina can now be visualized easily and non-invasively using retinal imaging techniques, including fundus photography and optical coherence tomography (OCT), and quantified semi-automatically using computer-assisted analysis programs. Studying the associations between vascular and neuronal changes in the retina and dementia could improve our understanding of dementia and, potentially, aid in diagnosis and risk assessment.&#160; This protocol aims to describe a method of quantifying and analyzing retinal vasculature and neuronal structure, which are potentially associated with dementia. This protocol also provides examples of retinal changes in subjects with dementia, and discusses technical issues and current limitations of retinal imaging.

The retina shares prominent similarities with the brain and thus represents a unique window to study vasculature and neuronal structure in the brain non-invasively. This protocol describes a method to study dementia using retinal imaging techniques. This method can potentially aid in diagnosis and risk assessment of dementia.

Retinale Bildgebung bei der Demenz zu studieren

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central ...

A Novel Approach to Overcome Movement Artifact When Using a Laser Speckle Contrast Imaging System for Alternating Speeds of Blood Microcirculation

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic responses, the LSCI is used in the same way as a conventional Laser Doppler Imager (LDI). However, with a maximum skin depth of approximately 1 mm, the LSCI is designed to focus on mainly superficial blood flow. It is used to measure skin surface areas of up to 15 cm x 20 cm. The new technique introduced in this paper accounts for alternating speeds of microcirculations; i.e. both slow and fast flow flux measurement using the LSCI. The novel technique also overcomes LSCI&#39;s biggest shortcoming, which is high sensitivity to artifact movement. An adhesive opaque patch (AOP) is introduced for satisfactory recording of microcirculatory blood flow, by subtracting the LSCI signal from the AOP from the laser speckle skin signal. The optimal setting is also defined because the LSCI is most powerful when flux changes are measured relative to a reference baseline, with blood microcirculatory flux expressed as a percentage change from the baseline. These changes may be used for analyzing the status of the blood flow system.

This study introduces a novel technique for the measurement and analysis of alternating speeds of blood microcirculation in a single experiment using a laser speckle contrast imager.

Ein neuer Ansatz zur Bewegung Artefakt zu überwinden, wenn Sie einen Laser-Speckle-Kontrast Imaging-System für wechselnde Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation zu verwenden

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Comparing Bibliometric Analysis Using PubMed, Scopus, and Web of Science Databases

Literature databases (i.e., PubMed, Scopus, and Web of Science) differ in terms of their coverage, focus, and the tool they provide. PubMed focuses mainly on life sciences and biomedical disciplines, whereas Scopus and Web of Science are multidisciplinary. The protocol described in the current study was used to search for publications from Jordanian authors in the years 2013-2017. In this protocol, how to use each database to conduct this type of search is explained in detail. A Scopus search resulted in the highest number of documents (11,444 documents), followed by a Web of Science search (10,943 documents). PubMed resulted in a smaller number of documents due to its narrower scope and coverage (4,363 documents). The results also show a yearly trend in: (1) the number of publications, (2) the disciplines that have the most publications, (3) the countries of collaboration, and (4) the number of open access publications. In contrast, PubMed has a sophisticated keyword optimization service (i.e., Medical Subject Heading, or MeSH), while both Scopus and Web of Science provide search analysis tools that can produce representative figures. Finally, the features of each database are explained in detail and several indices that can be extracted using the search results are provided. This study provides a base for using literature databases for bibliometric analysis.

Literature databases are commonly used to assess publications in a certain subject, discipline, country, or region of the world, a practice known as bibliometric analysis. The current protocol details how to use PubMed, Scopus, and Web of Science databases to do bibliometric analysis.

Vergleichen der bibliometrischen Analyse mit PubMed-, Scopus- und Web of Science-Datenbanken

Literature databases (i.e., PubMed, Scopus, and Web of Science) differ in terms of their coverage, focus, and the tool they provide. PubMed focuses mainly ...

Evaluation of Patients' Posture and Gait Profile After Lumbar Fusion Surgery by Video Rasterstereography and Treadmill Gait Analysis

This protocol provides guidance on how to perform high resolution video rasterstereography and treadmill gait analysis on patients after lumbar fusion surgery to obtain results about altered variables of gait and posture. These observed changes can then be correlated with the patient-reported outcome measure of pain relief. The rasterstereographic device projects lines of parallel light onto the surface of the tested subject&#39;s back. The deformation of these lines is recognized by the device. From these data, a special software then generates a 3-D profile based on the principle of triangulation. With an inaccuracy of only 0.2 mm it can measure changes in posture at very high precision. Gait and stance parameters are recorded using a treadmill equipped with an electric sensor mat that contains 10,200 miniature force sensors in the registering zone under the belt. Initial walking speed on the treadmill is 0.5 km/h. Speed is then gradually increased by increments of 0.1 km/h until each subject reaches his or her individual maximum well tolerable walking speed. At this speed, parameters are recorded during a 20 s measurement interval. Subjects are tested barefoot and without holding a handrail. Among various other parameters, stride width, step length, stance phase and foot rotation are measured. Both methods used reportedly have a high intra- and inter-observer reliability. The advantage of these highly accurate techniques is that they offer an objective and very detailed perspective on changes in the patient&#39;s posture and gait. Due to the amount of data generated, these techniques are, however, not so much suitable for everyday routine use, but rather interesting to scientifically evaluate long term alterations in posture and gait in patients like for example after lumbar fusion surgery.

Here, we present a protocol to analyze the posture and the gait of patients after lumbar fusion surgery by means of high-resolution video rasterstereography and a treadmill equipped with an integrated sensor mat. Allowing critical functional postoperative evaluation on a less subjective level may enhance accuracy and reliability of indication for surgery.

Bewertung von Patienten Körperhaltung und Gang-Profil nach lumbalen Versteifungsoperation von Video Rasterstereography und Ganganalyse Laufband

This protocol provides guidance on how to perform high resolution video rasterstereography and treadmill gait analysis on patients after lumbar fusion ...