On behalf of my co-author and myself, I would like to acknowledge Nordixx Canada for helping to fund this research, our participants for their time and patience, and our fellow colleagues, Jos&#233;e, Ria, Lei, and Nadia, for their help with various aspects of this study.

Questo studio è stato eseguito in conformità con le linee guida del Comitato Etico dell&#39;Università di Ottawa Research. 1. Screening Procedura <ol><li> Fornire mostrano lato presentazioni di zona locale a piedi gruppi e manifesti messaggio di reclutamento presso centri sociali e strutture pubbliche, al fine di reclutare un gruppo di residenti in comunità, gli adulti più anziani attivi. </li><li> Su visita iniziale, prima salutare i partecipanti, introdurli al laboratorio, e di fornire loro il tempo di trasformarsi in abbigliamento appropriato (ad esempio pantaloncini, t-shirt e scarpe da ginnastica). Una volta pronto, a ciascun partecipante con una descrizione studio approfondito, è necessario ottenere il consenso informato scritto, e lo schermo ogni individuo per lo studio ammissibilità utilizzando vari questionari. NOTA: I criteri di inclusione include: 55-80 anni di età, novizio di nordic walking (NW), senza condizioni neurologiche, non disturbi cognitivi, senza condizioni cardiache, senza precedenti lesioni o interventi chirurgici che interessano l&#39;andatura e superioreil movimento degli arti, e la capacità di camminare senza aiuto. <ol><li> Avere il partecipante completare un questionario di salute generale e di attività fisica e la prontezza attività fisica Questionnaire (PAR-Q) al fine di confermare l&#39;età, il livello di attività, eventuali condizioni neurologiche esistenti e valutare brevemente salute cardiaca. </li><li> Poi, li hanno completare un stabilità posturale auto-riferito e cade questionario (adattato da Ashburn et al. 10) per determinare la prevalenza di caduta, se applicabile. Infine, completare la valutazione cognitiva Montreal (MOCA), con ogni soggetto, al fine di controllare per lieve deterioramento cognitivo 11, costituendo un punteggio minimo di 26 su 30. </li></ol></li></ol> 2. Palo di set-up e di istruzioni Nordic Walking <ol><li> Ciascun partecipante una serie di pali, e istruirli su come regolare i poli per una lunghezza ottimale rispetto alla loro altezza. Assicurarsi che la regolazione corrisponde a circa 65% dell&#39;altezza del corpo dell&#39;individuo. <ol><li> Fornire ogni partecipante con le seguenti istruzioni in materia di regolazione palo. Chiedi ai partecipanti di puntare in alto, hanno i partecipanti posizionare la punta pole davanti alle dita dei piedi, istruire i partecipanti di posizionare il gomito e avambraccio accanto al corpo, e chiedere ai partecipanti di allungare i poli in modo che il gomito forma un approssimativo di 90 ° angolo accanto al corpo. Infine, serrare saldamente i poli e l&#39;angolo delle punte di avvio all&#39;indietro. </li></ol></li><li> Istruire il partecipante i seguenti 4 passaggi di base al fine di minimizzare la quantità di dati per elaborare e assicurare una comprensione approfondita della tecnica 12. Assegnare circa 30 minuti per l&#39;istruzione e la successiva pratica della tecnica. NOTA: le istruzioni di nordic walking sono per essere dato da un istruttore di nordic walking pole certificata. <ol><li> Prima di fissare le cinghie da polso, istruire il partecipante di mettere i loro pali dietro la parte bassa della schiena epuntare in alto. Chiedi ai partecipanti di stare con loro petto alto e le spalle rilassate. NOTA: Spiegare al partecipante che questo è fatto per acquisire una comprensione della postura corpo in posizione verticale necessaria per il nordic walking. </li><li> Hanno ogni partecipante fissare le cinghie di polso, posizionare le punte palo dietro di loro, e rilassarsi le braccia lungo i fianchi. Pur mantenendo le mani aperte (cioè non afferrare le maniglie), istruire il soggetto per cominciare a camminare con il minimo forcellone per circa 100 m. NOTA: In questa fase, i poli sono semplicemente trascinava dietro il partecipante. </li><li> Pur mantenendo le mani aperte e trascinando i pali dietro di loro, istruire il partecipante di iniziare a camminare più velocemente. Chiedere ai partecipanti di visualizzare portare la loro mano come se fossero in procinto di stringere la mano a qualcuno. NOTA: In questa fase, spiega che l&#39;obiettivo è quello di promuovere le azioni naturali reciproche e ritmiche delle braccia e delle gambe durante la deambulazione. </li><li> Finalmente,come il braccio oscilla avanti, avere il partecipante afferrare delicatamente la maniglia e applicare una forza contro il terreno. Con ogni oscillazione del braccio, istruire l&#39;individuo a sollevare leggermente i pali da terra e con fermezza li pianta con ogni falcata successiva. NOTA: In questa fase, spiegano che gli aiuti forza applicata in progressione dell&#39;andatura e fornisce la resistenza alla muscolatura superiore del corpo. </li></ol></li></ol> 3. I dati raccolta e il controllo protocollo <ol><li> Utilizzando una misura standard di nastro, scala di peso, e la pinza, prendere misure antropometriche del partecipante, compreso lunghezze gamba destra altezza, peso, inter-ASIS distanza, a sinistra e, larghezze ginocchio, larghezze caviglia, offset spalla, larghezze gomito, larghezze polso, e spessori mano. <ol><li> Utilizzando un metro, misurare ogni lunghezza gamba come la distanza dalla spina iliaca antero-superiore (ASIS) al centro del malleolo mediale così come la distanza tra il ASIS sinistro e destro (cioè &lt;/ Em&gt; inter-ASIS distanza). <ol><li> Quindi, misurare la larghezza di ciascun giunto utilizzando un calibro trovando la distanza tra le prominenze ossee (es condili) di ciascun giunto. Infine, misurare l&#39;altezza e il peso del partecipante utilizzando una misura di nastro standard e la scala, rispettivamente. </li></ol></li></ol></li><li> Per valutare modelli deambulazione (ad esempio misure spazio-temporali) e l&#39;allineamento posturale per un lungo periodo di tempo, utilizzare un sistema accelerometria per la raccolta di dati durante il 6 test del cammino (6MWT), che è una prova valida e appropriata nella valutazione di età adulta resistenza fisica 13. <ol><li> Per il sistema accelerometria, assicurarsi che comprende almeno 6 sensori, ciascuno con accelerometri e giroscopi incorporati in essi al fine di misurare sia l&#39;accelerazione (g) e la velocità angolare (gradi / sec) di ogni segmento organismo specifico. <ol><li> Prima di posizionamento sul partecipante, in modo che tutti i sensori are ancorata saldamente alla docking station del sistema, al fine di sincronizzarli e calibrare il sistema, e, infine, relè misurazioni dati precisi 14. </li></ol></li><li> Fissare i sensori con gancio e le cinghie regolabili, fissare i sensori ai polsi, alle caviglie, colonna lombare (L5) e del tronco e raccogliere ad una frequenza di campionamento di un minimo di 100 Hz. <ol><li> Quando si posizionano i sensori, in modo che essi sono orientati secondo le linee guida del sistema. Posizionare i sensori caviglia anteriormente. Posizionare i sensori polso posteriormente (quando è in posizione anatomica). Posizionare il sensore tronco cima sterno, e posizionare il sensore L5 direttamente alla L5 vertebre. NOTA: dati cinematici viene trasmessa via radio da questi sensori ad un punto di accesso, che viene utilizzato per proprio tempo di trasmissione dei dati sincronizzati. </li></ol></li><li> Montare il partecipante con i 6 sensori e chiedere loro di effettuare due prove del 6MWT, uno con pali e One meno. Casualmente assegnare questi due studi per il controllo per effetto dell&#39;ordine. </li><li> Istruire il partecipante a camminare avanti e indietro lungo una passerella 25 m ad una velocità di auto-selezionato per il 6MWT, sia con e senza pali. In questo momento, assicurati di fare clic su &#39;Start&#39; per iniziare la raccolta dei dati con il sistema accelerometria. NOTA: Durante le prove pole, fornire ulteriori istruzioni al partecipante di attuare il loro istruzione di polarità. </li></ol></li><li> Infine, valutare gli eventi durata dell&#39;andatura brevi utilizzando un sistema di motion capture 3-dimensionale raccolta ad un minimo di 100 Hz, con due piattaforme di forza incorporati nel pathway. Sincronizzare le piattaforme di forza con il sistema di motion capture, assicurarsi che le piattaforme di forza vengono azzerati per evitare che il rumore nei dati, e garantire che essi stanno raccogliendo ad una frequenza di campionamento sufficiente, ad esempio 1.000 Hz. <ol><li> Sincronizzare le piastre forza per il sistema di motion capture per primo li collega al computer tramite i cavi fornisconoD da parte della società. In secondo luogo, direttamente all&#39;interno del software di sistema di motion capture, è imperativo &#39;aggiungere&#39; le piattaforme di forza al volume di cattura inserendo le dimensioni, la sensibilità, frequenze di campionamento, e tutte le altre informazioni necessarie per il sistema. </li><li> Assicurarsi che le piattaforme di forza sono state &#39;azzerato&#39;. Fate questo in due fasi: 1) fare clic destro su ogni piatto forza all&#39;interno del software e selezionare &#39;Zero forza piatto&#39; e 2) premere il pulsante &#39;zero&#39; che si trova direttamente sulla scatola di acquisizione dei dati delle piattaforme di forza. NOTA: Assicurarsi che il sistema di motion capture raccoglie le informazioni in tempo reale da entrambi i gambe sinistra e destra da scioperi piede su ogni piattaforma di forza e consente l&#39;analisi spazio-temporali, cinematica e cinetica. </li></ol></li><li> Completare una calibrazione dinamica del sistema (volto a definire il volume di cattura che deve essere usato per la raccolta dei dati). A tale scopo, una bacchetta 3 marcatore in modo controllato attraverso la Capture lo spazio. Quindi eseguire una calibrazione statica del sistema per impostare il sistema di coordinate globale (cioè il punto di riferimento di 0, 0, 0 (x, y, z) mettendo a 4 marcatore L-frame in quel determinato punto di riferimento per selezionare &#39;Set Volume &#39;all&#39;interno del software del computer. NOTA: La calibrazione dinamica successivamente assiste nella ricostruzione della posizione 3-dimensionale di 39 marcatori riflettenti utilizzati per questo modello. <ol><li> Montare il partecipante con 39 marcatori riflettenti, allegando utilizzando nastro biadesivo e mettendoli su punti di riferimento specifici anatomici tra cui: secondo metatarso, malleoli laterali, calcanei, la metà del gambo a destra ea sinistra, condili femorali laterali, a destra ea sinistra a metà coscia , ASIS, SIPS, T10, C7, terzino destro, clavicola, sterno, processi acromion, a destra ea sinistra a metà dell&#39;omero, epicondili laterali, a destra ea sinistra a metà avambraccio, polso mediale e laterale, secondo metacarpo, testa antero-laterale, e posteriore-laterale della testa. </li><li> Istruire il partecipante per poisvolgere 6 prove di un 5 metri a piedi attraverso il volume di acquisizione dei sistemi, tre con pali e tre senza. Casualmente assegnare questi studi per il controllo per effetto dell&#39;ordine e di fornire la stessa istruzione come per il 6MWT. </li></ol></li></ol> 4. I ​​dati e l&#39;analisi statistica 14 <ol><li> Durante l&#39;analisi del 6MWT, rimuovere tutte le svolte durante il processo, al fine di tener conto rigorosamente costante camminare stato Dopo aver rimosso i giri, utilizzare il software di sistema per estrarre le misure spazio-temporali, gamma tronco di movimento (ROM) in tutti i luoghi, e velocità tronco in tutti i piani. NOTA: Questa operazione viene eseguita automaticamente durante questo protocollo attraverso algoritmi utilizzati dal sistema stesso 14. I passi per estrarre le variabili dipendenti necessari all&#39;interno di questo sistema sono elencati di seguito. <ol><li> Utilizzando il software di sistema accelerometria, prima cliccare su &#39;Data Monitor&#39;, selezionare l&#39;ora timbrato opportune prove che sono state raccolte, fare clic destro sul TRIALS, e selezionare &#39;Converti in formato CSV&#39;. Dopo aver fatto questo, aprire il file CSV e garantire che i dati da tutti i 6 sensori è stato esportato per ulteriori analisi. </li><li> Avanti, selezionare di nuovo il processo e fare clic su &#39;Esporta in PDF&#39;. Osservare il sistema genera un rapporto PDF con un numero di variabili. Da qui, estrarre le variabili che sono voluti per lo studio, in questo caso, le misure spazio-temporali e cinematiche. </li></ol></li><li> Per motion capture 3-dimensionale, filtrare tutti gli studi con un quarto ordine zero ritardo filtro Butterworth per dispositivi analogici con una frequenza di taglio di 10 Hz e un filtro Woltring per le traiettorie marcatori con un MSE 15 millimetri predetto valore. Per fare questo, fissare le &#39;Butterworth e Woltring&#39; opzioni di filtraggio al gasdotto operazioni all&#39;interno del software di sistema, selezionare le suddette frequenze di taglio e valori MSE, e fare clic su &#39;Esegui&#39;. <ol><li> Aggiunta di un &#39;esportazione di file ASCII&#39; operazione al gasdotto operazioni all&#39;internoil sistema e selezionare &#39;Run&#39;. Salvare il foglio di lavoro ASCII appena esportato (foglio di calcolo) al computer. </li><li> Aprire i file ASCII esportati e all&#39;interno di ogni file, individuare le uscite di potenza e momenti di forza (cioè cinetica) per ciascuna delle articolazioni degli arti inferiori, tra cui la caviglia, ginocchio, anca e. NOTA: Utilizzando le funzioni minime e massime dentro il foglio, calcolare i picchi superiori ed inferiori corrispondenti alle diverse fasi di un singolo ciclo del passo (ad esempio A1, K1, H1, etc.) come indicato dalla inverno 14. </li><li> Successivamente, estrarre le misure spazio-temporali utilizzando il software di sistema specifico, che in questo caso, viene calcolato automaticamente tramite algoritmi di sistema e da misure antropometriche. Per estrarre le variabili specifiche, prima di importare il processo desiderato nel software di sistema, selezionare &#39;Eventi&#39;, e cliccare sulla variabile desiderata per ottenere la media variabile da ogni prova. </li></ol></li><li> Lastly, utilizzando i file ASCII, individuare le traiettorie per il marcatore C7 nonché i marcatori sacrali / pelvico. Utilizzando queste traiettorie, calcolare l&#39;allineamento posturale come il differenziale tra questi marcatori e traiettorie in entrambe le direzioni medio-laterale e anteriore-posteriore. </li><li> Aprire software statistico e importare il processo specifico. In primo luogo, utilizzando il test di Shapiro-Wilks per la normalità, accertarsi se i dati sono distribuiti normalmente. <ol><li> Per confrontare con e senza pali, uso paired t-test quando i dati vengono normalmente distribuito e Wilcoxon Classifica test quando è asimmetrico. Utilizzare Holm-Sidak procedure multiple confronto a coppie in caso di necessità. livello di significatività è fissato a p &lt;0,05. </li></ol></li></ol>

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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+processing+and+linear+systems+for+the+movement+sciences.">Signal processing and linear systems for the movement sciences.</a> Waterloo Biomechanics. , (1997).</li><li>Ali, N., Rouhi, G., Robertson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender,+vertical+height+and+horizontal+distance+effects+on+single-leg+landing+kinematics:+implications+for+risk+of+non-contact+acl+injury.">Gender, vertical height and horizontal distance effects on single-leg landing kinematics: implications for risk of non-contact acl injury.</a> J Hum Kinet. 37 (1), 27-38 (2013).</li></ol>

Questo lavoro è finanziato in parte da Nordixx Canada, i responsabili dei bastoncini utilizzati in questo video.

L&#39;importanza di mantenere la coerenza in termini di utilizzo pole è fondamentale all&#39;interno di questo protocollo. In particolare, le misure adeguate per una corretta tecnica di polarizzazione così come polo corretto set up sono importanti per mantenere la coerenza tra i diversi studi. Pertanto, le linee guida e le istruzioni di una specifica organizzazione Nordic Walking devono essere rispettate per protocolli come questo. Inoltre e in particolare quando si utilizza accelerometria, uso di un insieme corpo pie...

Il Nordic Walking (NW) è considerata come una forma semplice e sicuro di fitness a piedi utilizzando bastoncini appositamente progettati 1. Si suggerisce che i poli forniscono maggiore stabilità, migliorare la postura, e ridurre lo stress articolare degli arti inferiori. Tuttavia, esistono prove limitate o contraddittorie rispetto ai carichi comune e l&#39;allineamento posturale. Da un lato, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, e Koizumi et al. 4 miglioramenti report in misure cinematiche e / o riduzioni di reazione a terra, la compressione, e le forze di taglio con i loro studi pole walking. D&#39;altra parte, la diminuzione misure cinematiche e un aumento di carico articolare in termini di frenatura / forze propulsive e momenti di forza sono stati riportati da Hansen et al. 5, Stief et al. 6, e Hagen et al. 7, mentre poli piedi. Inoltre, rivendicazioni di una migliore allineamento posturale sembrano avere entirel passatiy non supportata dalla ricerca scientifica a questo punto. Simile ai risultati contraddittori trovati con i modelli di andatura, diversi metodi e le attrezzature sono stati impiegati in questa linea di ricerca come bene. Diversi studi hanno utilizzato sistemi di movimento a 3 dimensioni di cattura 4,6 e videocamere digitali 2,5, tutte con piattaforme di forza incorporati nel sistema, al fine di valutare in modo adeguato l&#39;andatura. Mentre Inoltre, altri studi hanno utilizzato altri mezzi di valutazione della deambulazione polarità Nordic compreso l&#39;uso di electrogoniometry 7, elettromiografia (EMG) 8, e estensimetri montati a pali 2,9. Con la tecnica utilizzata in questo protocollo, si presenta lo specifico vantaggio di essere in grado di dimostrare una rappresentazione più appropriata (cicli del passo cioè ripetuti) di andatura poling Nordic di un individuo rispetto alle tecniche alternative che si sono concentrati più sui brevi durate e cicli del passo singoli. Inoltre, questo metodo utilizzaaccelerometria, un valido strumento, che a questo punto è stato scarsamente utilizzato nella ricerca nordic walking. A seconda del scopo di singoli progetti di ricerca, l&#39;applicazione di questo protocollo può essere appropriato per situazioni come descritto in questo protocollo, in particolare per breve e lunga durata andatura. E &#39;importante notare che la cattura e accelerometria motion sono adatti per ottenere una varietà di caratteristiche di andatura tra cui: spazio-temporale (es falcata lunghezza, velocità del passo, ecc), cinematica (gamma di movimento) e cinetica (es forze , potenze, ecc) parametri. E nonostante l&#39;uso di questi vari pezzi di equipaggiamento, solo gli eventi andatura di breve durata (es ciclo del passo singolo) sono stati valutati, lasciando le domande per quanto riguarda la valutazione migliore più lunga durata andatura (cioè cicli del passo ripetute). Pertanto, la logica per lo sviluppo e l&#39;utilizzo di questa tecnica è basata sulla importance di modellare un quadro completo di andatura poling nordico. Lo scopo di questo studio è stato duplice. In primo luogo, l&#39;obiettivo primario è quello di determinare e giustificare l&#39;uso di entrambi i sistemi accelerometria e sistemi di motion capture 3-dimensionale nella valutazione del cammino e della postura su entrambe le durate brevi e lunghe. In secondo luogo, l&#39;obiettivo è quello di determinare l&#39;effetto complessivo di bastoncini da nordic walking sui modelli di andatura comprese le misure spazio-temporali e cinetici, nonché l&#39;allineamento posturale di adulti più anziani. Fino ad oggi, la ricerca si è concentrata sulla minima età adulta NW e di ciò che è stato pubblicato, la funzione (ad esempio forza, equilibrio, flessibilità) ha rappresentato le variabili di outcome primari. Pertanto, è necessaria la conoscenza di competenza il ruolo di bastoncini sulle variabili andatura misurabili e può fornire informazioni su come poli possono giocare nei nostri schemi di andatura con l&#39;avanzare dell&#39;età.

<table><tbody><tr><td>Nordic walking poles</td><td>Nordixx Canada</td><td>Nordixx Global Traveler or Walker</td><td>Alternative poles may be used</td></tr><tr><td>APDM accelerometry system</td><td>APDM</td><td>Opal system</td><td>Alternative systems may be used</td></tr><tr><td>Vicon motion capture system</td><td>Vicon</td><td></td><td>Alternative systems may be used</td></tr><tr><td>Kistler force platforms</td><td>Kistler</td><td></td><td>Alternative platforms may be used</td></tr><tr><td>Vicon Nexus &amp;amp; Polygon</td><td>Vicon</td><td></td><td>Used in data analysis</td></tr><tr><td>14 mm reflective markers</td><td>Vicon</td><td></td><td>Number or markers depends on model</td></tr><tr><td>Tape measure</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Weight scale</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caliper</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

substantiating appropriate motion capture techniques for the assessment of nordic walking gait and posture in older adults

Il Nordic Walking (NW) è diventata una forma sicura e semplice di esercizio negli ultimi anni, e in studio di questo schema del passo, sono stati impiegati varie tecniche di raccolta dei dati, ciascuno con lati positivi e negativi. L&#39;obiettivo era quello di determinare l&#39;effetto di NW sui vecchi andatura adulti e la postura e per determinare un uso ottimale dei differenti sistemi di raccolta dati in analisi la durata sia breve che a lungo. Gait e la postura durante NW e camminare normale sono stati valutati in 17 adulti anziani sani (età: 69 ± 7.3). I partecipanti hanno effettuato due prove di 6 prove minuti a piedi (6MWT) (1 con poli (WP) e 1 senza poli (NP)) e 6 prove di una passeggiata 5m (3 WP e 3 NP). Movimento stato registrato utilizzando due sistemi, un sistema accelerometria 6-sensore e un sistema di cattura del movimento 3-dimensional 8-camera, per quantificare spazio-temporali, cinematica e parametri cinetici. Con entrambi i sistemi, i partecipanti hanno dimostrato una maggiore lunghezza del passo e doppio supporto e decreasEd velocità del passo e cadenza WP rispetto a NP (p &lt;0.05). Inoltre, con il motion capture, è stato trovato più tempo unico supporto WP (p &lt;0.05). Con l&#39;acquisizione di 3-D, piccola produzione di energia alla moda e momenti di forza sono stati trovati a contatto del tallone e pre-swing, così come minore assorbimento di potenza ginocchio a contatto del tallone, pre-swing, e il terminale WP oscillazione rispetto a NP, quando ha valutato più di un ciclo (p &lt;0.05). Inoltre, WP prodotto piccoli momenti di forza al contatto del tallone e dell&#39;oscillazione terminale insieme momenti più grandi a metà posizione di un ciclo del passo (p &lt;0.05). Nessuna modifica sono stati trovati per la postura. NW sembra appropriato per la promozione di un modello normale andatura in adulti più anziani. Motion capture tridimensionale dovrebbe in primo luogo essere usato durante l&#39;analisi del cammino breve durata (es ciclo unico andatura), mentre accelerometria sistemi dovrebbero essere impiegati soprattutto nei casi che richiedono analisi più lunga durata come durante il 6MWT.

Parametri Gait spazio-temporale Quando si cammina con i bastoncini da nordic walking e valutata utilizzando piastre di motion capture e di forza, lunghezza del passo (p &lt;0,01), tempo doppio supporto (p &lt;0.001), e il tempo di supporto singolo (p &lt;0.001) sono tutti significativamente più lungo rispetto a camminare senza bastoni . Inoltre, la velocità di andatura (p &lt;0,05) è significativamente più lento e la caden...

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Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults

Probatorio appropriate tecniche di Motion Capture per la valutazione del Gait and Posture Nordic Walking in adulti più anziani

L&#39;obiettivo era quello di dimostrare un uso ottimale delle tecniche di raccolta dei dati per il Nordic passo a piedi e l&#39;analisi della postura. Motion capture tridimensionale deve essere usato durante l&#39;analisi di breve durata (es ciclo unico andatura), mentre accelerometria dovrebbe essere impiegato per l&#39;analisi durata più lunga (ad esempio ripetuti cicli) come un cammino di 6 minuti di prova.

Nordic walking (NW) has become a safe and simple form of exercise in recent years, and in studying this gait pattern, various data collection techniques ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K Views.  University of Ottawa.  L'obiettivo era quello di dimostrare un uso ottimale delle tecniche di raccolta dei dati per il Nordic passo a piedi e l'analisi della postura. Motion capture tridimensionale deve essere usato durante l'analisi di breve durata (es ciclo unico andatura), mentre accelerometria dovrebbe essere impiegato per l'analisi durata più lunga (ad esempio ripetuti cicli) come un cammino di 6 minuti di prova. 

Video: Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults

Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: STW). Thus, in clinical rehabilitation separation of sit-to-stand and gait initiation - termed sit-to-stand-and-walk (STSW) - is usual. However, a standardized STSW protocol with a clearly defined analytical approach suitable for pathological assessment has yet to be defined.
Hence, a goal-orientated protocol is defined that is suitable for healthy and compromised individuals by requiring the rising phase to be initiated from 120% knee height with a wide base of support independent of lead limb. Optical capture of three-dimensional (3D) segmental movement trajectories, and force platforms to yield two-dimensional (2D) center-of-pressure (COP) trajectories permit tracking of the horizontal distance between COP and whole-body-center-of-mass (BCOM), the decrease of which increases positional stability but is proposed to represent poor dynamic postural control.
BCOM-COP distance is expressed with and without normalization to subjects&#39; leg length. Whilst COP-BCOM distances vary through STSW, normalized data at the key movement events of seat-off and initial toe-off (TO1) during steps 1 and 2 have low intra and inter subject variability in 5 repeated trials performed by 10 young healthy individuals. Thus, comparing COP-BCOM distance at key events during performance of an STSW paradigm between patients with upper motor neuron injury, or other compromised patient groups, and normative data in young healthy individuals is a novel methodology for evaluation of dynamic postural stability.

Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.

Sit-to-stand-e-piedi dal 120% del ginocchio Altezza: Un nuovo approccio per valutare la dinamica posturale controllo indipendente di piombo-arto

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: ...

Ricerca

Comportamento

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of complex algorithms and mathematical modeling that accompany 3D data collection and analysis procedures. This work provides a simple, user-friendly, step-by-step detailed methodology for 3D kinematic gait analysis during treadmill locomotion in healthy and neurotraumatic rats using a six-camera motion capture system. Also provided are details on 1) calibration of the system in an experimental set-up customized for quadrupedal locomotion, 2) data collection for treadmill locomotion in adult rats using markers positioned on all four limbs, 3) options available for video tracking and processing, and 4) basic 3D kinematic data generation and visualization and quantification of data using the built-in data collection software. Finally, it is suggested that the utility of this motion capture system be expanded to studying a variety of motor behaviors before and after neurotrauma.

Presented here is a protocol to collect and analyze three-dimensional kinematics of quadrupedal locomotion in rodents for preclinical studies.

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

Analisi del passo di età-dipendente motorie in topi con il Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

Biologia dello sviluppo

Computerized Dynamic Posturography for Postural Control Assessment in Patients with Intermittent Claudication

Computerized dynamic posturography with the EquiTest is an objective technique for measuring postural strategies under challenging static and dynamic conditions. As part of a diagnostic assessment, the early detection of postural deficits is important so that appropriate and targeted interventions can be prescribed. The Sensory Organization Test (SOT) on the EquiTest determines an individual&#39;s use of the sensory systems (somatosensory, visual, and vestibular) that are responsible for postural control. Somatosensory and visual input are altered by the calibrated sway-referenced support surface and visual surround, which move in the anterior-posterior direction in response to the individual&#39;s postural sway. This creates a conflicting sensory experience. The Motor Control Test (MCT) challenges postural control by creating unexpected postural disturbances in the form of backwards and forwards translations. The translations are graded in magnitude and the time to recover from the perturbation is computed.
Intermittent claudication, the most common symptom of peripheral arterial disease, is characterized by a cramping pain in the lower limbs and caused by muscle ischemia secondary to reduced blood flow to working muscles during physical exertion. Claudicants often display poor balance, making them susceptible to falls and activity avoidance. The Ankle Brachial Pressure Index (ABPI) is a noninvasive method for indicating the presence of peripheral arterial disease and intermittent claudication, a common symptom in the lower extremities. ABPI is measured as the highest systolic pressure from either the dorsalis pedis or posterior tibial artery divided by the highest brachial artery systolic pressure from either arm. This paper will focus on the use of computerized dynamic posturography in the assessment of balance in claudicants.

Individuals with intermittent claudication exhibit poor balance compared to healthy controls. Computerized dynamic posturography is an objective method for measuring an individual's postural responses to balance disturbances. This provides an objective reflection of the person&#x2019;s ability to respond to situations under which sensory stimuli are altered and unexpected perturbations occur.

Computerized dynamic posturography with the EquiTest is an objective technique for measuring postural strategies under challenging static and dynamic ...

Medicina

Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and neurological patients1-4, but also in healthy older adults5,6. The quantitative gait analysis described in this protocol is performed with a recently-introduced photoelectric system (see&#160;Materials table) which has the potential to be used in the clinic because it is portable, easy to set up (no subject preparation is required before a test), and does not require maintenance and sensor calibration. The photoelectric system consists of series of high-density floor-based photoelectric cells with light-emitting and light-receiving diodes that are placed parallel to each other to create a corridor, and are oriented perpendicular to the line of progression7. The system simply detects interruptions in light signal, for instance due to the presence of feet within the recording area. Temporal gait parameters and 1D spatial coordinates of consecutive steps are subsequently calculated to provide common gait parameters such as step length, single limb support and walking velocity8, whose validity against a criterion instrument has recently been demonstrated7,9. The measurement procedures are very straightforward; a single patient can be tested in less than 5 min&#160;and a comprehensive report can be generated in less than 1&#160;min.

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

La valutazione clinica di spazio-temporali del cammino parametri in pazienti adulti e anziani

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and ...

Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical evaluators. These measures are slightly subjective and are performed during a visit to a clinic or hospital and constitute therefore a point assessment. Point assessments can be influenced by daily patient condition or factors such as fatigue, motivation, and intercurrent illness. To enable home-based monitoring of gait and activity, a wearable magneto-inertial sensor (WMIS) has been developed. This device is a movement monitor composed of two very light watch-like sensors and a docking station. Each sensor contains a tri-axial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a barometer that record linear acceleration, angular velocity, the magnetic field of the movement in all directions, and barometric altitude, respectively. The sensors can be worn on the wrist, ankle, or wheelchair to record the subject&#8217;s movements during the day. The docking station enables data uploading and recharging of sensor batteries during the night. Data are analyzed using proprietary algorithms to compute parameters representative of the type and intensity of the performed movement. This WMIS can record a set of digital biomarkers, including cumulative variables, such as total number of meters walked, and descriptive gait variables, such as the percentage of the most rapid or longest stride that represents the top performance of patient over a predefined period of time.

This innovative device uses magneto-inertial sensors to permit gait and activity analysis in uncontrolled environments. Currently in the qualification process as an outcome measure in the European Medical Agency, one of the applications will be to serve as a clinical endpoint in clinical trials in neuromuscular diseases.

Monitoraggio basato su home per l'analisi dell'andatura e dell'attività

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical ...

Bioingegneria

Exergaming in Older People Living with HIV Improves Balance, Mobility and Ameliorates Some Aspects of Frailty

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is aging. HIV-positive individuals have a high incidence of frailty (~20%) characterized by depression and sedentary behavior. Exercise would be healthy, but due to the frail status of many HIV-positive individuals, conventional exercise is too taxing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness and acceptability of a novel game-based training program (exergame) in ameliorating some aspects of frailty in HIV-infected individuals. Ten older people living with HIV were enrolled in an exergame intervention. Patients performed balance exercises such as weight shifting, ankle reaching, and obstacle crossing. Real-time visual/audio lower-extremity joint motion feedback was provided using wearable sensors to assist feedback and encourage subjects to accurately execute each exercise task. Patients trained twice a week for 45 min for 6 weeks. Changes in balance, gait, psychosocial parameters and quality of life parameters were assessed at the beginning, midterm and at conclusion of the training program. Ten patients completed the study and their results analyzed. The mean age was 57.2 &#177; 9.2 years. The participants showed a significant reduction in center of mass sway (78.2%, p = .045) during the semi-tandem balance stance with eyes closed and showed a significant increase in gait speed during a dual task motor-cognitive assessment (9.3%, p = .048) with an increase in stride velocity of over 0.1 m/sec. A significant reduction in reported pain occurred (43.5%, p = .041). Preliminary results of this exergame intervention show promise in improving balance and mobility while requiring older people living with HIV to be more active. The exergame can be continued at home and may have long term as well as short-term benefits for ameliorating frailty associated with HIV infection.

Persons infected with HIV are often frail, depressed and live a sedentary lifestyle for which conventional exercise is too taxing. Here, we present an exercise protocol that ameliorates aspects of frailty in HIV-infected persons. An exergame integrating cognitive control was developed using biosensors that measured balance, weight-shifting and obstacle crossing.

Exergaming in anziani che vivono con l&#39;HIV migliora l&#39;equilibrio, Mobilità e migliora alcuni aspetti della Frailty

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is ...

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask gait analysis consisted of a single walking task (Task 0), a simple motor dual-task (water-holding, Task 1), and a complex motor dual-task (crossing obstacles, Task 2). The task of crossing obstacles was considered to be equivalent to the combination of a simple walking task and a complex motor task as it involved more nervous system, skeletal movement, and cognitive resources. To eliminate heterogeneity in the results of the gait analysis of the stroke patients, the dual-task gait cost values were calculated for various kinematic parameters. The major differences were observed in the proximal joint angles, especially in the angles of the trunk, pelvis, and hip joints, which were significantly larger in the dual motor tasks than in the single walking task. This research protocol aims to provide a basis for the clinical diagnosis of gait function and an in-depth study of motor control in stroke patients with motor control deficits through the analyses of dual-motor walking tasks.

This paper presents a protocol specifically for dual motor task gait analysis in stroke patients with motor control deficits.

Doppio compito motorio per l'analisi e la valutazione dell'andatura nei pazienti post-ictus

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

Neuroscienze

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics is still unclear. The present study describes a motion analysis approach that utilizes three-dimensional (3D) reconstruction from video captures. Using this technology, disuse-evoked alterations of walking performances were observed in rodents exposed to a simulated microgravity environment by unloading their hindlimb by their tail. After 2 weeks of unloading, the rats walked on a treadmill, and their gait motions were captured with four charge-coupled device (CCD) cameras. 3D motion profiles were reconstructed and compared to those of control subjects using the image processing software. The reconstructed outcome measures successfully portrayed distinct aspects of distorted gait motion: hyperextension of the knee and ankle joints and higher position of the hip joints during the stance phase. Motion analysis is useful for several reasons. First, it enables quantitative behavioral evaluations instead of subjective observations (e.g., pass/fail in certain tasks). Second, multiple parameters can be extracted to fit specific needs once the fundamental datasets are obtained. Despite hurdles for broader application, the disadvantages of this method, including labor intensity and cost, may be alleviated by determining comprehensive measurements and experimental procedures.

The present protocol describes three-dimensional motion tracking/evaluation to depict gait motion alteration of rats after exposure to a simulated disuse environment.

Comprensione completa dell'alterazione dell'andatura indotta dall'inattività nei roditori

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

Postural Organization of Gait Initiation for Biomechanical Analysis Using Force Platform Recordings

Gait initiation (GI), the transient phase between orthograde posture and steady-state locomotion, is a functional task and an experimental paradigm that is classically used in the literature to obtain insight into the basic postural mechanisms underlying body motion and balance control. Investigating GI has also contributed to a better understanding of the physiopathology of postural disorders in elderly and neurological participants (e.g., patients with Parkinson&#39;s disease). As such, it is recognized to have important clinical implications, especially in terms of fall prevention.
This paper aims to provide scholars, clinicians, and higher education students information on the material and method developed to investigate GI postural organization via a biomechanical approach. The method is based on force platform recordings and the direct principle of mechanics to compute the kinematics of the center of gravity and center of pressure. The interaction between these two virtual points is a key element in this method since it determines the conditions of stability and whole-body progression. The protocol involves the participant initially standing immobile in an upright posture and starting to walk until the end of an at least 5 m track.
It is recommended to vary the GI velocity (slow, spontaneous, fast) and the level of temporal pressure - gait may be initiated as soon as possible after the deliverance of a departure signal (high level of temporal pressure) or when the participant feels ready (low level of temporal pressure). Biomechanical parameters obtained with this method (e.g., duration and amplitude of anticipatory postural adjustments, step length/width, performance, and stability) are defined, and their computation method is detailed. In addition, typical values obtained in healthy young adults are provided. Finally, critical steps, limitations, and significance of the method with respect to the alternative method (motion capture system) are discussed.

This paper describes the material and method developed to investigate the postural organization of gait initiation. The method is based on force platform recordings and on the direct principle of mechanics to compute center of gravity and center of pressure kinematics.

Organizzazione posturale dell'iniziazione dell'andatura per l'analisi biomeccanica mediante registrazioni della piattaforma di forza

Gait initiation (GI), the transient phase between orthograde posture and steady-state locomotion, is a functional task and an experimental paradigm that ...