עבודה זו כבר ממומנת בחלקו על ידי קרן קנדה עבור חדשנות.

1. הכנת מערכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את עוצמת לכידתו של כל חומר רעיוני שיכול להיות שנצפה על ידי המצלמות. זה מקטין את הסיכויים של סמנים בפועל עור מבוססים להיות מבולבלים עם סמני רקע נייחים במהלך בדיקת התנועה ומשפר את הדיוק הכולל של הפגישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל את המצלמות מכוונים על ידי כל המצלמות על סמנים נייחים בעמדות קבועות בתוך המעבדה. להאריך את הכיול סטטית לתנועות דינמיות באמצעות סמנים נעים שהוצבו במרחקים ידועים. הקפד לכסות כמה שיותר מנפח הלכידה ככל האפשר כדי לייעל את הכיול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לארגן את כל החומרים (סמנים רעיוניים, מכשירי מדידה, וכו &#39;) שישמש להכנת מטופל. זה משפר את היעילות במהלך בדיקה ומפחית עומס מטופל. </li></ol> 2. הכנת מטופל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף כמה שיותר עור ככל האפשר על מפרקי גוף והמגזרים שנועדו למדוד. מזער amounלא של בגדים רפויים ולהבטיח כי כל פריטי לבוש שעשוי להפריע ליכולת של המצלמות כדי להמחיש את הסמנים הרעיוניים הם מוגבלים. ניתן לעשות זאת באמצעות קלטת או סרטונים. במידת ההאפשר, לוודא שהם מודבקים סמנים ישירות על העור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את העור לקיבעון סמן. גילוח או שרט את האזור עשויה להיות נחוץ במקרים בם שיער הוא הווה או כאשר על פני העור בצורה מוגזמת מזיע או שמנוני. ניגוב האזור הברור באמצעות אלכוהול לחיטוי או נוזל דומה יכול להיות שימושי. צעדים אלה חשובים על מנת למקסם את הדבקות בין הסמן והעור, ועל מנת למנוע סמנים מלנפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למשש לנקודתי ציון האנטומיות מפתח המבוססות על הסמן המוגדר לשימוש. סימון העור בציון הדרך האמיתי יהיה לשפר את הדיוק למיקום סמן ולספק מידע נחוץ במקרים של סמנים נושרים במהלך הערכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמנים רעיוניים להדביק מעל את נקודתי הציון האנטומיות פימפרטים של קבוצת הסמנים. רוב ערכות סמן תכלולנה מינימום של 12-15 סמנים ממוקמים בילטרלי על הגפיים התחתונים והציונים הדרך אנטומיים שונה של פלג הגוף העליון. חשוב לציין כי היכולת ליצור מחדש תנועת שלד בפועל תהיה תלויה במיקום של סמני עור מבוססים. ככזה, יש לשקול היטב להתבצע בעת קביעת מודל יומכנית כדי לשמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקחת מידות לנתונים אנתרופומטרים חשובים, אם נדרש. בהתאם לדגם יומכנית, נתונים אלה עשויים להיות נחוצים כדי לחשב אורכי מגזר, עמדות של מרכזים המשותפים של סיבוב ומאפייני אינרציה כוללים של מגזרים הנעים וגפיים במהלך עיבוד נתונים לא מקוון של ביומכניקה. </li></ol> 3. ניתוח תנועה ואספקה ​​של משוב בזמן אמת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש עמדת הנושא באמצע נפח הלכידה למשפט שנמשך כ סטטית ראשוני 3 שניות. ניסוי זה הוא הכרחי על מנת להבטיח כי כל releסמני Vant גלויים ולחשב אורינטציות מגזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת איסוף הנתונים, תווית כל הסמנים כמתאימים וליצור תבנית ספציפית למאפיינים אנתרופומטרים של הפרט. התאמת מיקום סמן לגודל גוף האדם תשפר את המעקב בזמן אמת וניתוח של נתונים. זה חשוב במיוחד כדי ליצור מודל של תנועה שיכולה לשלב כפילויות של מיצוב סמן. במקרים בם חסימת סמן או ירידה-off מתרחשת, את היכולת לנצל עמדות סמן מתאימות נוספות בי לייצר האופייני kinematic המתאים ולשמור על תצוגה בזמן אמת ללא הפסקות בנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע ניסוי ניתוח תנועה ראשונית שנמשך 10-30 שניות. זה נדרש כדי להשיג נתונים בסיסיים ויכול לשמש גם כמנגנון הראשון של מתן משוב של תוצאות למטופל. התייעצות עם המטופל בנוגע לממצאים רלוונטיים היא חשובה כדי לסייע במנוע לירנינג הנדרש בעת הפקת דפוסי תנועה חדשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש מטפל להסביר את מטרתו של שינוי התנועה המיועדת. זה צריך לכלול שני נימוקי biomechanical וקליניים לשינוי וכיצד הוא ייחודי לפתולוגיה הנתונה. הפגנה של תנועת השינוי על ידי המטפל תשפר מנוע למידה על ידי המטופל. שינוי התנועה בדרך כלל ייקבע על סמך מצגת יומכנית וקלינית של המטופל במהלך טיפול, או שאלת המחקר שבדק אם אך ורק למטרות מחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין הפעלת תנועת סבה. אם אתם משתמשים בליכון, תאפשר לבחור נושא המהירות המועדפת שלהם ולספק כמה דקות כדי להגיע למצב יציב-. זה גם מאפשר למטופל להיות מוכר ונוח עם הציוד, ניסיוני הגדרה, ופרוטוקול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק משוב למטופל במהלך הופעתה של התנועה. זה יכול ללבוש צורה של אונטערשייד רבגישות שונות שממפים, ושילוב ביניהם הם מועילות במהלך אימון מוקדם. התחל עם שיטות פחות טכניות, כגון משוב והתקדמות לביופידבק בזמן אמת מילולי. ניצול של ביופידבק בזמן האמת צריך תמיד כולל תצוגה ברורה של מקסימום של משתנה תוצאה אחת בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מספק מספיק זמן למטופל לתרגל את התנועה החדשה. למידה מוטורית יעילה לא יושג באופן מיידי. במקום זאת, תרגול מתמיד של מאפייני התנועה החדשים יסייע בהבטחת ניסוח מחדש של התכנית המוטורית האחראית לתנועה זו. התערבות סבה טיפוסית עשויה לדרוש 8-10 מפגשי הדרכה ממוקדים, כל אחד שנמשך בין 30 ל -60 דקות. </li></ol> 4. מטופל De-תדרוך ואימונים שלאחר מכן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדון בממצאים ותוצאות החשובים של הפגישה עם המטופל. גורמים חשובים להתמקד בצריכים לכלול שונות בביצועים, דבקות modif התנועה שנקבעהication ותיאור נוסף של הרציונל וחשיבותו של השינוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג קלט לגבי ההפעלה מהמטופל. בהתחשב בכך שההעדפות של כל מטופל צפוי להיות שונות, ייתכן שיהיה צורך לשנות את המסירה של ההתערבות לאדם מסוים. אלה צריכים להיות מזוהים מוקדם כדי לייעל את האפקטיביות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את התכנית לאימונים שלאחר מכן, במידת צורך. אם התערבות רבה מושב נבחרה, אימונים שלאחר מכן צריכים להשתמש בגישת משוב דהוי כדי לשפר את הלמידה מוטורית. ספק משוב כללי פחות וחלופי בין בלוקי זמן של משוב ומשוב במפגשים עתידיים. </li></ol>

<ol>
	<li>Ivanenko, Y. P., Poppele, R. E., Lacquaniti, F. <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+programs+and+walking.">Motor control programs and walking.</a> Neuroscientist. 12, 339-348 (2006).</li><li>Woodford, H., Price, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EMG+biofeedback+to+improve+lower+extremity+function+after+stroke.">EMG biofeedback to improve lower extremity function after stroke.</a> Cochrane Database Syst. Rev. 2007, CD004585 (2007).</li><li>Moreland, J. D., Thomson, M. A., Fuoco, 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=Electromyographic+feedback+to+improve+lower+extremity+function+after+stroke:+a+meta-analysis.">Electromyographic feedback to improve lower extremity function after stroke: a meta-analysis.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 79, 134-140 (1998).</li><li>Colborne, G. R., Wright, F. V., naumann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feedback+of+triceps+surae+EMG+in+gait+of+children+with+cerebral+palsy:+a+controlled+study.">Feedback of triceps surae EMG in gait of children with cerebral palsy: a controlled study.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 75, 40-45 (1994).</li><li>Binder, S. A., Moll, C. B., Wolf, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+electromyographic+biofeedback+as+an+adjunct+to+therapeutic+exercise+in+treating+the+lower+extremities+of+hemiplegic+patients.">Evaluation of electromyographic biofeedback as an adjunct to therapeutic exercise in treating the lower extremities of hemiplegic patients.</a> Phys. Ther. 61, 886-893 (1981).</li><li>Tate, J. C., Milner, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+kinematic,+temporospatial,+and+kinetic+biofeedback+during+gait+retraining+in+patients:+a+systematic+review.">Real-time kinematic, temporospatial, and kinetic biofeedback during gait retraining in patients: a systematic review.</a> Phys. Ther. 90, 1123-1134 (2010).</li><li>Miyazaki, T., Wada, 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=Dynamic+load+at+baseline+can+predict+radiographic+disease+progression+in+medial+compartment+knee+osteoarthritis.">Dynamic load at baseline can predict radiographic disease progression in medial compartment knee osteoarthritis.</a> Ann. Rheum. Dis. 61, 617-622 (2002).</li><li>Barrios, J., Crossley, K., Davis, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+retraining+to+reduce+the+knee+adduction+moment+through+real-time+visual+feedback+of+dynamic+knee+alignment.">Gait retraining to reduce the knee adduction moment through real-time visual feedback of dynamic knee alignment.</a> J. Biomech. 43, 2208-2213 (2010).</li><li>Hunt, M. A., Simic, M., Hinman, R. S., Bennell, K. L., Wrigley, T. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+of+a+gait+retraining+strategy+for+reducing+knee+joint+loading:+Increased+trunk+lean+guided+by+real-time+biofeedback.">Feasibility of a gait retraining strategy for reducing knee joint loading: Increased trunk lean guided by real-time biofeedback.</a> J. Biomech. 44, 943-947 (2011).</li><li>Simic, M., Hunt, M. A., Bennell, K. L., Hinman, R. S., Wrigley, T. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trunk+lean+gait+modification+and+knee+joint+load+in+people+with+medial+knee+osteoarthritis:+The+effect+of+varying+trunk+lean+angles.">Trunk lean gait modification and knee joint load in people with medial knee osteoarthritis: The effect of varying trunk lean angles.</a> Arthritis Care Res. , (2012).</li><li>Hunt, M. A., Simic, M., Hinman, R. S., Bennell, K. L., Wrigley, T. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+of+a+gait+retraining+strategy+for+reducing+knee+joint+loading:+Increased+trunk+lean+guided+by+real-time+biofeedback.">Feasibility of a gait retraining strategy for reducing knee joint loading: Increased trunk lean guided by real-time biofeedback.</a> J. Biomech. , (2010).</li><li>Mundermann, A., Asay, J., Mundermann, L., Andriacchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implications+of+increased+medio-lateral+trunk+sway+for+ambulatory+mechanics.">Implications of increased medio-lateral trunk sway for ambulatory mechanics.</a> J. Biomech. 41, 165-170 (2008).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

משוב בזמן אמת של ביצועים במהלך תנועות כגון הליכה יכול להיות תוספת חשובה לגישות לניתוח תנועה סטנדרטיות. אמנם בחיתוליו היחסיים, חקר שינויי תנועה ספציפיות ודיסקרטיים בהחלט ליהנות מהיכולת לייצר השינוי הרצוי עם דיוק ובזמן אמת. לדוגמה, אם החולה דורש כמות מסוימת של שינוי ת...

כל שינוי משמעותי במבנה או תוקפת שלד של הגפה התחתונה יהיה ככל הנראה השפעה על המאפיינים של תנועה ותפקוד גופני נלווה. בהתאם לכך, שיפור בתפקוד גופני הוא תוצאה חשובה של כל התערבות של שיקום. תנועות חוזרות ונשנות רגילות כגון הליכה נשלטות בדרך כלל על ידי תוכניות מוטוריות המכילות את מידע השליטה הנדרש כדי להפעיל את השרירים בעצמה ובעיתוי הנכון 1. תוכניות המוטוריות אלה נחוצים כדי לשפר את אוטומטיות בתנועה, ובכך להקטין את כמות השליטה המוקדשת לתנועה ומאפשר תשומת לב שתשולם למשימות אחרות ברמה גבוהות יותר. עם זאת, בהתחשב בתפקיד של תוכניות מוטוריות בתנועה והעובדה שהתוכניות אלה מעודנות על פני מספר שנים, שינוי ביצועי תנועה לאחר פציעה או מחלה היא מיזם מאתגר. באופן מסורתי, תנועת סבת interventיונים כבר מבוססים על מתן משוב מספק של ביצועי תנועה על מנת להבטיח כי המידע החדש שולב בתכנית המוטורית החדשה ומתפתח. גישות פשוטות, אך יעילה, כוללות משוב מילולי עם הוראות גלובליות (למשל &quot;לכופף יותר&quot;, &quot;לשמור על הברך שלך ישר&quot;), כמו גם מנגנונים של מתן משוב חזותי כגון שימוש במראה או מכשירי הקלטת וידאו. למרות האסטרטגיות העקיפות האלה הן שימושיות, במיוחד במסגרות קליניות עם משאבים מוגבלים, הם מוגבלים על ידי הקושי במתן אמצעים בדידים וכימות של משתני תנועה. כתוצאה מכך, להשלים טכניקות אלו עם שיטות יותר ישירות נוספות של המשוב צפוי לשפר את מנוע הלימוד מחדש הרצויים. יש הרבה קבלה בקהילות המחקר קליני וכי מתן משוב של תוצאות דיסקרטיות, כימות של מאפייני תנועה יכול לשפר את ביצועים בזמן התנועה retraini<html> התערבות ng. לדוגמה, משוב חזותי או שמיעתי רגעי של עוצמת הפעלת שרירים באמצעות מכשירי ביופידבק electromyographic הפך תווך בשיקום התנועה, בעיקר באנשים עם 2-3 שיתוק שבץ, מוחי 4, או שיתוק כרוני 5. לעומת זאת, משוב של קינמטיקה תנועה (זוויות משותפות ומגזר) הוכיח להיות פחות מנוצל בשל קושי בהערכה ומדידת תוצאות אלה במהירות ובדייקנות. ואכן, למרות שניתוח הכמותי, מעבדה מבוססת על תכונות תנועה באופן בולט במחקר בביומכניקה, וכבר החל להשתלב במסגרת הקלינית, הרוב המכריע של שימוש בניתוח תנועה שמור לניתוח מנותק לאחר בדיקות. עם זאת, יש מספר גדל והולך של מחקרים בספרות שמשתמשות בטכנולוגיות חדשות כדי לספק משוב של צעדי הליכה כאמצעי לשיפור האפקטיבי של תנועת סבת 6. ve_content &quot;&gt; אחד הפתולוגיה שנמצאה כרגע נחקרת בחשד לשימוש ביכולות יופידבק זמן אמת משולבת עם מערכות ניתוח תנועה סטנדרטיות הוא דלקת המפרקים ניוונית בברך (OA). מחקרים שנעשו לאחרונה מנוצלים משוב בזמן אמת של קינמטיקה ההליכה שתוכננה במיוחד כדי להפחית את העומס עובר דרך מפרק הברך, לכמת באמצעות הרגע החיצוני ברך אדוקציה -. גורם סיכון מוכר להתקדמות OA 7 למשל, מחקרים מנוצל ביופידבק בזמן האמת של בהירויות של זווית ירך 8 או זווית גזע 9-10 האנט et al 11 בלבד. תצוגה בזמן אמת של זווית גזע מול משתתפים במהלך הליכת ניסויים והראתה היכולת להגביר גזע רזה בתוך אימון בודד הציג, עם ירידות שליוו בבהירויות רגע אדוקציה ברך. לעומת זאת, באריוס ואח&#39; 8 נערך מפגש שמונה התערבות הילוך סבה התמקדה בשינוי ברך מישור הפרונטלי דינמיתזווית בעמדה והראתה ירידה משמעותית בערכי רגע אדוקציה ברך לאחר ההתערבות של החודש אחד בהשוואה לתחילת מחקר. מחקרים אלה ומחקרים דומים, יש לסמוך על היכולת למדוד, לנתח ולהציג את המשתנה בריבית למטופל על בסיס מתמשך. אזור מתפתח זה של מחקר יש השלכות קליניות לחולים עם מגוון של מחלות שמאפייני תנועת השפעה. באמצעות דוגמאות לשינויים רלוונטיים לדלקת מפרקים ניוונית (OA) של ברך kinematic, מטרת מאמר זה היא לתאר את השיטות הנדרשות לביצוע התערבות סבת תנועה באמצעות ביופידבק בזמן אמת של ביצועי הליכה.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> סמנים רעיוניים </td><td> עיצוב 3x3 </td><td></td><td> קוטר 12 מ&quot;מ </td></tr><tr><td> דיסקי קלטת מרקר </td><td> Disposables דיסקונט </td><td> TD-22 קולר אלקטרודה, 8 מ&quot;מ </td><td> שימוש מיועד הוא כצווארונים אלקטרודה </td></tr><tr><td> מצלמות ניתוח תנועה </td><td> תנועת ניתוח תאגיד </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Biofeedtrak </td><td> תנועת ניתוח תאגיד </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab </td><td> The Mathworks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

movement retraining using real-time feedback of performance

כל שינוי בתנועה - בייחוד דפוסי תנועה כי כבר מושחז על פני מספר שנים - דורש ארגון מחדש של הדפוסים האחראים לשלטון ביצועי תנועת neuromuscular. למידה מוטורית זו ניתן לשפר באמצעות מספר השיטות המשמשות במחקר ובמסגרות קליניות כאחד. במשוב כללי, מילולי של ביצועים בזמן אמת או בידע של תוצאות בעקבות תנועה הוא נפוץ מבחינה קלינית כאמצעי ראשוני של הטמעת למידה מוטורית. בהתאם להעדפות מטופל וסגנון למידה, משוב חזותי (לדוגמה, באמצעות שימוש במראה או סוגים שונים של וידאו) או הדרכת פרופריוצפטיבי ניצול מגע מטפל, משמשים כתוספת הוראות מילוליות מהמטפל. ואכן, שילוב של צורות אלה של משוב הוא דבר שבשגרה במסגרת הקלינית כדי להקל על למידה מוטורית ותוצאות אופטימליות. מעבדה מבוססת, תנועה כמותיתניתוח היה עמוד תווך בהגדרות מחקר כדי לספק ניתוח מדויק ואובייקטיבי של מגוון רחב של תנועות באוכלוסיות בריאות ובפצועים. בעוד המנגנונים בפועל של לכידת התנועות יכולים להיות שונים, כל מערכות ניתוח התנועה הנוכחיות מסתמכות על היכולת לעקוב אחר התנועה של פרקי גוף ומפרק ולהשתמש במשוואות של תנועה שהוקמו כדי לכמת דפוסי תנועה מרכזיות. בשל מגבלות ברכישה ומהירות עיבוד, ניתוח ותיאור של התנועות שהתרחש באופן מסורתי מנותק לאחר סיומם של בדיקות מסוימות. מאמר זה ידגיש תוסף חדש לטכניקות ניתוח תנועה סטנדרטיות המסתמכות על הערכת הקרבה המיידית וכימות של דפוסי תנועה והתצוגה של מאפייני תנועה ספציפיות למטופל במהלך ניתוח תנועה. כתוצאה מכך, טכניקה חדשנית זו יכולה לספק שיטה חדשה של מתן משוב שיש יתרונות over כיום בשימוש בשיטות משוב.

דוגמה מישיבת סבת תנועה אחת מתמקדת בזווית גדלה לרוחב גזע רזה בחולה עם OA בברכו מוצגת באיור 2. לאחר כ 15 דקות של אימון באמצעות שילוב של משוב מילולי ומראה המבוסס על ביצועים, החולה מסופק עם נתונים בזמן אמת הנוגעים לסכום של כיפוף גזע לרוחב. אימון בשיטה זו נמשך 10 דקות ?...

Watch this Scientific Journal Video about Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance at JoVE.com

Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance

דפוסי תנועה חריגה סבה לאחר פציעה או מחלה הוא מרכיב מרכזי בשיקום פיזי. התקדמות בטכנולוגיה התירה הערכה מדויקת של תנועה במגוון רחב של משימות, עם כימות מיידיות קרובות של תוצאות. זה מספק הזדמנויות חדשות לשינוי של דפוסי תנועה שגויים בזמן אמת.

תנועת סבה באמצעות משוב בזמן אמת של ביצועים

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

movement-retraining-using-real-time-feedback-of-performance

Research

JoVE Journal

Medicine

13.2K Views.  University of British Columbia. דפוסי תנועה חריגה סבה לאחר פציעה או מחלה הוא מרכיב מרכזי בשיקום פיזי. התקדמות בטכנולוגיה התירה הערכה מדויקת של תנועה במגוון רחב של משימות, עם כימות מיידיות קרובות של תוצאות. זה מספק הזדמנויות חדשות לשינוי של דפוסי תנועה שגויים בזמן אמת.

Video: Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle uptake in tumors at the microscopic level1,2,3, highlighting the utility of a suitable xenograft model in which to perform detailed uptake analyses. Here, we use high-resolution intravital imaging to evaluate nanoparticle uptake in human tumor xenografts in a modified, shell-less chicken embryo model. The chicken embryo model is particularly well-suited for these in vivo analyses because it supports the growth of human tumors, is relatively inexpensive and does not require anesthetization or surgery 4,5. Tumor cells form fully vascularized xenografts within 7 days when implanted into the chorioallantoic membrane (CAM) 6. The resulting tumors are visualized by non-invasive real-time, high-resolution imaging that can be maintained for up to 72 hours with little impact on either the host or tumor systems. Nanoparticles with a wide range of sizes and formulations administered distal to the tumor can be visualized and quantified as they flow through the bloodstream, extravasate from leaky tumor vasculature, and accumulate at the tumor site. We describe here the analysis of nanoparticles derived from Cowpea mosaic virus (CPMV) decorated with near-infrared fluorescent dyes and/or polyethylene glycol polymers (PEG) 7, 8, 9,10,11. Upon intravenous administration, these viral nanoparticles are rapidly internalized by endothelial cells, resulting in global labeling of the vasculature both outside and within the tumor7,12. PEGylation of the viral nanoparticles increases their plasma half-life, extends their time in the circulation, and ultimately enhances their accumulation in tumors via the enhanced permeability and retention (EPR) effect 7, 10,11. The rate and extent of accumulation of nanoparticles in a tumor is measured over time using image analysis software. This technique provides a method to both visualize and quantify nanoparticle dynamics in human tumors.

We present a novel approach to quantify nanoparticle localization in the vasculature of human xenografted tumors using dynamic, real-time intravital imaging in an avian embryo model.

הערכה של ספיגת nanoparticle ב גידולים בזמן אמת באמצעות הדמיה Intravital

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Real-time fMRI Biofeedback Targeting the Orbitofrontal Cortex for Contamination Anxiety

We present a method for training subjects to control activity in a region of their orbitofrontal cortex associated with contamination anxiety using biofeedback of real-time functional magnetic resonance imaging (rt-fMRI) data. Increased activity of this region is seen in relationship with contamination anxiety both in control subjects1 and in individuals with obsessive-compulsive disorder (OCD),2 a relatively common and often debilitating psychiatric disorder involving contamination anxiety. Although many brain regions have been implicated in OCD, abnormality in the orbitofrontal cortex (OFC) is one of the most consistent findings.3, 4 Furthermore, hyperactivity in the OFC has been found to correlate with OCD symptom severity5 and decreases in hyperactivity in this region have been reported to correlate with decreased symptom severity.6 Therefore, the ability to control this brain area may translate into clinical improvements in obsessive-compulsive symptoms including contamination anxiety. Biofeedback of rt-fMRI data is a new technique in which the temporal pattern of activity in a specific region (or associated with a specific distributed pattern of brain activity) in a subject's brain is provided as a feedback signal to the subject. Recent reports indicate that people are able to develop control over the activity of specific brain areas when provided with rt-fMRI biofeedback.7-12 In particular, several studies using this technique to target brain areas involved in emotion processing have reported success in training subjects to control these regions.13-18 In several cases, rt-fMRI biofeedback training has been reported to induce cognitive, emotional, or clinical changes in subjects.8, 9, 13, 19 Here we illustrate this technique as applied to the treatment of contamination anxiety in healthy subjects. This biofeedback intervention will be a valuable basic research tool: it allows researchers to perturb brain function, measure the resulting changes in brain dynamics and relate those to changes in contamination anxiety or other behavioral measures. In addition, the establishment of this method serves as a first step towards the investigation of fMRI-based biofeedback as a therapeutic intervention for OCD. Given that approximately a quarter of patients with OCD receive little benefit from the currently available forms of treatment,20-22 and that those who do benefit rarely recover completely, new approaches for treating this population are urgently needed.

Here we present a method for training people to control a brain area involved in contamination anxiety and for probing the relationship between contamination anxiety and brain connectivity patterns.

בזמן אמת fMRI ביופידבק מיקוד Cortex orbitofrontal עבור חרדה זיהום

We present a method for training subjects to control activity in a region of their orbitofrontal cortex associated with contamination anxiety using ...

MicroRNA Detection in Prostate Tumors by Quantitative Real-time PCR (qPCR)

MicroRNAs (miRNAs) are single-stranded, 18&#x2013;24 nucleotide long, non-coding RNA molecules. They are involved in virtually every cellular process including development1, apoptosis2, and cell cycle regulation3. MiRNAs are estimated to regulate the expression of 30% to 90% of human genes4 by binding to their target messenger RNAs (mRNAs)5. Widespread dysregulation of miRNAs has been reported in various diseases and cancer subtypes6. Due to their prevalence and unique structure, these small molecules are likely to be the next generation of biomarkers, therapeutic agents and/or targets.
Methods used to investigate miRNA expression include SYBR green I dye- based as well as Taqman-probe based qPCR. If miRNAs are to be effectively used in the clinical setting, it is imperative that their detection in fresh and/or archived clinical samples be accurate, reproducible, and specific. qPCR has been widely used for validating expression of miRNAs in whole genome analyses such as microarray studies7. The samples used in this protocol were from patients who underwent radical prostatectomy for clinically localized prostate cancer; however other tissues and cell lines can be substituted in. Prostate specimens were snap-frozen in liquid nitrogen after resection. Clinical variables and follow-up information for each patient were collected for subsequent analysis8.
Quantification of miRNA levels in prostate tumor samples. The main steps in qPCR analysis of tumors are: Total RNA extraction, cDNA synthesis, and detection of qPCR products using miRNA-specific primers. Total RNA, which includes mRNA, miRNA, and other small RNAs were extracted from specimens using TRIzol reagent. Qiagen's miScript System was used to synthesize cDNA and perform qPCR (Figure 1). Endogenous miRNAs are not polyadenylated, therefore during the reverse transcription process, a poly(A) polymerase polyadenylates the miRNA. The miRNA is used as a template to synthesize cDNA using oligo-dT and Reverse Transcriptase. A universal tag sequence on the 5' end of oligo-dT primers facilitates the amplification of cDNA in the PCR step. PCR product amplification is detected by the level of fluorescence emitted by SYBR Green, a dye which intercalates into double stranded DNA. Specific miRNA primers, along with a Universal Primer that binds to the universal tag sequence will amplify specific miRNA sequences. 
The miScript Primer Assays are available for over a thousand human-specific miRNAs, and hundreds of murine-specific miRNAs. Relative quantification method was used here to quantify the expression of miRNAs. To correct for variability amongst different samples, expression levels of a target miRNA is normalized to the expression levels of a reference gene. The choice of a gene on which to normalize the expression of targets is critical in relative quantification method of analysis. Examples of reference genes typically used in this capacity are the small RNAs RNU6B, RNU44, and RNU48 as they are considered to be stably expressed across most samples. In this protocol, RNU6B is used as the reference gene.

MicroRNA Detection in Prostate Tumors by Quantitative Real-time PCR qPCR

Quantitative Real Time polymerase chain reaction (qPCR) is a rapid and sensitive method to investigate the expression levels of various microRNA (miRNA) molecules in tumor samples. Using this method expression of hundreds of different miRNA molecules can be amplified, quantified, and analyzed from the same cDNA template.

MicroRNA איתור גידולים הערמונית ב כמותי בזמן אמת PCR (QPCR)

MicroRNAs (miRNAs) are single-stranded, 18&#x2013;24 nucleotide long, non-coding RNA molecules. They are involved in virtually every cellular process ...

Cerebrospinal Fluid MicroRNA Profiling Using Quantitative Real Time PCR

MicroRNAs (miRNAs) constitute a potent layer of gene regulation by guiding RISC to target sites located on mRNAs and, consequently, by modulating their translational repression. Changes in miRNA expression have been shown to be involved in the development of all major complex diseases. Furthermore, recent findings showed that miRNAs can be secreted to the extracellular environment and enter the bloodstream and other body fluids where they can circulate with high stability. The function of such circulating miRNAs remains largely elusive, but systematic high throughput approaches, such as miRNA profiling arrays, have lead to the identification of miRNA signatures in several pathological conditions, including neurodegenerative disorders and several types of cancers. In this context, the identification of miRNA expression profile in the cerebrospinal fluid, as reported in our recent study, makes miRNAs attractive candidates for biomarker analysis.
There are several tools available for profiling microRNAs, such as microarrays, quantitative real-time PCR (qPCR), and deep sequencing. Here, we describe a sensitive method to profile microRNAs in cerebrospinal fluids by quantitative real-time PCR. We used the Exiqon microRNA ready-to-use PCR human panels I and II V2.R, which allows detection of 742 unique human microRNAs. We performed the arrays in triplicate runs and we processed and analyzed data using the GenEx Professional 5 software.
Using this protocol, we have successfully profiled microRNAs in various types of cell lines and primary cells, CSF, plasma, and formalin-fixed paraffin-embedded tissues.

We describe a protocol of real time PCR to profile microRNAs in the cerebrospinal fluid (CSF). With the exception of RNA extraction protocols, the procedure can be extended to RNA extracted from other body fluids, cultured cells, or tissue specimens.

נוזל עמוד שדרת MicroRNA פרופיל שימוש כמותי בזמן אמת PCR

MicroRNAs (miRNAs) constitute a potent layer of gene regulation by guiding RISC to target sites located on mRNAs and, consequently, by modulating their ...

Assessment of Ovarian Cancer Spheroid Attachment and Invasion of Mesothelial Cells in Real Time

Ovarian cancers metastasize by shedding into the peritoneal fluid and dispersing to distal sites within the peritoneum. Monolayer cultures do not accurately model the behaviors of cancer cells within a nonadherent environment, as cancer cells inherently aggregate into multicellular structures which contribute to the metastatic process by attaching to and invading the peritoneal lining to form secondary tumors. To model this important stage of ovarian cancer metastasis, multicellular aggregates, or spheroids, can be generated from established ovarian cancer cell lines maintained under nonadherent conditions. To mimic the peritoneal microenvironment encountered by tumor cells in vivo, a spheroid-mesothelial co-culture model was established in which preformed spheroids are plated on top of a human mesothelial cell monolayer, formed over an extracellular matrix barrier. Methods were then developed using a real-time cell analyzer to conduct quantitative real time measurements of the invasive capacity of different ovarian cancer cell lines grown as spheroids. This approach allows for the continuous measurement of invasion over long periods of time, which has several advantages over traditional endpoint assays and more laborious real time microscopy image analyses. In short, this method enables a rapid, determination of factors which regulate the interactions between ovarian cancer spheroid cells invading through mesothelial and matrix barriers over time.

Ovarian cancer cell invasion into the mesothelial lining of the peritoneum is a dynamic process over time. Utilizing a real time analyzer, the invasive capacity of ovarian cancer cells in a spheroid-mesothelial cell co-culture model can be quantified over prolonged time periods, providing insights into factors regulating the metastatic process.

הערכה של קובץ מצורף סרטן השחלות אליפטית ופלישה של תאי mesothelial בזמן אמת

Ovarian cancers metastasize by shedding into the peritoneal fluid and dispersing to distal sites within the peritoneum. Monolayer cultures do not ...

Real-time Cytotoxicity Assays in Human Whole Blood

A live cell-based whole blood cytotoxicity assay (WCA) that allows access to temporal information of the overall cell cytotoxicity is developed with high-throughput cell positioning technology. The targeted tumor cell populations are first preprogrammed to immobilization into an array format, and labeled with green fluorescent cytosolic dyes. Following the cell array formation, antibody drugs are added in combination with human whole blood. Propidium iodide (PI) is then added to assess cell death. The cell array is analyzed with an automatic imaging system. While cytosolic dye labels the targeted tumor cell populations, PI labels the dead tumor cell populations. Thus, the percentage of target cancer cell killing can be quantified by calculating the number of surviving targeted cells to the number of dead targeted cells. With this method, researchers are able to access time-dependent and dose-dependent cell cytotoxicity information. Remarkably, no hazardous radiochemicals are used. The WCA presented here has been tested with lymphoma, leukemia, and solid tumor cell lines. Therefore, WCA allows researchers to assess drug efficacy in a highly relevant ex&#160;vivo condition.

The whole blood cytotoxicity assay (WCA) is a cytotoxicity assay developed by incorporating high-throughput cell positioning technology with fluorescence microscopy and automated image processing. Here, we describe how lymphoma cells treated with an anti-CD20 antibody can be analyzed real-time in human whole blood to provide quantitative cellular cytotoxicity analysis.

בזמן אמת Cytotoxicity מבחני בדם כל אדם

A live cell-based whole blood cytotoxicity assay (WCA) that allows access to temporal information of the overall cell cytotoxicity is developed with ...

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.

ניתוח וידאו התנועה באמצעות טלפונים חכמים (ViMAS): מחקר פיילוט

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.

אולטראסאונד תלת-ממד הדמיה: Morphometry מהירה וחסכונית של רקמת שריר-שלד

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

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any potential therapeutic approach directed against acute left ventricular (LV) dysfunction. Current imaging modalities (e.g., echocardiography and magnetic resonance imaging) have several limitations since data on LV pressure cannot directly be measured. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion could serve as a novel method for a real-time evaluation of LV function.
At the beginning of the procedure, mice were anesthetized followed by endotracheal intubation. For LV catheterization, the right carotid artery was exposed via middle-neck incision. The catheter was introduced and placed into the LV cavity. Left thoracotomy was conducted and the left main coronary artery (LCA) was ligated. To induce reperfusion, the suture was released after 45 min. Pressure-volume data was recorded at all times.
Ligation of the LCA caused a decrease in LV systolic function as evidenced by a 30% reduction in stroke volume, LV ejection fraction (EF), and cardiac output. Maximum dP/dt as a parameter for LV contractility was also significantly reduced and diastolic function was severely impaired (minimum dP/dt -40%). Reperfusion over a period of 20 min did not lead to a complete recovery of LV function.
Real-time pressure-volume analysis served as a valid procedure for monitoring cardiac function during acute myocardial infarction in mice. Maintaining stable anesthesia and a standardized surgical approach was crucial to ensure valid results. As the early phase of acute myocardial infarction is critical for morbidity and mortality, the delineated method could be beneficial for preclinical evaluation of new strategies for cardioprotection.

Acute myocardial infarction in mice induces acute but incompletely characterized changes in left ventricular (LV) function. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion serves as a novel method for a real-time evaluation of LV function.

ניתוח בזמן אמת לחץ-נפח של אוטם אקוטי בעכברים

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Bio-energetics Investigation of Candida albicans Using Real-time Extracellular Flux Analysis

Mitochondria are essential organelles for the cellular metabolism and survival. A variety of key events take place in mitochondria, such as cellular respiration, oxidative metabolism, signal transduction, and apoptosis. Consequently, mitochondrial dysfunction is reported to play an important role in the antifungal drug tolerance and virulence of pathogenic fungi. Recent data have also led to the recognition of the importance of the mitochondria as an important contributor to fungal pathogenesis. Despite the importance of the mitochondria in fungal biology, standardized methods to understand its function are poorly developed. Here, we present a procedure to study the basal oxygen consumption rate (OCR), a measure of mitochondrial respiration, and extracellular acidification rates (ECAR), a measure of glycolytic function in C. albicans strains. The method described herein can be applied to any Candidaspp. strains without the need to purify mitochondria from the intact fungal cells. Furthermore, this protocol can also be customized to screen for inhibitors of mitochondrial function in C. albicans strains.

Bio-energetics Investigation of Candida albicans Using Real-time Extracellular Flux Analysis

Here, we present a stepwise protocol to investigate the mitochondrial respiration and glycolytic function in Candida Albicans using an extra flux analyzer.

ביו-energetics החקירה של קנדידה אלביקנס משתמש בזמן אמת חוץ-תאית השטף ניתוח

Mitochondria are essential organelles for the cellular metabolism and survival. A variety of key events take place in mitochondria, such as cellular ...