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.

NOTA: El uso de los participantes humanos fue aprobado por el Comité de Ética de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de Southampton. Todos los participantes firmaron formularios de consentimiento antes de la recolección de datos se inició. Para los datos presentados en este estudio cinemático se registraron utilizando un sistema de captura de movimiento marcador pasivo que consta de 12 cámaras; seis cámaras de 4 megapíxeles y seis cámaras de 16 megapíxeles que operan a una frecuencia de muestreo de 120 Hz. 1. Participante Preparación <ol><li> Pregunte sujetos a quitarse la ropa superior del cuerpo o usar un sostén deportivo, chaleco, o sin espalda superior. Es importante que la ropa no interfiere con el movimiento de los marcadores u ocluir los marcadores de la vista de las cámaras. </li><li> Construir un clúster marcador acromion que consiste en una &#39;L&#39; pedazo de plástico de 70 mm de longitud a lo largo de cada aspecto en forma. Adjuntar tres marcadores retrorreflectantes a la AMC, uno en el extremo de cada extremo de cada aspecto y uno donde each aspecto se encuentran (Figura 1). </li><li> Una el grupo marcador acromion (AMC) en la parte posterior del acromion donde el acromion cumple la espina de la escápula, usando cinta adhesiva de doble cara. Un aspecto de la placa debe seguir la espina de la escápula apuntando en sentido medial, el otro debe apuntar anterior al plano escapular (Figura 1). </li><li> Adjuntar un marcador de clúster se establece en la parte superior del brazo utilizando correas (Figura 2). </li><li> Adjuntar marcadores retrorreflectantes a los siguientes puntos anatómicos en lo recomendado por la Sociedad Internacional de Biomecánica 33 (Figuras 1 y 2): horquilla esternal (IJ; Deepest conjunta de la horquilla esternal), proceso xifoides (PX; más caudal punto en el esternón), C7 (apófisis espinosa de la vértebra C7), T8 (apófisis espinosa de la vértebra T8), articulación esternoclavicular (SC; más ventral punto de la articulación esternoclavicular), estiloides radial (más poi caudalnt en la estiloides radial), y cubital estiloides (El punto más caudal en la estiloides cubital). </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig1highres.jpg" /> Figura 1:. Posición de la agrupación marcador acromion, C7 y T8 marcadores anatómicos Esta cifra ha sido modificado desde Warner, MB, Chappell, PH y Stokes, MJ Medir cinemática escapular durante brazo bajar usando el cluster marcador acromion Hum.. Mov. Sci. 31, 386-396, doi: http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012). <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig2highres.jpg" /> Figura 2: ubicación de los marcadores de la horquilla esternal (IJ), proceso xifoides (PX), esternoclavicular (SC), clúster parte superior del brazo, estiloides cubital (US), estiloides radial (RS). 2. PARTICIPANTESt Calibración NOTA: La ubicación de los puntos anatómicos de la escápula debe ser adoptada con respecto al clúster marcador acromion. Se requiere una calibración de los puntos de referencia para cada participante. <ol><li> Construir una varita de calibración consiste en cuatro marcadores reflectantes colocados en la formación de una &#39;T&#39; (Figura 3). Mida la distancia desde la punta de la varita de calibración para el primer marcador varita. </li><li> Palpar y localice los siguientes puntos anatómicos según lo recomendado por la Sociedad Internacional de Biomecánica 33. Coloque la punta de la varita de calibración en el punto de referencia (Figura 3). Captura de tres segundos de datos con el sistema de captura de movimiento asegurando los marcadores en la varita, la AMC y el grupo superior del brazo son visibles para las cámaras. <ol><li> Articulación acromioclavicular (AC) - Coloque una mano en la clavícula, a continuación, mueva lateralmente hasta el punto donde la clavícula se alcanza el acromion.Coloque la punta de la varita en la articulación entre la clavícula y el acromion. </li><li> Ángulo Acromion (AA) - Palpe a lo largo de la espina de la escápula hasta el punto más lateral. Coloque la punta de la varita en la cara dorsal del acromion en el punto más lateral (Figura 3). </li><li> Columna medial de la escápula (TS) - Palpe a lo largo de la espina de la escápula hasta el punto más medial. Coloque la punta de la varita en el punto donde la columna se une con el borde medial de la escápula. </li><li> Ángulo inferior de la escápula (AI) - Palpar inferiormente a lo largo del borde medial de la escápula. Coloque la punta de la varita en el punto de la escápula más caudal. </li><li> Epicóndilo medial (EM) - Con el codo del participante en el 90 ° de flexión apuntando hacia delante, con su pulgar apuntando hacia arriba, coloque una mano en la cara medial del codo para localizar el epicóndilo medial. Coloque la punta de la varita en el punto del epicóndilo medial más caudal. </li&gt; <li> Epicóndilos laterales (EL) - Con el codo del participante en 90 ° de flexión apuntando hacia delante, con su pulgar apuntando hacia arriba, coloque una mano en la parte lateral del codo para localizar el epicóndilo lateral. Coloque la punta de la varita en el punto del epicóndilo lateral más caudal. </li></ol></li><li> Para determinar el centro de la articulación glenohumeral, pida al participante para realizar un movimiento circunducción con su parte superior del brazo con el codo completamente extendido, desde los cero grados de elevación del brazo a aproximadamente 40 ° de elevación del brazo. Deben realizar este movimiento, mientras que el objetivo de minimizar la protracción / retracción y elevación / depresión del complejo del hombro; el investigador puede proporcionar asistencia en caso de necesidad. Anote este movimiento durante aproximadamente 30 segundos. </li></ol><img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig3highres.jpg" /> Figura 3: Varita de calibración utilizadopara localizar anatómica hito ósea con respecto al clúster marcador acromion (AMC). Protocolo 3. Experimento <ol><li> Pregunte participante para realizar la elevación del brazo de cero a 120 ° elevación del brazo, y luego baje su brazo hacia atrás a descansar a su lado en el plano sagital, frontal y escapular. El plano escapular es de aproximadamente 40 ° anterior al plano frontal. </li></ol> 4. Post-procesamiento de datos cinemática NOTA: Los siguientes pasos detallan el procedimiento necesario para calcular la cinemática escapular durante las pruebas dinámicas de movimiento. Estos pasos se han descrito y estudiado ampliamente en la literatura 21,33,34 y el propósito de la siguiente sección es proporcionar una síntesis y un paso a paso guía para la aplicación de las medidas de modelización necesarios para obtener la cinemática escapular. La aplicación de estas medidas se lleva a cabo en el software de modelado cinemático correspondiente. La conta softwareins comandos para permitir la creación de sistemas de coordenadas locales, el sistema de la conversión de coordenadas de un global a lo local de coordenadas, los sistemas y el cálculo de las rotaciones de ángulos de Euler la conversión de coordenadas de lo local a lo global de coordenadas. Estas medidas permitirán a la escápula, húmero y el tórax que se definen como cuerpos rígidos. Posteriormente la rotación de la escápula con respecto el tórax, y el húmero con respecto tórax se puede determinar. <ol><li> Utilizando las coordenadas de marcadores en el AMC, definir un sistema de coordenadas arbitrario local para el AMC (Figura 4a). Para cada ensayo de calibración de punto de referencia anatómica escapular, determinar la ubicación de la punta de la varita, que representa la ubicación del punto de referencia anatómico, con respecto al sistema de coordenadas local en el AMC mediante los pasos siguientes. NOTA: el software de modelado cinemático contiene comandos para permitir la creación de sistemas de coordenadas locales y conversión de coordenadas de un mundiala unas coordenadas locales, véase la Figura 4 para los comandos de ejemplo. <ol><li> Utilice los marcadores en la varita para crear un sistema de coordenadas local de la varita (Figura 4a) con el siguiente comando en el software de modelado cinemático: AMC = [AMCO, AMCA-AMCO, AMCO-AMCM, xyz] donde AMCO, AMCA y AMCM son las etiquetas dadas a los marcadores en el AMC. </li><li> Usando el software de modelado cinemático, calcular la ubicación de la punta de la varita en el sistema de coordenadas global. En el ejemplo proporcionado esto es 83 mm desde el marcador 1 (M1) a lo largo del eje X de la varita (Figura 4b); utilice el comando: Varita = [M1, M1-M2, M3-M4, xyz] y Wandtip = M1 + {} 83,0,0 * ACTITUD (Wand) donde M1, M2, M3 y M4 son las etiquetas dadas a los marcadores en la varita. </li><li> Determinar la ubicación de la punta de la varita con respecto al sistema local de la AMC ($% AA) (Figura 4c) coordinar el uso de los comandos de modelado: $% AA = WandTip / AMC y PARAM ($% AA). </li><li>Repita los pasos 4.1.1 al 4.1.3 para cada hito anatómico escapular. </li><li> Determinar la ubicación de los epicóndilos medial y lateral con respecto a la agrupación marcador húmero, en lugar de la AMC, utilizando el uso de los pasos anteriores. </li></ol></li><li> Utilice el ensayo calibración dinámica para calcular la ubicación del centro de la articulación glenohumeral con respecto a la escápula. Calcular la posición del centro de la articulación glenohumeral, con respecto a la escápula, como el punto del eje de la hélice entre el húmero y la escápula pivote. Para más detalles sobre esta técnica consulte Veeger 35. </li><li> Cálculo del centro de la articulación del codo (ELJC) como la mitad de la distancia entre el lateral (EL) y medial epicóndilos (EM) del húmero; ELJC = (EM + EL) / 2. </li><li> Durante los ensayos dinámicos, utilice la posición conocida de los puntos de referencia anatómicos con respecto a la AMC para determinar la ubicación de los puntos de referencia anatómicos dentro del sistema de coordenadas global (Figura 5). <br/&gt; NOTA: El software de modelado contiene comandos para permitir la conversión de coordenadas de coordenadas local de sistemas para sistemas de coordenadas globales, véase la Figura 5, por ejemplo, los comandos. <ol><li> Consulte la Figura 5a que muestra la ubicación del hito ángulo acromion con respecto a la AMC ($% AA) como se describe en el punto 4.1. </li><li> Convertir la ubicación de $% AA marcador virtual para el sistema global de coordenadas para cada punto de tiempo durante el ensayo dinámico para crear el ángulo acromion (AA) señal (Figura 5b) mediante el siguiente comando modelado cinemático: AA = $% AA * AMC y OUTPUT (AA). </li><li> Repita los pasos 4.4.2 para cada hito anatómico. </li></ol></li><li> Definir un sistema de coordenadas local para el tórax y la escápula mediante el cálculo de los vectores de la unidad entre los marcadores pertinentes para representar a cada eje para un cuerpo rígido dado usando el siguiente comando modelado cinemático: Escápula = [AA, TS-AA, AA-AI, ZXY] . Tórax = [IJ, MUTHX-MLTHX, IJ-C7, yzx], donde MUTHX es el punto medio entre el IJ y C7 hito y MLTHX es el punto medio entre los PX y T8 hitos. NOTA: La definición ejes se basa en la Sociedad Internacional de Biomecánica &#39;(ISB) 33 recomendaciones (Tabla 1 y Figura 6). <ol><li> Usando un método similar, definir un sistema de coordenadas local para el húmero utilizando &#39;Opción 2&#39; como se recomienda por la JIS 33. NOTA: La opción 2 requiere un plano suficiente formada por el centro de la articulación gleohumeral, codo centro mixto y la estiloides del cúbito, es decir, un grado de flexión del codo se requiere. Si el participante se acerca extender el codo, los ejes de húmero pueden volverse inestables y por lo tanto &quot;Opción 1&quot; deben ser utilizados (Tabla 1). Ver Wu et al. (2005) para más detalles. </li></ol></li><li> Determinar la orientación de la escápula en relación con el tórax para cada punto de tiempo durante el ensayo dinámicoutilizando el método de descomposición ángulo de Euler con una secuencia de rotación de la rotación interna (Y), la rotación hacia arriba (X &#39;) y la inclinación posterior (Z&#39; &#39;) 33 con el siguiente comando modelado cinemático: ScapularKin = - &lt;tórax, escápula, yxz&gt; ( la Figura 7). </li><li> Determinar la orientación del húmero con respecto al tórax durante el ensayo dinámico utilizando una secuencia no cardan rotación de Y (plano de elevación), X &#39;(elevación) y Y&#39; &#39;(rotación axial) 36 usando el software de modelado cinemático correspondiente. NOTA: Una macro está disponible para descargar desde el fabricante con el fin de determinar las secuencias de rotación no cardán dentro del software de modelado cinemático utilizado en este manuscrito. </li></ol><img alt="Tabla 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51717/51717table1.jpg" width="600" /> MUTHX = punto medio entre IJ y C7. MLTHX = punto medio entre PX y T8. GH = glcentro mixto enohumeral. ELJC = codo centro mixto. Los operadores matemáticos: ^ = Producto vectorial de dos vectores || = Valor absoluto de un vector Tabla 1: sistema de coordenadas local para cada segmento rígido. 5. Reducción y Análisis de Datos NOTA: Los siguientes pasos de reducción de datos y de análisis se llevan a cabo en el software de modelado numérico (como MATLAB) que permite la manipulación de matrices de datos. La cinemática de datos se divide en la elevación y descenso fases de movimiento humeral, tiempo normalizado para cada fase del movimiento, entonces la cinemática escapular se expresan en relación con el ángulo de elevación humeral. <ol><li> Determinar la elevación y la fase de descenso de la elevación humeral como se describe a continuación (Figura 8). Estas fases se determinan a partir de la velocidad angular del ángulo de elevación del húmero (Figura 8). Consulte Función ElevationLoweringPhases.mpresentar. <ol><li> Determinar el inicio de la elevación del húmero cuando la velocidad angular del húmero supera un umbral de 2% de la velocidad angular máxima humeral. </li><li> Determinar el final de la fase de elevación como el punto en el cual la velocidad angular humeral cae por debajo de 2% de la velocidad angular máxima humeral, o cuando la elevación humeral excede 120 °. </li><li> Determinar el inicio de la fase humeral descenso cuando la velocidad angular cae por debajo de 2% de la velocidad angular mínima, o el punto en el que la elevación humeral cae por debajo de 120 °. </li><li> Determinar el final de la fase de descenso cuando la velocidad angular supera el 2% de la velocidad angular mínima. </li></ol></li><li> Normalizar los datos mediante la interpolación de los datos cinemáticos en cada fase de movimiento para 101 puntos de datos (Figura 9). Ver archivo de función Time_normalisation.m. </li><li> Exprese cinemática escapular en la relación con la elevación humeral trazando el ángulo del brazo (grados) vs. r hacia arribaotación (grados) (Figura 10). Ver archivo de función PlotScapHumRhythm.m. </li></ol>

<ol>
	<li>Kibler, W. B., 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=Clinical+implications+of+scapular+dyskinesis+in+shoulder+injury:+the+2013+consensus+statement+from+the+'scapular+summit'.">Clinical implications of scapular dyskinesis in shoulder injury: the 2013 consensus statement from the 'scapular summit'.</a> British Journal of Sports Medicine. 47, 877-885 (2013).</li><li>Luckasiewicz, A. C., McClure, P. W., Michener, L. A., Pratt, N., Sennett, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+3-dimensional+scapular+position+and+orientation+between+subjects+with+and+without+shoulder+impingement.">Comparison of 3-dimensional scapular position and orientation between subjects with and without shoulder impingement.</a> Journal of Orthopaedic &amp; Sports Physical Therapy. 29, 574-586 (1999).</li><li>Ludewig, P. M., Cook, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alterations+in+shoulder+kinematics+and+associated+muscle+activity+in+people+with+symptoms+of+shoulder+impingement.">Alterations in shoulder kinematics and associated muscle activity in people with symptoms of shoulder impingement.</a> Physical Therapy. 80, 276-291 (2000).</li><li>McClure, P. W., Bialker, J., Neff, N., Williams, G., Karduna, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shoulder+function+and+3-dimensional+kinematics+in+people+with+shoulder+impingement+syndrome+before+and+after+a+6-week+exercise+program.">Shoulder function and 3-dimensional kinematics in people with shoulder impingement syndrome before and after a 6-week exercise program.</a> Physical Therapy. 84, 832-848 (2004).</li><li>Lin, J. J., 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=Functional+activity+characteristics+of+individuals+with+shoulder+dysfunctions.">Functional activity characteristics of individuals with shoulder dysfunctions.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 15, 576-586 (2005).</li><li>Tate, A. R., McClure, P. W., Kareha, S., Irwin, D., Barbe, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinical+method+for+identifying+scapular+dykinesis,+Part+2:+Validity.">A clinical method for identifying scapular dykinesis, Part 2: Validity.</a> Journal of Athletic Training. 44, 165-173 (2009).</li><li>Timmons, M. K., 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=Scapular+kinematics+and+subacromial-impingement+syndrome:+a+meta-analysis.">Scapular kinematics and subacromial-impingement syndrome: a meta-analysis.</a> Journal of Sports Rehabilitation. 21, 354-370 (2012).</li><li>Endo, K. Y. K., Yasui, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+age+on+scapulo-thoracic+orientation.">Influence of age on scapulo-thoracic orientation.</a> Clinical Biomechanics. 16, 1009-1013 (2004).</li><li>Lovern, B., Stroud, L. A., Evans, R. O., Evans, S. L., Holt, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+tracking+of+the+scapula+using+skin-mounted+markers.">Dynamic tracking of the scapula using skin-mounted markers.</a> Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers. 223, 823-831 (2009).</li><li>Inman, V. T., Sanders, J. B., Abbott, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+on+the+function+of+the+shoulder+joint.">Observations on the function of the shoulder joint.</a> Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 26, 1-30 (1944).</li><li>Saha, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+elevation+of+the+glenohumeral+joint.">Mechanics of elevation of the glenohumeral joint.</a> Acta Orthopaedica Scandanavia. 44, 668 (1973).</li><li>Freedman, L., Munro, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abduction+of+the+arm+in+the+scapular+plane:+scapular+and+glenohumeral+movements.+A+roentgenographic+study.">Abduction of the arm in the scapular plane: scapular and glenohumeral movements. A roentgenographic study.</a> Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 48, 1503-1510 (1966).</li><li>Poppen, N. K., Walker, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+and+abnormal+motion+of+the+shoulder.">Normal and abnormal motion of the shoulder.</a> Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 58, 195-201 (1976).</li><li>Graichen, H., 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=Magnetic+resonance-based+motion+analysis+of+the+shoulder+during+elevation).">Magnetic resonance-based motion analysis of the shoulder during elevation).</a> Clinical Orthopedic Related Research. 370, 154-163 (2000).</li><li>Youdas, J. W., Carey, J. R., Garrett, T. R., Suman, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+goniometric+measurements+of+active+arm+elevation+in+the+scapula+plane+obtained+in+a+clinical+setting.">Reliability of goniometric measurements of active arm elevation in the scapula plane obtained in a clinical setting.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 75, 1137-1144 (1994).</li><li>Doody, S. G., Freedman, L., Waterland, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shoudler+movement+during+abduction+in+the+scapula+plane.">Shoudler movement during abduction in the scapula plane.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 51, 595-604 (1970).</li><li>Karduna, A. R., McClure, P. W., Michener, L. A., Sennett, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+measurements+of+three-dimensional+scapular+kinematics:+a+validation+study.">Dynamic measurements of three-dimensional scapular kinematics: a validation study.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 123, 184-191 (2001).</li><li>McClure, P. W., Michener, L. A., Sennett, B., Karduna, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+3-dimensional+measurement+of+scapular+kinematics+during+dynamic+movements+in+vivo.">Direct 3-dimensional measurement of scapular kinematics during dynamic movements in vivo.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 10, 269-277 (2001).</li><li>Bourne, D. A., Choo, A. M. T., Regan, W. D., MacIntyre, D. L., Oxland, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+rotation+of+the+scapula+during+functional+movements:+an+in+vivo+study+in+healthy+volunteers.">Three-dimensional rotation of the scapula during functional movements: an in vivo study in healthy volunteers.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 16, 150-162 (2007).</li><li>Braman, J. P., Engel, S. C., LaPrade, R. F., Ludewig, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+assessment+of+scapulohumeral+rhythm+during+unconstrained+overhead+reaching+in+asymptomatic+subjects.">In vivo assessment of scapulohumeral rhythm during unconstrained overhead reaching in asymptomatic subjects.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 16, 960-967 (2009).</li><li>Ludewig, P. M., Hassett, D. R., LaPrade, R. F., Camargo, J. A., Braman, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+scapular+local+coordinate+systems.">Comparison of scapular local coordinate systems.</a> Clinical Biomechanics. 25, 415-421 (2010).</li><li>Ludewig, P. M., 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=Motion+of+the+shoulder+complex+during+multiplanar+humeral+elevation.">Motion of the shoulder complex during multiplanar humeral elevation.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 91, 378-389 (2009).</li><li>Johnson, G. R., Stuart, P. R., Mitchell, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+the+measurement+of+three-dimensional+scapular+movement.">A method for the measurement of three-dimensional scapular movement.</a> Clinical Biomechanics. 8, 269-274 (1993).</li><li>Helm, F. C., Pronk, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+recording+and+description+of+motions+of+the+shoulder+mechanism.">Three-dimensional recording and description of motions of the shoulder mechanism.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 117, 27-40 (1995).</li><li>McQuade, K. J., Smidt, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Scapulohumeral+rhythm:+The+effects+of+external+resistance+during+elevation+of+the+arm+in+the+scapular+plane.">Dynamic Scapulohumeral rhythm: The effects of external resistance during elevation of the arm in the scapular plane.</a> Journal of Orthopaedic &amp; Sports Physical Therapy. 27, 9 (1998).</li><li>Matsui, K., Shimada, K., Andrew, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deviation+of+skin+marker+from+bone+target+during+movement+of+the+scapula.">Deviation of skin marker from bone target during movement of the scapula.</a> Journal of Orthopaedic Science. 11, 180-184 (2006).</li><li>Meskers, C. G. M., Jvan de Sande, M. A., de 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=Comparison+between+tripod+and+skin-fixed+recording+of+scapular+motion.">Comparison between tripod and skin-fixed recording of scapular motion.</a> J. Biomech. 40, 941-948 (2007).</li><li>Andel, C. J., van Hutten, K., Eversdijk, M., Veeger, D. J., Harlaar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+scapular+motion+using+an+acromion+marker+cluster.">Recording scapular motion using an acromion marker cluster.</a> Gait and Posture. 29, 123-128 (2009).</li><li>Warner, M. B., Chappell, P. H., Stokes, 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=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.

La elección de la metodología para la determinación de la cinemática escapular es crucial, y la consideración de la validez, fiabilidad y su idoneidad para el estudio de investigación se debe dar. Varios métodos han sido adoptadas en la literatura, pero cada método tiene sus limitaciones. El clúster marcador acromion supera un número de estas limitaciones, tales como los errores de proyección de imágenes en 2D o que requieren interpretación repetida de la ubicación de la escápula proporcionando medición ...

Objetivo medición cuantitativa de la cinemática escapular puede proporcionar una evaluación de los patrones de movimiento anormales asociados con la disfunción del hombro 1, como la rotación hacia arriba reducida y rotación posterior durante la elevación del brazo observada en la inflamación del hombro 2-8. Medición de la cinemática escapular, sin embargo, es difícil debido a la posición profunda de la médula y la naturaleza deslizándose por debajo de la superficie de la piel 1. Las técnicas típicas de medición cinemáticos de unir marcadores reflectantes más puntos anatómicos no rastrear adecuadamente la escápula mientras se desliza por debajo de la superficie de la piel 9. Varios métodos han sido adoptadas en la literatura para superar estas dificultades, incluyendo; imágenes (rayos X o resonancia magnética) 10-14, goniómetros 15,16, alfileres de hueso 17-22, palpación manual de 23,24, y el método acromion 3,5,19,25. Cada método, sin embargo, tiene sus limitaciones, que incluyen: exexposi- a la radiación, los errores de proyección en el caso de análisis basada en imágenes de dos dimensiones, requieren repitió la interpretación subjetiva de la ubicación de la escápula, son de naturaleza estática o son altamente invasiva (por ejemplo, pasadores de hueso). Una solución para superar algunas de estas dificultades es emplear el método de acromion donde un sensor electromagnético se une a la porción plana de la acromion 25, una parte plana del hueso que se extiende hacia delante en la parte más lateral de la escápula que conduce desde la columna vertebral de la escápula. La idea detrás de principio utilizando el método de acromion es para reducir el movimiento de la piel artefacto, como el acromion se ha demostrado que tienen la menor cantidad de movimiento de la piel artefacto en comparación con otros sitios en la escápula 26. El método acromion es no invasivo y ofrece medición tridimensional dinámica de la cinemática escapular. Los estudios de validación han demostrado el método acromion siendo válidos hasta 120 ° en el brazo elfase evation al utilizar sensores electromagnéticos 17,27. Cuando el uso de dispositivos de captura de movimiento de marcador basado una serie de marcadores dispuestos en un clúster, el clúster marcador acromion (AMC), que se requiere y se ha demostrado que es válido cuando se utiliza un sistema de captura de movimiento-marcador activo 28 y durante el uso de un marcador pasivo- sistema de captura de movimiento durante la elevación del brazo y el brazo bajando 29. El uso de la AMC con un dispositivo de captura de movimiento marcador pasivo para medir la cinemática escapular se ha utilizado para evaluar los cambios en la cinemática escapular tras una intervención para tratar la inflamación del hombro 30. El uso válido de este método, sin embargo, depende de la habilidad de aplicar con precisión el grupo de marcadores, de los cuales se ha demostrado la posición que afecta a los resultados 31, calibre 32 puntos de referencia anatómicos y asegurar los movimientos del brazo están dentro de un rango válido de movimiento (es decir, por debajo de 120 ° de elevación del brazo) 29. EllaTambién se ha sugerido una nueva aplicación del clúster marcador, cuando se utiliza un sistema de captura de movimiento basado marcador activo, se encontró que era la fuente de mayor error de inclinación posterior 28 escapular. Es, por lo tanto, es importante establecer la fiabilidad entre-día del método acromion para asegurarse de que proporciona una medida estable de la cinemática escapular. Asegurar que las mediciones son confiables permitirá cambios en la cinemática escapular, debido a una intervención, por ejemplo, para medir y examinar. Los métodos utilizados para medir la cinemática escapular se han descrito en otra parte 29,33; el objetivo del presente estudio fue proporcionar una guía y referencia de la herramienta paso a paso para la aplicación de estos métodos utilizando un sistema de captura de movimiento pasivo-marcador, con consideración a las posibles fuentes de error, y para examinar la fiabilidad del método de medición .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="583">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:81px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Passive marker capture system</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Nexus</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Data capture software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bodybuilder</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Modeling software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">14 mm retro reflective markers</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">VACC-V162B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">6.5mm retro reflective markers</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">VACC-V166</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Calibration wand</td>
			<td style="width:81px;">Vicon Motion Systems</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic base</td>
			<td style="width:81px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Constructed &#39;in-house&#39;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab</td>
			<td style="width:81px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;">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

La medición de la cinemática escapular dinámicos es complejo debido a la naturaleza de deslizamiento de la escápula debajo de la superficie de la piel. El objetivo del estudio fue describir claramente el método de agrupación marcador acromion (AMC) de la determinación de la cinemática escapular cuando se utiliza un sistema de captura de movimiento marcador pasivo, con la consideración de las fuentes de error que pueden afectar a la validez y la fiabilidad de las mediciones. El método AMC consiste en colocar un grupo de marcadores sobre el acromion posterior, y por medio de la calibración de puntos de referencia anatómicos con respecto al grupo marcador es posible obtener mediciones válidas de la cinemática escapular. Se examinó la fiabilidad del método entre dos días en un grupo de 15 individuos sanos (edad 19-38 años, ocho varones), ya que realizan la elevación del brazo, a 120 °, y el descenso en el frontal, escapular y sagital. Los resultados mostraron que la fiabilidad entre-día era bueno para la rotación de la escápula hacia arriba (Coeficiente de MultCorrelación IPLE; CMC = 0,92) y de inclinación posterior (CMC = 0,70), pero justo para la rotación interna (CMC = 0.53) durante la fase de elevación del brazo. El error de forma de onda fue menor para la rotación hacia arriba (2,7 ° a 4,4 °) y la inclinación posterior (1,3 ° a 2,8 °), en comparación con la rotación interna (5,4 ° a 7,3 °). La fiabilidad durante la fase de descenso fue comparable a los resultados observados durante la fase de elevación. Si el protocolo descrito en este estudio se adhiere a, el AMC proporciona una medición fiable de rotación hacia arriba y la inclinación posterior durante la elevación y descenso fases de movimiento del brazo.

Quince participantes que no tenían antecedentes de lesiones en el hombro, el cuello o los brazos conocidos fueron reclutados en el estudio (Tabla 2). Para evaluar intra-evaluador (entre días) fiabilidad, los participantes asistieron a dos sesiones de recogida de datos separados por al menos 24 horas y un máximo de 7 días. Durante cada sesión de recopilación de datos, el mismo investigador realizó el protocolo para la fijación de los marcadores reflectantes, el cluster marcador acromion y calibra...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact at JoVE.com

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

Este informe presenta los detalles de cómo adoptar el método de agrupación marcador acromion de la obtención de la cinemática escapular cuando se utiliza un dispositivo marcador de captura de movimiento pasivo. Como se ha descrito en la literatura, este método proporciona una medición robusto, no invasiva, en tres dimensiones, dinámica y válida de la cinemática escapular, minimizar el movimiento de la piel artefacto.

La medición de la Dinámica Escapulario Cinemática El uso de un Cluster Acromion marcador para Minimizar Artefacto Movimiento Piel

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

19.0K vistas.  University of Southampton.  Este informe presenta los detalles de cómo adoptar el método de agrupación marcador acromion de la obtención de la cinemática escapular cuando se utiliza un dispositivo marcador de captura de movimiento pasivo. Como se ha descrito en la literatura, este método proporciona una medición robusto, no invasiva, en tres dimensiones, dinámica y válida de la cinemática escapular, minimizar el movimiento de la piel artefacto. 

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

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues as well as altered cytokine homeostasis. The innate immune system plays a crucial role in recognizing pathogens and other endogenous danger stimuli. One of the major cytokines released by innate immune cells is Interleukin (IL)-1. Therefore, we utilize a whole blood stimulation assay in order to measure the secretion of inflammatory cytokines and specifically of the pro-inflammatory cytokine IL-1&beta; 1, 2, 3.
Patients with genetic dysfunctions of the innate immune system causing autoinflammatory syndromes show an exaggerated release of mature IL-1&beta; upon stimulation with LPS alone. In order to evaluate the innate immune component of patients who present with inflammatory-associated pathologies, we use a specific immunoassay to detect cellular immune responses to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), such as the gram-negative bacterial endotoxin, lipopolysaccharide (LPS). These PAMPs are recognized by pathogen recognition receptors (PRRs), which are found on the cells of the innate immune system 4, 5, 6, 7. A primary signal, LPS, in conjunction with a secondary signal, ATP, is necessary for the activation of the inflammasome, a multiprotein complex that processes pro-IL-1&beta; to its mature, bioactive form 4, 5, 6, 8, 9, 10.
The whole blood assay requires minimal sample manipulation to assess cytokine production when compared to other methods that require labor intensive isolation and culturing of specific cell populations. This method differs from other whole blood stimulation assays; rather than diluting samples with a ratio of RPMI media, we perform a white blood cell count directly from diluted whole blood and therefore, stimulate a known number of white blood cells in culture 2. The results of this particular whole blood assay demonstrate a novel technique useful in elucidating patient cohorts presenting with autoinflammatory pathophysiologies.

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&amp;#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

We describe a simple immunoassay to measure the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 beta production, in patients presenting with autoinflammatory phenotypes. By activating cells in whole blood cultures with pathogen-associated molecular patterns, specifically with lipopolysaccharide, cytokine secretion can be conveniently evaluated in whole blood supernatants.

La medición precisa y simple de la citoquina pro-inflamatoria IL-1β mediante un análisis de sangre entera estimulación

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Investigación

Medicina

Quantitative Visualization and Detection of Skin Cancer Using Dynamic Thermal Imaging

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment for melanoma remains surgical excision, therefore, the key to extended survival is early detection 2,3. Considering the large numbers of patients diagnosed every year and the limitations in accessing specialized care quickly, the development of objective in vivo diagnostic instruments to aid the diagnosis is essential. New techniques to detect skin cancer, especially non-invasive diagnostic tools, are being explored in numerous laboratories. Along with the surgical methods, techniques such as digital photography, dermoscopy, multispectral imaging systems (MelaFind), laser-based systems (confocal scanning laser microscopy, laser doppler perfusion imaging, optical coherence tomography), ultrasound, magnetic resonance imaging, are being tested. Each technique offers unique advantages and disadvantages, many of which pose a compromise between effectiveness and accuracy versus ease of use and cost considerations. Details about these techniques and comparisons are available in the literature 4.
Infrared (IR) imaging was shown to be a useful method to diagnose the signs of certain diseases by measuring the local skin temperature. There is a large body of evidence showing that disease or deviation from normal functioning are accompanied by changes of the temperature of the body, which again affect the temperature of the skin 5,6. Accurate data about the temperature of the human body and skin can provide a wealth of information on the processes responsible for heat generation and thermoregulation, in particular the deviation from normal conditions, often caused by disease. However, IR imaging has not been widely recognized in medicine due to the premature use of the technology 7,8 several decades ago, when temperature measurement accuracy and the spatial resolution were inadequate and sophisticated image processing tools were unavailable. This situation changed dramatically in the late 1990s-2000s. Advances in IR instrumentation, implementation of digital image processing algorithms and dynamic IR imaging, which enables scientists to analyze not only the spatial, but also the temporal thermal behavior of the skin 9, allowed breakthroughs in the field.
In our research, we explore the feasibility of IR imaging, combined with theoretical and experimental studies, as a cost effective, non-invasive, in vivo optical measurement technique for tumor detection, with emphasis on the screening and early detection of melanoma 10-13. In this study, we show data obtained in a patient study in which patients that possess a pigmented lesion with a clinical indication for biopsy are selected for imaging. We compared the difference in thermal responses between healthy and malignant tissue and compared our data with biopsy results. We concluded that the increased metabolic activity of the melanoma lesion can be detected by dynamic infrared imaging.

We demonstrated that malignant pigmented lesions with increased metabolic activity generate quantifiable amounts of heat and the measurement of the transient thermal response of the skin to a cooling excitation allows quantitative identification of melanoma and other skin cancers (vs. non-proliferative nevi) at an early stage of the disease.

Visualización y detección cuantitativa de cáncer de piel utilizando imágenes térmica dinámica

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment ...

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current estimates put the prevalence of amblyopia at approximately 1-3%1-3, the majority of cases being monocular2. Amblyopia is most frequently caused by ocular misalignment (strabismus), blur induced by unequal refractive error (anisometropia), and in some cases by form deprivation.
Although amblyopia is initially caused by abnormal visual input in infancy, once established, the visual deficit often remains when normal visual input has been restored using surgery and/or refractive correction. This is because amblyopia is the result of abnormal visual cortex development rather than a problem with the amblyopic eye itself4,5 . Amblyopia is characterized by both monocular and binocular deficits6,7 which include impaired visual acuity and poor or absent stereopsis respectively. The visual dysfunction in amblyopia is often associated with a strong suppression of the inputs from the amblyopic eye under binocular viewing conditions8. Recent work has indicated that suppression may play a central role in both the monocular and binocular deficits associated with amblyopia9,10 .
Current clinical tests for suppression tend to verify the presence or absence of suppression rather than giving a quantitative measurement of the degree of suppression. Here we describe a technique for measuring amblyopic suppression with a compact, portable device11,12 . The device consists of a laptop computer connected to a pair of virtual reality goggles. The novelty of the technique lies in the way we present visual stimuli to measure suppression. Stimuli are shown to the amblyopic eye at high contrast while the contrast of the stimuli shown to the non-amblyopic eye are varied. Patients perform a simple signal/noise task that allows for a precise measurement of the strength of excitatory binocular interactions. The contrast offset at which neither eye has a performance advantage is a measure of the "balance point" and is a direct measure of suppression. This technique has been validated psychophysically both in control13,14 and patient6,9,11 populations.
In addition to measuring suppression this technique also forms the basis of a novel form of treatment to decrease suppression over time and improve binocular and often monocular function in adult patients with amblyopia12,15,16 . This new treatment approach can be deployed either on the goggle system described above or on a specially modified iPod touch device15.

Amblyopia is a developmental disorder of the visual cortex that is often accompanied by strong suppression of one eye. We present a new technique for measuring and treating interocular suppression in patients with amblyopia that can be deployed using virtual reality goggles or a portable iPod Touch device.

La medición y tratamiento de la represión en la ambliopía

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

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.

Movimiento de Reconversión utilizando información en tiempo real del rendimiento

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

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules that regulate HSCs. In these transplant model systems, the function of HSCs is determined by the ability of these cells to engraft and reconstitute lethally irradiated recipient mice. Commonly, the donor cell contribution/engraftment is measured by antibodies to donor- specific cell surface proteins using flow cytometry. However, this method heavily depends on the specificity and the ability of the cell surface marker to differentiate donor-derived cells from recipient-originated cells, which may not be available for all mouse strains. Considering the various backgrounds of genetically modified mouse strains in the market, this cell surface/ flow cytometry-based method has significant limitations especially in mouse strains that lack well-defined surface markers to separate donor cells from congenic recipient cells. Here, we reported a PCR-based technique to determine donor cell engraftment/contribution in transplant recipient mice. We transplanted male donor bone marrow HSCs to lethally irradiated congenic female mice. Peripheral blood samples were collected at different time points post transplantation. Bone marrow samples were obtained at the end of the experiments. Genomic DNA was isolated and the Y chromosome specific gene, Zfy1, was amplified using quantitative Real time PCR. The engraftment of male donor-derived cells in the female recipient mice was calculated against standard curve with known percentage of male vs. female DNAs. Bcl2 was used as a reference gene to normalize the total DNA amount. Our data suggested that this approach reliably determines donor cell engraftment and provides a useful, yet simple method in measuring hematopoietic cell reconstitution in murine bone marrow transplantation models. Our method can be routinely performed in most laboratories because no costly equipment such as flow cytometry is required.

Determining donor cell engraftment presents a challenge in mouse bone marrow transplant models that lack well-defined phenotypical markers. We described a methodology to quantify male donor cell engraftment in female transplant recipient mice. This method can be used in all mouse strains for the study of HSC functions.

Usando cuantitativa en tiempo real PCR para determinar quimerismo de células donantes en un modelo competitivo Trasplante de médula ósea murina

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.

Dynamic Contrast mejorada de imagen de resonancia magnética de un modelo ortotópico de cáncer pancreático del ratón

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

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

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 assess human gait. The primary aim of this manuscript is to test the concurrent validity of kinematic measures recorded by a smartphone application in comparison to a 3D motion capture system in the sagittal plane. The secondary aim was to develop a protocol for clinicians on the set up of the smartphone camera for video movement analysis.
The sagittal plane knee angle was measured during heel strike and toe off events using the smart phone app and a 3D motion-capture system in 32 healthy subjects. Three trials were performed at near (2-m) and far (4-m) smartphone camera distances. The order of the distances was randomized. Regression analysis was performed to estimate the height of the camera based on either the subject&#39;s height or leg length.
Absolute measurement errors were least during toe off (3.12 &#177; 5.44 degrees) compared to heel strike (5.81 &#177; 5.26 degrees). There were significant (p &#60; 0.05) but moderate agreements between the application and 3D motion capture measures of knee angles. There were also no significant (p &#62; 0.05) differences between the absolute measurement errors between the two camera positions. The measurement errors averaged between 3 - 5 degrees during toe off and heel strike events of the gait cycle.
The use of smartphone apps can be a useful tool in the clinic for performing gait or human movement analysis. Further studies are needed to establish the accuracy in measuring movements of the upper extremity and trunk.

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.

Análisis de vídeo Movimiento Usando teléfonos inteligentes (VIMAS): un estudio piloto

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 ...

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.

Proyección de imagen de ultrasonido 3D: morfometría rápida y rentable de tejido músculo-esquelético

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

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.

Un nuevo enfoque para superar el artefacto de movimiento cuando se utiliza un contraste de punto láser sistema de imagen para alternar la velocidad de la microcirculación sanguínea

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

Dynamic Measurement and Imaging of Capillaries, Arterioles, and Pericytes in Mouse Heart

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion pressure. However, it is difficult to monitor the dynamic changes of the coronary arterioles and the capillaries in the whole heart, primarily due to its motion and non-stop beating. Here we describe a method that enables monitoring of arterial perfusion rate, pressure and the diameter changes of the arterioles and capillaries in mouse right ventricular papillary muscles. The mouse septal artery is cannulated and perfused at a constant flow or pressure with the other dynamically measured. After perfusion with a fluorescently labeled lectin (e.g., Alexa Fluor-488 or -633 labeled Wheat-Germ Agglutinin, WGA), the arterioles and capillaries (and other vessels) in right ventricle papillary muscle and septum could be readily imaged. The vessel-diameter changes could then be measured in the presence or absence of heart contractions. When genetically encoded fluorescent proteins were expressed, specific features could be monitored. For examples, pericytes were visualized in mouse hearts that expressed NG2-DsRed. This method has provided a useful platform to study the physiological functions of capillary pericytes in heart. It is also suitable for studying the effect of reagents on the blood flow in heart by measuring the vascular/capillary diameter and the arterial luminal pressure simultaneously. This preparation, combined with a state-of-the-art optic imaging system, allows one to study the blood flow and its control at cellular and molecular level in the heart under near-physiological conditions.

Presented here is a protocol to study the coronary microcirculation in living murine heart tissue by ex vivo monitoring of the arterial perfusion pressure and flow that maintains the pressure, as well as vascular tree components including the capillary beds and pericytes, as the septal artery is cannulated and pressurized.

Medición dinámica e imagen de capilares, arterias y pericitos en el corazón del ratón

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion ...