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

Detta arbete har finansierats delvis av Kanadas Stiftelsen för innovation.

1. System Preparation <ol><li> Rensa fånga volymen av varje reflekterande material som kan observeras av kamerorna. Detta minskar risken för verkliga hud-baserade markörer förväxlas med stationära bakgrund markörer under rörelsen testning och förbättrar den totala noggrannheten av sessionen. </li><li> Kalibrera kamerorna genom att sikta alla kameror på stationära markörer i fasta positioner inom laboratoriet. Förläng statiska kalibreringen till dynamiska rörelser med rörliga markörer placerade i kän...

<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>

Feedback i realtid för prestanda under rörelser såsom promenader kan vara ett värdefullt komplement till vanliga metoder rörelseanalys. Även i sin relativa linda, kommer forskning om specifika och diskret rörelse ändringar säkert omfattas av förmågan att producera den önskade modifieringen med noggrannhet och i realtid. Till exempel, om patienten kräver en viss mängd rörelse modifiering kan detta belopp mätas och som under själva rörelsen. Den metod som presenteras här kan användas för att testa nya...

Någon väsentlig förändring av den neuromuskulära eller muskuloskeletala struktur nedre extremiteterna kommer troligen att ha en inverkan på egenskaperna hos rörelse och tillhörande fysisk funktion. Följaktligen är förbättringen i fysisk funktion ett viktigt resultat av någon rehabilitering ingripande. Normala repetitiva rörelser som att gå i allmänhet regleras av motoriska program som innehåller den nödvändiga kontrollen information som behövs för att aktivera musklerna med rätt intensitet och timing 1. Dessa motoriska program är nödvändiga för att förbättra automatik av rörelse, vilket minskar mängden av kontroll som ägnas åt rörelse och tillåter uppmärksamhet ägnas åt andra högre nivå uppgifter. Men med tanke på rollen som motor program i rörelse och det faktum att dessa program förfinats under ett antal år, ändra rörelse prestanda efter skada eller sjukdom är en utmanande satsning. Traditionellt, rörelse omskolning Interventjoner har bygger på att ge tillräcklig återkoppling av rörelse prestanda för att säkerställa att de nya uppgifterna införlivas med nya och framväxande motor-program. Enkla, men ändå effektiv, metoder inkluderar muntlig återkoppling med globala instruktioner (t.ex. &quot;böja mer&quot;, &quot;hålla knät rakt&quot;) samt mekanismer för att ge visuell feedback såsom användning av en spegel eller video inspelningsenheter. Även om dessa indirekta strategier är användbara, speciellt i kliniska miljöer med begränsade resurser, de begränsas av deras svårigheter att tillhandahålla diskreta och kvantifierbara mått på rörelse variabler. Som ett resultat, kommer att komplettera dessa tekniker med ytterligare mer direkta metoder för återkoppling sannolikt öka motorns åter inlärning önskas. Det finns mycket acceptans i forsknings-och kliniska samhällen som ger återkoppling av diskreta, kvantifierbara resultat av rörelse egenskaper kan förbättra prestanda under en rörelse retraini<html> ng ingripande. Till exempel har ögonblicklig visuell eller auditiv feedback av muskelaktivering intensitet med elektromyografiska biofeedback enheter blir en stöttepelare i rehabilitering av rörelse, särskilt hos personer med stroke 2-3, cerebral pares 4, eller kronisk hemiplegi 5. Däremot har återkoppling av rörelse kinematik (gemensamma och segment vinklar) visat sig vara mindre utnyttjad på grund av svårigheter att bedöma och mäta dessa resultat snabbt och exakt. Faktum även kvantitativ, laboratorium-baserad analys av rörelse framträdande plats i biomekanik forskning och har börjat införlivas i den kliniska miljön är den stora majoriteten av rörelseanalys användning reserverad för offline analys efter test. Det finns dock ett ökande antal studier i litteraturen som använder ny teknik för att ge feedback på gångsvårigheter åtgärder som ett sätt att förbättra effektiviteten i rörelsen omskolning 6. ve_content &quot;&gt; En patologi som för närvarande utreds för användning i realtid biofeedback kapacitet integrerade med standardsystem rörelseanalys är knä artros (OA). Nyligen genomförda studier har utnyttjat feedback i realtid för gångsvårigheter kinematik särskilt utformade för att minska belastningen passerar genom knäleden, kvantifieras med hjälp av externa ögonblick knä adduktion -. en erkänd riskfaktor för OA progression 7 Till exempel har studier utnyttjat realtid biofeedback för storleken på låret vinkel 8 eller trunk vinkel 9-10 gav en Hunt et al 11. realtidsvisning av bålen vinkel framför deltagarna under gång försök och visade förmågan att öka ut stammen mager i en enda träningspass, med åtföljande minskning av knä magnituder adduktion ögonblick. Däremot genomförde Barrios m fl 8 en åtta-session gång omskolning ingripande fokuserade på att modifiera dynamiska frontala planet knävinkel under hållning och visade signifikant minskning i knä värden adduktion stund efter en månad ingrepp jämfört med utgångsvärdet. Dessa studier och liknande studier har åberopat möjligheten att mäta, analysera och visa variabeln av intresse för patienten på en kontinuerlig basis. Denna spirande forskningsområde har kliniska implikationer för patienter med olika sjukdomar som påverkar rörelse egenskaper. Använda exempel på kinematiska förändringar som är relevanta för artros (OA) i knä, är syftet med denna uppsats att beskriva metoder som krävs för att genomföra en rörelse omskolning ingrepp med realtid biofeedback att gå prestanda.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet av reagenset </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (tillval) </td></tr><tr><td> Reflekterande markörer </td><td> 3x3 design </td><td></td><td> 12 mm i diameter </td></tr><tr><td> Marker band skivor </td><td> Rabatt förbrukningsmateriel </td><td> TD-22 elektroder krage, 8 mm </td><td> Designad användning är som elektrod kragar </td></tr><tr><td> Motion Analysis-kameror </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> The MathWorks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

movement retraining using real-time feedback of performance

Varje ändring av rörelse - särskilt rörelsemönster som har finslipat under ett antal år - kräver omorganisering av neuromuskulära mönster som är ansvariga för att styra rörelsen prestanda. Denna motorisk inlärning kan förbättras genom ett antal metoder som används i forskning och kliniska situationer lika. I allmänhet muntlig återkoppling av prestanda i realtid eller kunskap om resultat efter rörelse används vanligen kliniskt som en preliminär sätt att ingjuta motorisk inlärning. Beroende på patientens önskemål och inlärningsstil, visuell återkoppling (t.ex. genom användning av en spegel eller olika typer av video) eller proprioceptiv vägledning använder terapeut beröring, används för att komplettera verbala instruktioner från terapeuten. Faktum är en kombination av dessa former av återkoppling vanligt i klinisk miljö för att underlätta motorisk inlärning och resultat optimera. Laboratorium-baserad, kvantitativ rörelseAnalysen har varit en stöttepelare i forskningsmiljöer att tillhandahålla korrekt och objektiv analys av olika rörelser hos friska och skadade populationer. Medan de faktiska mekanismerna för att fånga rörelserna kan skilja sig alla nuvarande rörelseanalys system förlitar sig på förmågan att följa utvecklingen av kroppens segment och leder och att använda etablerade rörelseekvationer att kvantifiera viktiga rörelsemönster. På grund av begränsningar i förvärv och processorhastighet, analys och beskrivning av rörelserna har traditionellt skett offline efter avslutad en viss test session. Detta dokument kommer att belysa en ny komplement till standardtekniker rörelseanalys som bygger på nära momentana bedömning och kvantifiering av rörelsemönster och visning av specifika rörelser egenskaper till patienten under en rörelseanalys session. Som ett resultat, kan denna nya teknik tillhandahålla en ny metod för återkoppling leverans som har fördelar oveR används för närvarande återkopplade metoder.

Ett exempel från en enda rörelse omskolning session fokuserar på ökad laterala stammen lutningsvinkel hos en patient med knäartros visas i figur 2. Efter ungefär 15 minuter av utbildning med en kombination av verbala och spegel-baserade återkoppling av prestanda, var patienten är försedd med realtidsdata som hänför sig till mängden lateral stam böjning. Träning med denna metod fortsatte under ytterligare 10 minuter. Under normala (omodifierade) försök uppvisade patienten en självvald m?...

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

Omskolning onormala rörelsemönster efter skada eller sjukdom är en viktig del av fysisk rehabilitering. Nya tekniska framsteg har möjliggjort korrekt bedömning av rörelse under en mängd olika uppgifter, med nära ögonblicklig kvantifiering av resultaten. Detta ger nya möjligheter för modifiering av felaktiga rörelsemönster i realtid.

Rörelse Omskolning med feedback i realtid för prestanda

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

Utvärdering av nanopartiklar Upptag i tumörer i realtid med hjälp 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

Realtid fMRI Biofeedback Inriktning på orbitofrontal cortex för kontaminering Ångest

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 Detektion av prostatatumörer genom kvantitativ realtids-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

Använda kvantitativ realtids-PCR för att avgöra Engraftment donatorcellen i en konkurrenskraftig Murine Bone Marrow Transplantation Modell

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

Cerebrospinalvätska MikroRNA Profilering Med kvantitativa realtid-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

Kemoterapi-inducerad vaskulär toxicitet - Realtids<em&gt; In vivo</em&gt; Avbildning av Vessel Nedskrivningar

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

Realtids cytotoxicitetsanalyser i humant helblod

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

Utvärdering av lungmetastas i musbrösttumör Modeller av kvantitativ realtids-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 rörelseanalys använder 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 ultraljud: snabb och kostnadseffektiv morfometri muskuloskeletala vävnad

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