Name: substantiating appropriate motion capture techniques for the assessment of nordic walking gait and posture in older adults
Uploaded: 2016-05-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 37 s
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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.

본 연구는 오타와 대학의 연구 윤리위원회의 지침에 따라 수행 하였다. 1. 심사 절차 <ol><li> 활동, 지역 사회에 거주하는 노인의 그룹을 모집하기 위해 지역 사회 센터와 공공 시설에서 지역 걷는 그룹과 포스트 모집 포스터에 사이드 쇼 프리젠 테이션을 제공합니다. </li><li> 초기 방문시, 첫째, 참가자를 맞이 실험실로 소개하고 그들에게 적절한 복장으로 (즉, 반바지, 티셔츠, 실행 신발)을 변경하는 시간을 제공합니다. 일단 준비, 심층 연구 설명과 함께 각 참가자를 제공하는 서면 동의서를 획득, 다양한 설문을 사용하여 연구 자격에 대한 각각의 화면. 참고 : 포함 기준은 다음과 같습니다 나이 55~80년, 노르딕 워킹 (NW), 아니 신경 학적 상태, 아니인지 장애, 아니 심장 상태, 아니 이전의 부상이나 수술에 영향을 미치는 보행 상부에 초보자사지의 움직임, 그리고 도움없이 걸을 수있는 능력. <ol><li> 참가자가 일반 건강 및 신체 활동 설문지와 순서에 따라 신체 활동 준비 설문지 (PAR-Q)는 연령, 활동 수준, 기존의 신경 학적 상태를 확인하기 위해 완료, 그리고 간략하게 심장 건강을 평가합니다. </li><li> 다음으로, 그들이 자기보고 자세 안정성을 완료하고 해당되는 경우, 가을 유행을 결정하기 위해 (애쉬 등. 10에서 적응) 설문 폭포가 있습니다. 마지막으로, 30에서 26의 최소 점수를 구성, 경도인지 장애 (11)에 대한 제어하기 위해 각 주제와 몬트리올인지 평가 (MOCA)를 완료합니다. </li></ol></li></ol> 2 장 설치 및 노르딕 워킹 명령 <ol><li> 극의 세트로 각 참가자를 제공하고 자신의 높이에 최적의 길이가 상대적으로 극을 조정하는 방법을 지시합니다. 조정이 약 6에 해당하는지 확인개인의 신장이 5 %. <ol><li> 극 조정에 대한 다음 지침에 각 참가자를 제공합니다. , 높이 서 참가자에게 물어 참가자 발가락 앞의 극 팁을 배치해야, 다음 몸에 팔꿈치와 팔뚝을 배치 할 참가자를 지시하고, 팔꿈치는 대략 90 °를 형성하도록 자극을 연장하기 위해 참가자를 요청 몸 옆에 각도. 마지막으로, 안전하게 뒤로 기둥과 각 부팅 팁을 조입니다. </li></ol></li><li> 처리 할 정보의 양을 최소화하고, 기술 (12)의 완전한 이해를 보장하기 위해 참가자에게 다음의 4 가지 기본 단계를 지시한다. 교육과 기술의 후속 연습 약 30 분을 충당. 참고 : 노르딕 워킹 지침은이 인증 노르딕 폴 산책 강사에 의해 제공된다. <ol><li> 손목 스트랩을 확보하기 전에, 허리 뒤에 자신의 기둥을 배치 할 참가자를 지시하고키가 서있다. 자신의 키가 큰 가슴과 편안한 어깨에 서 참가자에게 문의하십시오. 참고 :이 노르딕 워킹에 필요한 직립 신체 자세의 이해를 얻기 위해 수행하는 참가자에게 설명한다. </li><li> 각 참가자가 손목 스트랩을 확보 한 그들 뒤에 극 팁을 배치하고 그 옆에 자신의 팔을 휴식을 취하실 수 있습니다. (즉, 핸들을 쥐고하지 않음) 오픈 손을 유지하면서, 약 100m에 대한 최소한의 팔 스윙과 함께 산책을 시작 피사체를 지시합니다. 참고 :이 단계에서, 극은 단순히 참가자 뒤에 후행한다. </li><li> 아직 열려 손을 유지하고 그 뒤에 기둥을 드래그하는 동안, 빠르게 걷기 시작 참가자를 지시합니다. 그들은 누군가의 손을 흔들어하려고 것처럼 자신의 손을 가져 시각화하기 위해 참가자를 요청합니다. 참고 :이 단계에서, 목표는 보행시 팔과 다리의 자연적인 상호 리듬 활동을 촉진하는 것이라고 설명한다. </li><li> 마지막으로,팔을 앞으로 스윙으로, 참가자가 부드럽게 핸들을 잡고 그라운드에 대해 힘을 가지고있다. 각 팔 스윙, 약간 땅바닥에 떨어진 채를 들어 올려 단단히 이후의 각 보폭과 그들을 공장 수있는 개인을 지시합니다. 주 :이 단계에서 가해진 힘 보용의 진행에서 보조제 및 상체 근육에 대한 내성을 제공하는 것을 설명한다. </li></ol></li></ol> 3. 데이터 수집 및 테스트 프로토콜 <ol><li> 표준 테이프 측정, 중량 비율 및 캘리퍼를 사용하여, 신장, 체중, 간 ASIS 거리, 좌우 다리 길이 무릎 폭 발목 폭 어깨 오프셋 팔꿈치 폭 손목 폭 포함 참가자의 인체 측정을​​ 수행하고 손 두께. <ol><li> 줄자를 사용하는 것은, 즉, 내과의 중심에 전방 - 골극 (ASIS)으로부터의 거리뿐만 아니라 좌우 ASIS 사이의 거리 (각 다리 길이를 측정 &lt;/ EM&gt; 간 ASIS 거리). <ol><li> 다음에, 각 관절의 뼈 돌기 사이의 거리 (예 과두)을 찾음으로써 캘리퍼스를 사용하여 각 관절의 폭을 측정한다. 마지막으로, 각각의 표준 줄자와 스케일을 이용하여 참가자의 높이 및 중량을 측정한다. </li></ol></li></ol></li><li> 장시간 보행 패턴을 평가하기 위해 (예를 들어, 공간 - 시간 측정) 및 자세 정렬 동안 데이터를 수집하는 accelerometry 시스템을 사용하여 6 분 평가에 유효하고 해당 시험이다 워크 시험 (6MWT) 이전 성인 신체 지구력 13. <ol><li> accelerometry 시스템의 경우, 가속도 (g) 및 각 특정 인체 분절의 각속도 (DEG / 초) 모두를 측정하기 위해서는 적어도 6 개의 센서, 가속도 센서 및이를 혼입 자이로 각각 구성되는 것을 보장한다. <ol><li> 이전 참가자에 위치에, 모든 센서는 아칸소 보장E는 안전하게 동기화 시스템을 조정하고, 최종적으로 정확한 데이터 측정 값 (14)을 중계하기 위해 시스템의 도킹 스테이션에 도킹. </li></ol></li><li> 조절 벨크로 끈을 이용하여 센서를 부착 손목, 발목, 요추 (L5) 및 트렁크 센서 확보 100 Hz의 최소 샘플링 레이트로 모은다. <ol><li> 센서를 배치 할 때, 그들은 시스템 가이드 라인에 따라 배향되어 있는지 확인합니다. 전방 발목 센서를 배치합니다. (시 해부학 적 위치에서) 후방 손목 센서를 배치합니다. 흉골 꼭대기 트렁크 센서를 배치하고, L5 척추에 직접 L5 센서를 배치합니다. 참고 좌표계 데이터 무선 정확하게 시간 동기화 데이터의 전송을 위해 사용되는 액세스 포인트, 이러한 센서들로부터 전송된다. </li></ol></li><li> 6 센서 참가자를 장착하고 기둥과 오와 6MWT의 두 실험, 하나를 수행하도록 요청북동없이. 무작위 순서 효과를 제어하기 위해 두 가지 실험을 할당합니다. </li><li> 와 기둥없이 모두를 들면, 6MWT에 대한 자체 선택한 속도로 앞뒤로 25m의 산책로를 따라 걷는 참가자를 지시한다. 이 때, accelerometry 시스템과 데이터 수집을 시작하려면 &#39;시작&#39;을 클릭하십시오. 참고 : 극 시험하는 동안, 자신의 폴링 명령을 구현하기 위해 참가자에게 추가 교육을 제공합니다. </li></ol></li><li> 마지막으로, 경로에 포함 된 두 개의 포스 판 100 Hz의 최소 회수는 3 차원 모션 캡쳐 시스템을 사용하여 단시간 보용 이벤트를 평가한다. 모션 캡쳐 시스템을 강제 플랫폼 동기화 강제 플랫폼은 데이터의 노이즈를 방지 제로되도록, 그들은 예를 1000 Hz로위한 충분한 샘플링 레이트 수집되도록. <ol><li> 제 와이어 제공 통해 컴퓨터에 연결하여 모션 캡쳐 시스템에 힘 플레이트 동기화회사에서 개발. 둘째, 직접 모션 캡쳐 시스템 소프트웨어 내에서, 속도, 크기, 감도를 입력 샘플링하여 캡쳐 볼륨에 힘 플레이트 &#39;추가&#39;및 시스템의 임의의 다른 요구 정보에 필수적이다. </li><li> 힘 판은 &#39;제로&#39;되어 있는지 확인합니다. 이 단계에서이 작업을 수행합니다 : 1) 바로 소프트웨어 내에서 각각의 힘 접시에 클릭하고 &#39;제로 포스 플레이트&#39;를 선택하고 2) 힘 판의 데이터 수집 상자에 직접 인 &#39;제로&#39;버튼을 누릅니다. 주 : 모션 캡쳐 시스템은 각각 힘 플랫폼 발 타격에서 좌우 다리 모두 실시간으로 정보를 수집 및 공간적 시간적, 운동 및 운동 분석을 허용하는지 확인. </li></ol></li><li> (데이터를 수집하는 동안 사용되는 캡쳐 볼륨을 규정하는 목표) 시스템의 동적 보정을 완료. 이렇게하려면 CAPTUR 통해 제어 된 방식으로 3 마커 지팡이 웨이브전자 공간. 기준점을 지정하고 &#39;설정 볼륨 4 마커 L 프레임을 배치함으로써 0, 0, 0 (X, Y, Z의 다음에 글로벌 좌표 시스템을 설정하기 위해 시스템의 정적 보정을 수행 (즉, 원점) 컴퓨터 소프트웨어 내에. &#39; 참고 : 동적 교정 나중에이 모델에 사용되는 39 반사 마커의 3 차원 위치의 재건에 도움이됩니다. <ol><li> 왼쪽과 오른쪽 허벅지 중간, 초 중족골, 측면 malleoli, calcanei, 좌우 중간 생크, 측면 대퇴골 : 양면 테이프를 사용하여 부착하는 등 특정 해부학에 그들을 배치, 39 반사 마커 참가자를 장착 , ASIS는 PSIS는 T10은 C7은 바로 돌아, 쇄골이 흉골은 견봉 프로세스는, 좌우 중간 상완골, 측면 epicondyles를, 내측 및 외측 손목, 두 번째 장골, 전방-측면 머리를 왼쪽과 오른쪽 중반 팔뚝, 그리고 후방 - 측면 머리. </li><li> 다음 참가자에게 지시하지 않고, 시스템 캡쳐 볼륨을 통해 극을 삼 세를 5 미터 도보 6 시험을 수행합니다. 무작위 순서 효과에 대한 제어 이러한 시련을 할당하고 6MWT에 따라 동일한 명령을 제공합니다. </li></ol></li></ol> 4. 데이터 및 통계 분석 (14) <ol><li> 6MWT 분석하는 동안, 권선을 제거한 후 엄격하게 정상 상태 산책을 설명하기 위해 재판 동안 모든 변을 제거 모든 장소에서 공간 - 시간 측정, 운동 (ROM)의 트렁크 범위를 추출하는 시​​스템 소프트웨어를 사용하고, 모든면에서 트렁크 속도. 참고 :이 시스템 자체 (14)에 의해 사용되는 알고리즘을 통해이 프로토콜 중에 자동으로 수행됩니다. 이 시스템 내에서 필요한 종속 변수를 추출하는 단계는 다음과 같습니다. <ol><li> 첫째 수집 된 적절한 시간 스탬프 시험을 선택, &#39;모니터 데이터&#39;를 클릭 accelerometry 시스템 소프트웨어를 사용하여, 바로 그럴 클릭IALS &#39;CSV로 변환&#39;을 선택합니다. 이 작업을 수행 한 후, CSV 파일을 열고 추가 분석을 위해 내 보낸 모든 6 센서로부터 데이터를 확인합니다. </li><li> 다음, 다시 재판을 선택하고 &#39;PDF로 내보내기&#39;를 클릭합니다. 시스템이 다수의 변수와 함께 PDF 보고서를 생성 관찰한다. 여기에서,이 경우, 공간적 시간적 및 운동 방법을 연구를 위해 요구되는 변수를 추출합니다. </li></ol></li><li> 3 차원 모션 캡처를 들어, 4 차를 제로 버터가 15mm MSE와 마커 궤적 10 Hz의 차단 주파수뿐만 아니라 Woltring 필터와 아날로그 장치 필터링 지연 예측값을 사용하는 모든 실험 필터. 이렇게하려면, 시스템 소프트웨어 내에서 작업 파이프 라인에 &#39;버터와 Woltring&#39;필터링 옵션을 첨부 상기 차단 주파수와 MSE 값을 선택하고 &#39;실행&#39;을 클릭합니다. <ol><li> 내 작업 파이프 라인에 &#39;ASCII 파일로 내보내기&#39;동작을 추가시스템과 &#39;실행&#39;을 선택합니다. 컴퓨터에 새로 수출 ASCII (스프레드 시트) 워크 시트를 저장합니다. </li><li> 내 보낸 ASCII 파일을 열고 각 파일 내에서, 발목, 무릎, 엉덩이 포함하여 하체 관절의 각각의 전원 출력과 힘 (즉 반응 속도)의 순간을 찾습니다. 주 : 동 (14)에서 설명한 바와 같이 워크 내의 최소 및 최대 함수를 사용하여 단일 보용주기의 다양한 단계 (예를 들면 A1, K1, H1, 등)에 대응하는 상부 및 하부 피크를 구한다. </li><li> 다음으로,이 경우, 자동으로 시스템 알고리즘을 통해 인체 측정으로부터 계산되는 특정 시스템 소프트웨어를 사용하여 시공간 대책을 추출한다. 먼저 시스템 소프트웨어로 원하는 시험을 가져, 특정 변수를 추출하는 &#39;이벤트&#39;를 선택하고, 각 시험에서 변수 평균을 얻기 위해 원하는 변수를 클릭합니다. </li></ol></li><li> 엘astly은 ASCII 파일을 사용하여 C7 마커 궤적뿐만 아니라 례 / 골반 마커를 찾는. 이러한 궤도를 사용하여, 모두 중간 - 측면과 전후방 방향이 마커와 궤도 사이의 차이로 자세 정렬을 계산합니다. </li><li> 통계 소프트웨어를 열고 특정 재판을 가져옵니다. 첫째, 정상에 대한 샤피로 - 윌크스 테스트를 사용하여 데이터가 정규 분포 여부를 확인합니다. <ol><li> 데이터가 정규 분포를 때 기울어 윌 콕슨이 순위 테스트를 체결 할 때와 기둥없이 비교하기 위해 사용 t-테스트를​​ 쌍. 필요한 경우 홀름 - Sidak 여러 쌍으로 비교 절차를 사용합니다. 유의 수준은 P &lt;0.05로 설정된다. </li></ol></li></ol>

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이 작품은 Nordixx 캐나다,이 비디오에 사용 된 도보 극의 업체에 의해 부분적으로 자금을 지원한다.

극 이용 약관의 일관성을 유지하는 것의 중요성이 프로토콜 내에서 중요하다. 특히, 설정 적절한 폴링 기술뿐만 아니라 적절한 자극에 대한 적절한 조치는 다른 연구에서 일관성을 유지하는 것이 중요합니다. 따라서 특정 노르딕 워킹 조직의 지침과 지시 사항은 이와 같은 프로토콜을 준수해야합니다. 또한 특히 각각의 특정 신체 부분의 가속 및 회전을 포함 accelerometry, 트라이 - 축 모니터의 몸 ?...

노르딕 워킹 (NW)는 특별히 디자인 된 기둥 하나를 사용하여 피트니스 산책하는 간단하고 안전한 형태로 간주된다. 이 극은 자세를 개선하고, 더 낮은 사지의 관절 스트레스를 줄이고, 안정성을 추가 제공하는 것이 좋습니다. 그러나 제한되거나 모순 된 증거​​가 공동 로딩과 자세 정렬에 대한 존재한다. 한편, Schwameder 등. 2, 윌슨 등. 3, 고이즈미 등. 그들의 극 도보 연구와 운동 방법 및 / 또는 지상 반응, 압축 감소하고, 전단력 4 보고서 개선. 한편, 제동 / 추진력 힘과 힘의 모멘트의 관점에서 운동 대책 증가 관절 부하를 감소는 등 한센 등. 5, Stief 등. 6, 하겐에 의해보고되었다. (7) 동안 극 산책입니다. 또한, 개선 된 자세 정렬의 주장은 사라 entirel을 가지고있는 것 같습니다이 점에 대한 과학적 연구에 의해 지원되지 않는 Y. 보행 패턴, 다른 방법과 장비 발견 된 모순 된 결과와 유사뿐만 아니라 연구의이 라인에 사용되어왔다. 몇몇 연구는 충분히 보용을 평가하기 위해, 3 차원 모션 캡쳐 시스템 4,6- 디지털 비디오 카메라 2,5- 시스템에 통합 포스 플레이트 모두를 사용 하였다. 추가하는 동안, 다른 연구 electrogoniometry 7, 근전도 (EMG) (8)의 사용을 포함한 북유럽 폴링 보행을 평가하는 다른 방법을 사용했으며, 스트레인 게이지는 극 2,9에 장착. 이 프로토콜에 사용되는 기술로, 짧은 기간 및 단일 보행주기에 더 초점을 맞추고있다 대체 기술을 통해 개인의 북유럽 폴링 보행의보다 적절한 표현 (즉, 반복 보행주기를) 입증 할 수있는 특정 이점을 제공한다. 또한,이 방법은 사용accelerometry,이 시점에 드문 드문 노르딕 워킹 연구에 사용 된 유효한 도구. 특히 짧고 긴 기간 걸음 걸이를 들어,이 프로토콜에 설명 된대로 개별 연구 프로젝트의 목적에 따라,이 프로토콜의 응용 프로그램은 상황에 적절할 수있다. 공간 - 시간 (예를 들면 보폭, 보행 속도 등), 운동 학적 (운동 등 범위), 및 운동 (예 힘 : 모션 캡쳐 및 accelerometry 모두 포함 보용 다양한 특성을 얻기 위해 적합하다는 것을 유의해야 전원 출력 등) 매개 변수를 설정합니다. 그리고 장비의 이러한 여러 가지의 사용에도 불구하고, 단지 짧은 기간의 걸음 걸이 이벤트 (즉, 하나의 보행주기) 가장 긴 기간의 걸음 걸이 (즉, 반복 보행주기) 평가에 관해서 질문을 떠나, 평가되었다. 따라서, 개발 및이 기술의 사용에 대한 이론적 근거는 I에 기초북유럽 폴링 보행의 전체 그림을 도운의 mportance. 이 연구의 목적은 두 가지이다. 우선, 기본 목표 결정 짧은 및 긴 기간 둘다 보행 자세의 평가에 accelerometry 시스템 및 3 차원 모션 캡쳐 시스템 모두의 사용을 입증한다. 이차적으로, 목표는 공간적 시간적 및 운동 방법뿐만 아니라 노인의 자세 정렬을 포함하여 보행 패턴에 노르딕 워킹 폴의 전반적인 효과를 결정하는 것입니다. 지금까지 최소한의 연구는 나이가 성인 NW에 집중하고 게시 된 것을의, 기능 (즉, 힘, 균형, 유연성) 일차 결과 변수를 표시하고있다. 따라서, 측정 가능한 보행 변수에 기둥을 걷는 역할을 관한 지식이 필요하고, 우리가 나이 폴이 우리의 보행 패턴으로 연주 할 수있는 방법에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.

<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

노르딕 워킹 (NW)는 최근 운동 안전하고 간단한 형태로되어 있으며,이 보행 패턴을 연구, 다양한 데이터 수집 기술은 포지티브 및 네거티브 각각 채용되어있다. 목적은 이전 성인 보행 자세의 NW의 효과를 결정하기 위해 짧은 및 긴 기간 모두 분석 다른 데이터 수집 시스템의 최적 사용을 결정하는 것이었다. NW 및 일반 보행시 보행 자세 17 건강한 노인에서 평가되었다 (연령 : 69 ± 7.3). 참가자와 5m 거리 (3 WP 3 NP)의 6 시험 (극 (NP)없이 극 (WP 1) 1) 6 분 도보 테스트 (6MWT)의 두 가지 실험을 수행 하였다. 모션은 공간 - 시간, 운동 및 운동 파라미터를 정량하기 위해, 두 시스템, 6 accelerometry 센서 시스템 및 8 카메라 3 차원 모션 캡쳐 시스템을 이용하여 기록 하였다. 두 시스템으로, 참가자들은 증가 보폭 및 이중 지원 및 decreas을 보여 주었다NP에 비해 에드 보행 속도와 리듬 WP (P &lt;0.05). 또한, 모션 캡쳐하여 큰 단일지지 시간이 발견 WP (p &lt;0.05). 3-D 캡처와 작은 엉덩이 발전과 힘의 순간은 하나 이상의 평가 NP에 비해 발 뒤꿈치 접촉, 사전 스윙, 및 터미널 스윙 WP에서 발 뒤꿈치 접촉 및 사전 스윙뿐만 아니라 작은 무릎 전력 흡수에 발견 주기 (P &lt;0.05). 또한, WP는 보행주기 (P &lt;0.05)의 중간 자세에서 발 뒤꿈치 접촉 더 큰 순간과 함께 터미널 스윙에서 힘의 작은 순간을 얻었다. 변경 사항이 자세를 찾을 수 없습니다. NW는 노인에서 정상적인 보행 패턴을 촉진하기위한 적절한 것 같다. accelerometry 시스템은 주로 같은 6MWT 동안과 같이 긴 시간 분석을 요구하는 경우에 사용되어야한다하면서 입체 모션 캡쳐 주로 단시간 보행 분석 (즉, 하나의 보용주기) 동안 사용되어야한다.

시공간 보행 매개 변수 모션 캡처 힘 플레이트를 사용하여 노르딕 워킹 폴 함께 산책 및 평가, 보폭 (P &lt;0.01), 이중 지원 시간 (P &lt;0.001), 및 단일 지원 시간 (P &lt;0.001)이 모두 유의하게 더 이상 자극하지 않고 도보로 비교 . 또한, 보행 속도 (P &lt;0.05) 상당히 느린 리듬이다 (p &lt;0.001) 노인의하지에 비해 극을 상당히 작다. 6MWT?...

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

이전 성인의 노르딕 워킹 보행의 평가와 자세에 대한 적절한 모션 캡처 기술을 실증

목표 노르딕 보행 보용 자세 분석을위한 데이터 수집 방법의 최적의 사용을 입증했다. accelerometry가 6 분 도보 테스트와 같은 긴 시간 분석 (즉, 반복주기)을 위해 사용되어야하는 동안 세 가지 차원 모션 캡쳐는 짧은 기간 분석 (즉, 하나의 보행주기) 동안 사용되어야한다.

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 ...

substantiating-appropriate-motion-capture-techniques-for-assessment

Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K 조회수.  University of Ottawa.  목표 노르딕 보행 보용 자세 분석을위한 데이터 수집 방법의 최적의 사용을 입증했다. accelerometry가 6 분 도보 테스트와 같은 긴 시간 분석 (즉, 반복주기)을 위해 사용되어야하는 동안 세 가지 차원 모션 캡쳐는 짧은 기간 분석 (즉, 하나의 보행주기) 동안 사용되어야한다. 

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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.

앉아 - 투 - 독립 및-거리에 120 % 무릎 높이에서 : 소설 접근을 동적 자세 제어 독립적 인 리드 사지의 평가에

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

연구

행동분석학

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).

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

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

발생학

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 ...

의학

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.

환자와 노인의 시공간 보행 매개 변수의 임상 평가

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

Walk with Me Hybrid Virtual/In-Person Walking for Older Adults with Neurodegenerative Disease

This study presents a protocol for virtual and in-person walking groups for older adults with neurodegenerative diseases and addresses the decline in physical activity and social connectivity during the pandemic. Physical activity, specifically moderate-intensity walking, has been shown to have multiple health benefits for older adults. This methodology was created during the COVID-19 pandemic, contributing to lower physical activity levels and social isolation in older adults. Both the in-person and virtual classes utilize technology such as fitness tracking apps and video platforms. Data are presented from two groups of older adults with neurodegenerative disease: people with prodromal Alzheimer's disease and people with Parkinson's disease. Participants in the virtual classes were screened for balance impairments before the walk, and any person deemed at risk for falls was not eligible to participate virtually. As COVID vaccines became available and restrictions were lifted, in-person walking groups became feasible. Staff and caregivers were trained in balance management, roles/responsibilities, and delivering walking cues. Both walks, virtual and in-person, consisted of a warm up, a walk, and a cool down, and posture, gait, and safety cues were given throughout. Measures of the rate of perceived exertion (RPE) and heart rate (HR) were taken pre-warm up, post-warm up, and at 15 min, 30 min, and 45 min time points. Participants also used a walking application (app) on their phones to record the distance walked and the number of steps taken. The study showed a positive correlation between HR and RPE in both groups. The participants in the virtual group rated the walking group favorably in terms of improving their quality of life during a period of social isolation and contributing to physical, mental, and emotional well-being. The methodology shows a safe and feasible way to implement virtual and in-person walking groups for older adults with neurological diseases.

The present protocol aims to inform rehabilitation specialists and fitness instructors in safe, feasible, and evidence-based methods of delivering virtual and in-person walking classes to older adults with neurodegenerative diseases.

Walk with Me Hybrid Virtual/In-Person Walking for Older Adults with Neurodegenerative Disease(신경퇴행성 질환이 있는 노인을 위한 하이브리드 가상/대면 걷기)

This study presents a protocol for virtual and in-person walking groups for older adults with neurodegenerative diseases and addresses the decline in ...

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.

걸음걸이 및 활동 분석을 위한 홈 기반 모니터

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

생체공학

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.

HIV와 함께 사는 나이 많은 사람에 Exergaming 것은 균형, 이동성을 개선하고 약함의 일부 측면을 개선한다

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.

뇌졸중 후 환자의 보행 분석 및 평가를 위한 운동 이중 작업

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

신경과학

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.

설치류의 비활동으로 인한 보행 변화에 대한 포괄적인 이해

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.

힘 플랫폼 기록을 사용한 생체 역학 분석을위한 보행 개시의 자세 조직

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