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.

注：人間の参加者の使用はサウサンプトン大学の健康科学倫理委員会の教員によって承認された。データ収集が開始される前にすべての参加者が同意書に署名した。本研究の運動に示すデータは、12台のカメラからなるパッシブマーカモーションキャプチャシステムを用いて記録したために。 6 4メガピクセルのカメラと120ヘルツのサンプリング周波数で動作する6つの16メガピクセルのカメラ。 1.参加者の準備<ol><li>彼らの上半身の服を削除するか、スポーツブラ、ベスト、またはストラ​​ップレスのトップを着用する科目を依頼。これは、衣類のマーカーの動きを妨げ、又はカメラのビューからマーカーを閉塞しないことが重要である。 </li><li> 「L」の各側面に沿った長さでプラスチック70ミリメートルの状片からなる肩峰マーカークラスタを構築します。 AMC、各態様のそれぞれの端の端に1つずつEに3再帰反射マーカーを取り付けますたachアスペクト満たす（ 図1）。 </li><li>肩峰は両面接着テープを使用して、肩甲骨脊椎を満たして肩峰の後方部分に肩峰マーカークラスター（AMC）を取り付ける。内側に向いて肩甲骨の背骨に従うべきプレートの一つの側面は、他のは、肩甲骨面（ 図1）の前方に指している必要があります。 </li><li>ストラップ（ 図2）を使用して、上腕に設定クラスタマーカーを取り付けます。 </li><li> ;、剣状突起（PX、胸骨上のほとんどの尾側の点）、胸骨切痕（胸骨ノッチの最も深い共同IJ）：バイオメカニクス33の国際学会（ 図1＆2）が推奨で次の解剖学的目印に再帰反射マーカーを取り付けますC7（C7の椎骨の棘突起）、T8（T8の椎骨の棘突起）、胸鎖関節（SC、胸鎖関節の上のほとんどの腹側の点）、ラジアル茎状突起（ほとんどの尾ポイNT橈骨上）、及び尺骨茎状突起（尺骨茎状突起上のほとんどの尾側の点）。 </li></ol><img alt="図1" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig1highres.jpg" /> 図1：。。肩峰マーカークラスターの位置は、C7とT8解剖学的マーカーは、この図は、肩峰マーカークラスタハムを使って下げアームの間に肩甲骨の運動を測定するワーナー、MB、チャペル、PH＆ストークス、MJから変更されている。楽章。 SCI 31、386から396、DOI：HTTP：//dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004（2012）。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig2highres.jpg" /> 図2：胸骨ノッチ（IJ）のためのマーカーの位置、剣状突起（PX）、胸鎖（SC）、上腕クラスタ、尺骨茎状突起（米国）、橈骨（RS）。 2. ParticipanTキャリブレーション注：肩甲骨の解剖学的ランドマークの位置は肩峰マーカークラスターに対して決定される必要がある。ランドマークの校正は、各参加者のために必要とされる。 <ol><li> &#39;T&#39;の形成（ 図3）内に配置さ4の反射マーカーからなる校正用の杖を構築します。最初のワンドマーカーにキャリブレーション杖の先端からの距離を測定します。 </li><li>触診とバイオメカニクス33の国際学会が推奨されているように、次の解剖学的目印を探します。ランドマーク上のキャリブレーションワンド（ 図3）の先端を置きます。ワンド上のマーカーを確実にモーションキャプチャシステムとのデータの3秒をキャプチャし、AMCと上腕クラスタはすべてのカメラに表示されます。 <ol><li>肩鎖関節（AC） - 鎖骨の上に置いて手が、その後鎖骨が肩峰に達する時点まで横方向に移動。鎖骨と肩峰の間の共同で、杖の先端を置きます。 </li><li>肩峰角（AA） - ほとんどの横のポイントに肩甲骨の背骨に沿って触診。ほとんどの横のポイント（ 図3）で肩峰の背側面に杖の先端を置きます。 </li><li>肩甲骨（TS）の内側背骨 - 最も内側のポイントに肩甲骨の背骨に沿って触診。背骨は肩甲骨の内側縁を満たしている時点で、杖の先端を置きます。 </li><li>肩甲骨（AI）の下角 - 肩甲骨の内側縁に沿って下方に触診。肩甲骨の最も尾側の点に杖の先端を置きます。 </li><li>内側上顆（EM） - 屈曲90°で、参加者の肘が前方に向くように、彼らの親指が上向きで、内​​側上顆を見つけるために肘の内側に手を置きます。内側上顆の最も尾側の点に杖の先端を置きます。 </li&gt; <li>ラテラル上顆（EL） - 屈曲90°で、参加者の肘が前方に向くように、彼らの親指が上向きで、外側上顆を見つけるために肘の側方に手を置く。外側上顆の最も尾側の点に杖の先端を置きます。 </li></ol></li><li>肩甲上腕関節中心を決定するために、ゼロ度アームエレベーションから約40°アームエレベーションに、完全に伸ばし肘と彼らの上腕とcircumductionの動きを実行するために参加者に依頼。彼らは、肩複合体の長期化/後退と仰角/うつ病を最小限に抑えることを目指しながら、この運動を実行する必要があります。必要に応じて、研究者は、支援を提供することができます。約30秒間、この動きを記録します。 </li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/51717/51717fig3highres.jpg" /> 図3：キャリブレーションワンドを使用尊敬肩峰マーカークラスター（AMC）で解剖骨ラン​​ドマークを探します。 3.実験プロトコール<ol><li> 120°アーム標高ゼロからアームエレベーションを実行するために、参加者に依頼してから、矢状、正面及び肩甲骨面内で彼らの側で再生ダウン残りの部分に自分の腕を下げてください。肩甲骨面は、前頭面に約40°前方である。 </li></ol>運動学的データの4ポストプロセッシング注：次の手順の詳細ダイナミックな動きの試験中に肩甲骨運動学を計算するために必要な手順。これらの手順を説明し、広範囲に調査した文献21,33,34内および次のセクションの目的は、肩甲骨の運動を得るために必要なモデリングステップを実施するに合成し、ステップバイステップガイドを提供することですされています。これらのステップの適用は、関連する運動学的モデリングソフトウェアで実施される。ソフトウェアのコンタインローカル座標系は、ローカル座標系、地球座標系とオイラー角回転の計算にローカルからの座標の変換からグローバル座標変換の作成を可能にするコマンド。これらのステップは、肩甲骨、上腕骨と胸郭が剛体のように定義できるようになります。その後に関して肩甲骨の回転胸部、と尊敬の胸部と上腕骨を決定することができる。 <ol><li> AMC上のマーカーの座標を使用し、AMC（ 図4a）のための任意のローカル座標系を定義する。各肩甲骨解剖学的ランドマーク校正試験のために、次の手順を使用して、AMCのローカル座標系に関して、解剖学的ランドマークの位置を表す杖の先端の位置を決定する。 注：キネマモデリングソフトウェアグローバルからローカル座標系と座標の変換の作成を可能にするためのコマンドが含まれているローカル座標に、例えば、コマンドについては図4を参照してください。 <ol><li>運動学的モデリングソフトウェアで次のコマンドを使用して、杖（ 図4a）のローカル座標系を作成するために、ワンド上のマーカーを使用してください：AMC = [AMCO、AMCA-AMCO、AMCO-AMCM、XYZ] AMCO、AMCAとAMCM AMC上のマーカーに与えられたラベルがある。 </li><li>運動学的モデリングソフトウェアを使用して、グローバル座標系におけるワンドの先端の位置を計算する。この提供された例では、ワンドのX軸に沿ってマーカー1（M1）から83ミリメートルである（ 図4b）。ワンド= [M1、M1-M2、M3-M4、XYZ]とWandtip = M1 + {83,0,0} * ATTITUDE（ワンド）M1、M2、M3、M4はマーカーに与えられたラベルです：コマンドを使用します。ワンドに。 </li><li>モデリングコマンドを使用してAMC（$の％のAA）（ 図4c）のローカル座標系に関しては、杖の先端の位置を決定します。$％のAA = WandTip / AMCとPARAM（$の％のAA）。 </li><li>繰り返しますが、各肩甲骨解剖学的ランドマークのために4.1.3に4.1.1を繰り返します。 </li><li>上記の手順を使用して使用して、代わりにAMCの、上腕骨マーカークラスターに関して内側と外側上顆の位置を決定する。 </li></ol></li><li>肩甲骨に対する肩甲上腕関節中心の位置を計算するために、動的キャリブレーション·トライアルを使用してください。上腕骨と肩甲骨の間に螺旋軸のピボット点として、肩甲骨に対して、肩甲上腕関節の中心の位置を計算する。この技術の詳細についてはVeeger 35を参照してください。 </li><li>上腕骨の（EL）外側および内側上顆の間の中間距離（EM）として肘関節センター（ELJC）を計算。 ELJC =（EM + EL）/ 2。 </li><li>動的試験中に、グローバル座標系（ 図5）内の解剖学的ランドマークの位置を決定するためにAMCに対する解剖学的ランドマークの既知の位置を使用する。 <br/&gt;注：モデルソフトウェアのコマンド例については、図5を参照してください、グローバル座標系にローカル座標系から座標の変換を可能にするためにコマンドが含まれています。 <ol><li>ポイント4.1で説明したように、AMC（$の％のAA）に対する肩峰角ランドマークの位置を示し図5aを参照してください。 </li><li>以下の運動学的モデリングコマンドを使用して肩峰角（AA）ランドマーク（ 図5b）を作成するために、動的試験中に各時点でグローバル座標系への$％のAA仮想マーカーの位置を変換します：AA =の$％AA * AMCをし、 OUTPUT（AA）。 </li><li>繰り返しますが、各解剖学的ランドマークのための4.4.2繰り返します。 </li></ol></li><li>以下の運動学的モデリングコマンドを使用して、指定された剛体のための各軸を表すために、関連するマーカー間の単位ベクトルを計算することにより、胸部と肩甲骨のローカル座標系を定義します。肩甲骨= [AA、TS-AA、AA-AI、ZXY] 。胸部= [IJ、MUTHX-MLTHX、IJ-C7、YZX]、MUTHXはIJとC7のランドマークの間の中間点であり、MLTHXはPXとT8のランドマーク間の中間点です。 注：軸の定義は、バイオメカニクスの国際社会」（ISB）の勧告33（ 表1、図6）に基づいています。 <ol><li> ISB 33によって推奨されるように同様の方法を用いて、「オプション2」を使用して、上腕骨のローカル座標系を定義する。 注：オプション2は、肘屈曲の程度が必要とされる。すなわち 、ジョイント中心と尺骨茎状突起を肘、gleohumeralジョイント中心によって形成された十分なプレーンが必要です。参加者は、完全な肘の延長に近づくと、上腕骨軸が不安定になることがあり、したがって、「オプション1」（ 表1）を使用すべきである。詳細については、Wu ら （2005）を参照してください。 </li></ol></li><li>動的試験中に各時点で胸部に肩甲骨の向きを決定する次の運動学的モデリングコマンドを使用して33内旋（Y）、上方への回転（X &#39;）および後方傾斜（Z&#39; &#39;）の回転シーケンスとオイラー角分解法を用いた：ScapularKin = - &lt;胸部、肩甲骨、YXZ（&gt; 図7）。 </li><li> （仰角平面）Yの非カルダン回転シーケンスを使用して動的試験中に胸部に対する上腕骨の向きを決定する、X &#39;（標高）とY&#39;（軸回転）36関連運動学的モデリングソフトウェアを使用して。 注：マクロは、この原稿で使用される運動学的モデリングソフトウェア内の非カルダン回転配列を決定するために、メーカーからダウンロード可能です。 </li></ol><img alt="表1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51717/51717table1.jpg" width="600" /> IJとC7の間MUTHX =中間点。 PXとT8の間MLTHX =中間点。 GH = GLenohumeral継手中心。 ELJC =肘関節センター。 数学演算子： 二つのベクトルの^ =外積 || =ベクトルの絶対値 表1：ローカル各硬質セグメント座標系。 5.データ削減および分析注：以下のデータ整理及び分析ステップは、データ行列の操作を可能にする（例えば、MATLABなど）の数値モデリングソフトウェアで実施される。運動学的データは、標高と上腕骨の動きの下降相、動きの各相の正規化された時間に分割され、その後、肩甲骨運動は、上腕骨仰角に対して表されている。 <ol><li> （ 図8）以下に説明するように上腕標高の上昇と下降相を決定します。これらの相は上腕仰角（ 図8）の角速度から決定される。 ElevationLoweringPhases.m関数を参照してくださいファイル。 <ol><li>上腕骨の角速度が最大の上腕骨角速度のしきい値2％を超えると上腕骨標高の開始を決定します。 </li><li>上腕骨角速度が最大の上腕骨角速度の2％を下回る、または上腕骨標高が120°を超えるとするポイントとして標高フェーズの終了を決定します。 </li><li>角速度が最小角速度、または上腕骨標高が120℃を下回るするポイントの2％を下回ると、上腕骨低下フェーズの開始を決定します。 </li><li>角速度が最小角速度の2％を超えると低下フェーズの終了を決定します。 </li></ol></li><li> 101データ点（ 図9）への移動の各段階における運動学的データを補間することによってデータを正規化する。 Time_normalisation.m機能ファイルを参照してください。 </li><li> （度）アーム角度をプロットすることにより上腕標高との関係で肩甲骨の運動学を表現対上向きRotation（度）（ 図10）。 PlotScapHumRhythm.m機能ファイルを参照してください。 </li></ol>

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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.

肩甲骨の運動を決定するための方法論の選択は非常に重要である、と妥当性、信頼性、調査研究のためにその妥当性の考慮が与えられるべきである。様々な方法が文献を通して採用されているが、各方法には限界がある。肩峰マーカークラスターは、肩甲骨の非侵襲性動的運動学的な測定を提供することによって、そのような2D画像または肩甲骨の位置を繰り返し解釈を必要とするから投影?...

肩甲骨の運動学の客観的、定量的な測定は、肩インピンジメント2-8で観察されたアームエレベーション中にこのような削減上向きの回転および後方チルトとして肩の機能障害1に関連する異常な動きのパターン、の評価を提供することができます。肩甲骨運動の測定は、しかしながら、皮膚表面の下の骨1の深い位置と滑空性質のために困難である。それが皮膚表面9の下に滑るように解剖学的目印の上に反射マーカーを取り付けるの典型的な運動学的測定技術が十分に肩甲骨を追跡しません。様々な方法には​​、これらの困難を克服するために、文献全体を通して採用されている。撮影（X線または磁気共鳴）10-14、15,16ゴニオメータ、骨ピン17-22、触診23,24、および肩峰方法3,5,19,25。各メソッドは、しかし、含まれるそのような制限があります。EX放射線、二次元画像に基づく分析の場合の投影誤差、へposureは肩甲骨の位置の繰り返し主観的解釈を必要とし、本質的に静的であるか（ 例えば骨ピン）侵襲性が高いです。 これらの問題のいくつかを克服するための解決策は、電磁センサが肩峰25の背骨から通じる肩甲骨の最も側方部に前方に延びる骨の平坦部の平坦部に取り付けられた肩峰の方法を用いることである肩甲骨。肩峰法を用いた原理アイデアは肩峰は、肩甲骨26上の他の部位に比べて皮膚の動きアーチファクトの最小量を有することが示されているように、皮膚の動きのアーチファクトを低減することである。肩峰の方法は、非侵襲的であり、肩甲骨の運動の動的な三次元測定を提供する。検証研究は、アーム·エルの間に120°まで有効であると肩峰の方法を示しているevation段階電磁センサー17,27を使用した。マーカーベースのモーションキャプチャデバイスのクラスタに配置された一連のマーカー、肩峰マーカークラスター（AMC）を使用する場合、必要とされ、アクティブマーカモーションキャプチャシステム28及びパッシブマーカを使用している間に使用する場合に有効であることが示されているアームの昇降アーム29を下降中のモーションキャプチャシステム。 肩甲骨の運動を測定するための受動マーカーモーションキャプチャデバイスとAMCを使用すると、肩インピン30に対応するために介入後肩甲骨運動の変化を評価するために使用されている。この方法の有効な使用は、しかし、正確なマーカーのクラスタを適用する能力に依存して、位置はそれらの運動の有効範囲内にある解剖学的ランド32と確実に腕の動きを較正し、その結果31に影響を与えることが示されている（ すなわち 120°アームエレベーション）29以下に。それアクティブマーカベースのモーションキャプチャシステムを使用した場合にも、マーカーのクラスタの再適用を示唆されている、肩甲骨後部チルト28に対する増大し、エラーの原因であることが見出された。それは肩甲骨運動の安定した測定を提供することを確認するために肩峰法の間の日の信頼性を確立することが重要である。測定結果の信頼性を確保することが測定され、検査される、例えば、原因介入に、肩甲骨の運動学の変更が可能になります。肩甲骨の運動を測定するために使用される方法は、29,33の他の箇所に記載されている。本研究の目的は、エラーの発生源を考慮して、パッシブマーカーモーションキャプチャシステムを使用してこれらの方法を適用するためのステップバイステップのガイドと参照ツールを提供すること、および測定方法の信頼性を検討することであった。

<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

動的な肩甲骨の運動学の測定は、皮膚表面の下肩甲骨の摺動性のために複雑です。研究の目的は、明らかに、パッシブマーカモーションキャプチャシステムを使用した場合の測定の妥当性と信頼性に影響を与える可能性があり、エラーの原因を考慮して、肩甲骨の運動を決定する肩峰マーカークラスター（AMC）方法を説明することであった。 AMC方式は、肩甲骨の運動の有効な測定値を得ることができるマーカークラスターに対して後方肩峰の上、および解剖学的ランドマークの較正を通じてマーカーのクラスタを配置することを含む。彼らは120℃に、アームエレベーションを行い、正面、肩甲骨と矢状面の低下などの方法の信頼性は、（19-38歳、8人の男性）15健康な個体の群では2日の間を検討した。結果は、間の日の信頼性がMultの上方への肩甲骨の回転（係数のために良いことを示したiple相関。 CMC = 0.92）と後方チルト（CMC = 0.70）が、内部回転の公正（CMC = 0.53）アームエレベーションフェーズ中。波形誤差は、内部回転（7.3°〜5.4°）に比べて、上向きに回転（4.4°〜2.7°）および後方チルト（2.8°〜1.3°）のために低かった。下降相の間信頼性は上昇段階の間に観察された結果に匹敵した。この研究で概説プロトコルに接着されている場合、AMCは仰角と腕の動きの低下フェーズ中上方への回転と後方傾斜の信頼性のある測定を提供する。

なし肩、首や腕の怪我の歴史を知っていたフィフティーンの参加者は調査（ 表2）上に募集された。イントラ評価者（間-日）の信頼性を評価するために、参加者は、少なくとも24時間、7日間の最大で分離された2つのデータ収集セッションに出席した。上記で詳述したように、各データ収集セッションの間に、同一の研究者は、反射マーカーを取り付けるためのプロトコル、肩峰?...

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

このレポートは、受動マーカーモーションキャプチャ装置を使用するときに肩甲骨運動を得る肩峰マーカークラスタ方式を採用する方法の詳細を提示する。文献に記載されているように、この方法は、皮膚の動きアーチファクトを最小化する、肩甲骨運動の堅固な、非侵襲的、三次元動的かつ有効な測定を提供する。

皮膚の動きのアーティファクトを最小化するために肩峰マーカークラスタを使用して、動的な肩甲骨運動学の測定

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 ビュー.  University of Southampton. このレポートは、受動マーカーモーションキャプチャ装置を使用するときに肩甲骨運動を得る肩峰マーカークラスタ方式を採用する方法の詳細を提示する。文献に記載されているように、この方法は、皮膚の動きアーチファクトを最小化する、肩甲骨運動の堅固な、非侵襲的、三次元動的かつ有効な測定を提供する。 

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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.

全血刺激のためのアッセイを用いて炎症性サイトカインIL -1βの正確かつ簡単に測定

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

医学

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.

定量的な可視化と動的な熱画像を用いた皮膚癌の発見

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.

弱視における抑制の測定と治療

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.

パフォーマンスのリアルタイムのフィードバックを使用して再教育運動

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.

競争力のあるマウス骨髄移植モデルにおけるドナー細胞の生着を​​決定するために、定量的リアルタイムPCRを用いて

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.

同所膵臓癌マウスモデルのダイナミックコントラスト強化磁気共鳴画像

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.

スマートフォン（ViMAS）を使用してビデオ運動解析：パイロットスタディ

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.

3 D の超音波画像診断: 筋骨格系組織の迅速かつコスト効果の高い計測

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.

血液循環の速度を交互にイメージング システム レーザー レーザースペックル コントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ

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.

マウス心臓における毛細血管、細動脈、および周囲細胞の動的測定とイメージング

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