Name: movement retraining using real-time feedback of performance
Uploaded: 2013-01-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance at JoVE.com

Dette arbeidet har vært finansiert, delvis av Canada Foundation for Innovation.

1. System Forberedelse <ol><li> Tømme fangst volum av noe reflekterende materiale som kan observeres av kameraene. Dette reduserer sjansene for faktiske hud-baserte markører blir forvekslet med stillestående bakgrunn markører under bevegelsen testing og bedre nøyaktighet av økten. </li><li> Kalibrere kameraene ved å sikte alle kameraer på stasjonære markører til faste stillinger innenfor laboratoriet. Utvide den statiske kalibrering til dynamiske bevegelser ved hjelp av bevegelige markører plassert på kjen...

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

Tilbakemeldinger i sanntid av ytelse under bevegelser som å gå kan være et verdifullt supplement til vanlige bevegelsesanalyse tilnærminger. Selv i sin relative barndom, vil forskning på spesifikke og diskret bevegelse modifikasjoner sikkert dra nytte av muligheten til å produsere den ønskede endringen med nøyaktighet og i sanntid. For eksempel, hvis pasienten krever en bestemt mengde bevegelse modifikasjon, kan dette beløpet måles og tilgjengelig under selve bevegelsen. Tilnærmingen presenteres her kan bruke...

Noen vesentlig endring i det nevromuskulære eller muskel strukturen i underekstremitet vil trolig ha en innvirkning på egenskapene til bevegelse og tilhørende fysisk funksjon. Følgelig er forbedring av fysisk funksjon en viktig utfallet av enhver rehabilitering intervensjon. Normal repetitive bevegelser som å gå er generelt styrt av motoriske programmer som inneholder den nødvendige kontroll som kreves for å aktivere muskler med riktig intensitet og timing 1. Disse motor programmene er nødvendig for å bedre automaticity av bevegelse, og dermed redusere mengden av kontroll viet til bevegelse og tillater oppmerksomhet rettet til andre høyere nivå oppgaver. Imidlertid gitt rollen som motor programmer i bevegelse og det faktum at disse programmene er raffinert over flere år, endre bevegelse ytelse etter skade eller sykdom er en utfordrende venture. Tradisjonelt, bevegelse omskolering interventioner er stemt predicated på å gi tilstrekkelig tilbakemelding av bevegelse ytelse for å sikre at den nye informasjonen blir innlemmet i det nye og utviklende motorisk programmet. Enkle, men effektive, tilnærminger inkluderer muntlig tilbakemelding med globale instruksjoner (for eksempel &quot;bøye mer&quot;, &quot;holde kneet rett&quot;) samt mekanismer for å gi visuell tilbakemelding for eksempel bruk av et speil eller videoopptaksenheter. Selv om disse indirekte strategiene er nyttig, spesielt i kliniske settinger med begrensede ressurser, er de begrenset av vanskeligheter med å gi diskrete og kvantifiserbare mål på bevegelse variabler. Som et resultat, vil supplere disse teknikkene med ytterligere mer direkte metoder for tilbakemelding sannsynlig forbedre motorens re-læring ønsket. Det er mye aksept i forskning og klinisk samfunn som gir tilbakemelding av diskrete, målbare resultater av bevegelseskarakteristikker kan forbedre ytelsen i løpet av en bevegelse retraini<html> ng intervensjon. For eksempel har momentant visuell eller auditiv tilbakemelding av muskelaktivering intensitet under elektromyografisk biofeedback enheter blir en bærebjelke i rehabilitering av bevegelse, spesielt hos personer med hjerneslag 2-3, cerebral parese 4 eller kronisk hemiplegia 5. I motsetning til dette har tilbakemeldinger av bevegelse kinematikk (felles og segment vinkler) vist seg å være mindre brukt på grunn av vanskeligheter med å vurdere og måle disse resultatene raskt og nøyaktig. Faktisk, selv om kvantitative, laboratorie-analyse av bevegelse fremtredende posisjon i biomekanikk forskning og har begynt å bli innlemmet i klinisk setting, er det store flertallet av bevegelsesanalyse bruk reservert for analyse etter testing. Men det er et økende antall studier i litteraturen som bruker ny teknologi for å gi tilbakemelding på gangart tiltak som et middel for å forbedre effektiviteten av bevegelse omskolering 6. ve_content &quot;&gt; En patologi som er under etterforskning for bruk av sanntids biofeedback evner integrert med standard motion analysesystemer er artrose (OA). Nyere studier har benyttet tilbakemeldinger i sanntid av ganglag kinematikk utformet spesielt for å redusere belastningen passerer gjennom kneleddet, kvantifiseres ved hjelp av eksterne kneet adduction øyeblikk -. en anerkjent risikofaktor for OA progresjon 7 For eksempel har studier benyttet sanntid biofeedback av magnitudes av låret vinkel 8 eller bagasjerommet vinkel 9-10 Hunt et al 11 gitt en. sanntids visning av bagasjerommet vinkel foran deltakerne under gange forsøk og viste evnen til å øke utstilt trunk lean innenfor en enkelt treningsøkt med ledsaget reduksjoner i kneet adduction øyeblikk magnitudes. I kontrast Barrios mfl. 8 gjennomført en åtte-session gangart omskolering intervensjon fokusert på å endre dynamisk frontal plan kneetvinkel under holdning og viste betydelige reduksjoner i kneet adduction øyeblikk verdier etter én måned intervensjon i forhold til baseline. Disse studiene, og lignende studier, har stolt på muligheten til å måle, analysere og vise variable av interesse for pasienten på en kontinuerlig basis. Denne spirende område av forskning har kliniske implikasjoner for pasienter med en rekke sykdommer som påvirker bevegelse egenskaper. Bruke eksempler kinematiske endringer relevante for artrose (OA) i kneet, er hensikten med denne artikkelen å beskrive metoder nødvendige for å utføre en bevegelse omskolering intervensjon ved hjelp sanntids biofeedback av vandre ytelse.

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Reflekterende markører </td><td> 3x3 Design </td><td></td><td> 12 mm diameter </td></tr><tr><td> Markør tape plater </td><td> Rabatt Disposables </td><td> TD-22 Elektrode Collar, 8 mm </td><td> Designet bruk er som elektrode krager </td></tr><tr><td> Bevegelsesanalyse kameraer </td><td> Motion Analysis Corporation </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Biofeedtrak </td><td> Motion Analysis Corporation </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab </td><td> De Mathworks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

movement retraining using real-time feedback of performance

Enhver endring av bevegelse - spesielt bevegelsesmønstre som har blitt finslipt over flere år - krever re-organisering av nevromuskulære mønstre ansvarlige for å lede bevegelsen ytelse. Denne motor læring kan bli forbedret gjennom en rekke metoder som benyttes i forskning og kliniske settinger likt. Generelt, verbal tilbakemelding av ytelse i sanntid eller kjennskap Resultatene etter bevegelse brukes vanligvis klinisk som et foreløpig middel instilling motorisk læring. Avhengig av pasientens preferanser og læringsstil, visuell tilbakemelding (for eksempel gjennom bruk av et speil eller forskjellige typer video) eller proprioseptive veiledning utnytte terapeut touch, blir brukt til å supplere verbal instruksjon fra terapeuten. Faktisk er en kombinasjon av disse formene for tilbakemeldinger vanlig i klinisk setting å lette motorisk læring og optimalisere resultater. Laboratorie-basert, kvantitative bevegelseanalysen har vært en bærebjelke i forskningsmiljøer for å gi nøyaktig og objektiv analyse av en rekke bevegelser i friske og skadde bestander. Mens de faktiske mekanismer for å fange bevegelsene kan variere, alle gjeldende motion analysesystemer stole på evnen til å spore bevegelsene til kroppen segmenter og ledd og å bruke etablerte bevegelseslikningene å kvantifisere viktige bevegelsesmønstre. På grunn av begrensninger i innsamling og prosessering hastighet, analyse og beskrivelse av bevegelsene har tradisjonelt skjedd offline etter at en gitt testøkt. Dette papiret vil markere en ny supplement til standard motion analyseteknikker som er avhengig av den nærmeste øyeblikkelig vurdering og kvantifisering av bevegelsesmønstre og visning av bestemte bevegelseskarakteristikker til pasienten under en bevegelsesanalyse økt. Som et resultat, kan denne nye teknikken gir en ny metode for tilbakemelding produksjonstid som har fordeler over dag brukes tilbakemeldinger metoder.

Et eksempel fra et enkelt bevegelse omskolering sesjon vekt på økt sideveis trunk nedleggsvinkel hos en pasient med kne OA er vist i figur 2. Etter ca 15 min av trening med en kombinasjon av verbal og speil-baserte tilbakemelding på ytelse, ble pasienten utstyrt med real-time data om mengden av lateral bagasjerommet fleksjon. Trening med denne metoden fortsatt i ytterligere 10 min. Under normale (umodifisert) studier, viste pasienten en selvvalgt mengde lateral bagasjerommet lean ca 2 ° (se toppen a...

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

Movement Retraining using Real-time Feedback of Performance

Omskolering unormale bevegelsesmønstre etter skade eller sykdom er en viktig del av fysisk rehabilitering. Nylige fremskritt i teknologi har tillatt nøyaktig vurdering av bevegelse under en rekke oppgaver, med nær umiddelbar kvantifisering av resultatene. Dette gir nye muligheter for endring av feil bevegelsesmønstre i sanntid.

Movement Omskolering ved Real-time Tilbakemelding of Performance

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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

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

Real-time fMRI Biofeedback Targeting den Orbitofrontal Cortex for forurensning Angst

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

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

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

MikroRNA Detection i prostatakreft ved Kvantitativ Real-time PCR (qPCR)

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

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

Bruke kvantitativ real-time PCR fastslår Donor Cell engraftment i en konkurransedyktig Murine benmargstransplantasjon Model

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

Cerebrospinal Fluid MicroRNA Profiling Using Quantitative Real Time PCR

Cerebrospinalvæsken MikroRNA Profilering Bruke Kvantitativ Real Time PCR

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

Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment

Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment

Cytostatikaindusert Vaskulær Toxicity - Real-time<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging av Vessel Nedskrivning

Certain classes of chemotherapies may exert acute vascular changes that may progress into long-term conditions that may predispose the patient to an ...

Real-time Cytotoxicity Assays in Human Whole Blood

Real-time cytotoksisitetsanalyser i humant fullblod

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

Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Evaluering av Lung metastaser i Mouse Brysttumormodeller av kvantitativ real-time PCR

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated ...

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

Video Movement Analysis Using Smartphones ViMAS: A Pilot Study

Video Movement Analysis Bruke Smartphones (VIMAS): en pilotstudie

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

3D Ultralyd Imaging: rask og kostnadseffektiv Morphometry av muskel vev

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