Name: clinical-oriented three-dimensional gait analysis method for evaluating gait disorder
Uploaded: 2018-03-04T14:00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder at JoVE.com

Undersøgelsen blev finansieret af Fujita sundhed Universitet [tilskud antal 2015100341].

1. forberedelse
Bemærk: Målemetode foreslås heri udnytter en forenklet markør, der består af tolv markører, som beskrevet nedenfor. Hele måling proces, herunder forberedelse, kan udføres inden for 20 min. Gennemførligheden af denne protokol i reelle kliniske indstillinger har været verificeret i tidligere undersøgelser13,14,15,16,17.
<ol><li>Udføre kalibreringsprocessen efter producentens protokol.</li>
	<li>Instruer patienterne til at bære let pasform, stramtsiddende strømper, og Placer de farvede markører på patienten, som beskrevet nedenfor.<ol>
<li>Sted markører (30 mm i diameter) på følgende punkter på patientens krop: både acromia, hofter (på point en tredjedel af måde fra større trochanter af lårben langs en linje, der forbinder hver anterior superior iliaca rygsøjlen med hver større trochanter), knæ (på midterlinjen af anterior-posterior diameter hver laterale epicondyle af lårben), ankler (lateral malleoli), tæer (femte metatarsal hoveder) og iliaca kamme (på placeringen af hver crista crest på en lodret linje gennem hofter).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. måling
<ol><li>Indstille hastighed på løbebåndet og måle gangart mønstre.<ol>
<li>Bed patienten om at udføre 10 m gang test.</li>
		<li>Indstille et subjektivt komfortable gangart hastighed. Indstille løbebånd hastighed, startende fra 70% af over jorden gangart og gradvist stigende hastighed, for at finde den komfortable gangart hastighed på løbebåndet.</li>
		<li>Foranstaltning walking. For en enkelt session det tager 20 s. Hvis de forskellige forhold (f.eks. gangart hastighed, ortose osv.) skal sammenlignes, udføre flere sessioner. I dette tilfælde har patienterne hvile i 1 minut mellem sessioner. Bemærk: Selvom 3DGA systemer med infrarøde kameraer er almindeligt anvendt i 3DGA forskning, en video-baseret forenklet bevægelse analysesystem (sampling hyppighed: 60 Hz; f.eks.Kinematracer) er brugt i denne protokol for at afkorte kalibreringen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. dataanalyse
<ol><li>
Tid-afstand faktorer NOTE: Tid-afstand parametre er fælles og grundlæggende parametre, der bruges i gangart analyse undersøgelser. Begivenhederne i foden indledende kontakt og mund-off bestemmes automatisk af systemet er baseret på tå og ankel markør baner.<ol>
<li>For at undgå fejl i skridt opdagelse, har to erfarne fysioterapeuter kontrollere nøjagtigheden af timing og justere det, hvis der er fejl i skridt timing.</li>
		<li>Fra disse detekterede trin tidsindstillinger, beregne følgende:</li>
		<li>Beregne kadence (skridt/min) = 60 × 2 / SC (s)</li>
		<li>Beregne skridtlængde (m) = GS (m/s) × SC (s) + (forskydning af ankel markør fra mund kontakt til mund kontakt af samme side)</li>
		<li>Beregne skridt længde (m) = GS (m/s) × (tiden fra mund kontakt af den ene side til fod kontakt på anden siden) + (den gennemsnitlige forskel i ankel position på foden kontakt ene side og anden siden)</li>
		<li>Beregn trin bredde (m) = gennemsnitlige afstanden mellem begge ankel markører i dobbelt holdning fase</li>
		<li>Beregne varigheden af dobbelt holdning: summen af dobbelt holdning fase, der vises to gange i løbet af en gangart cyklus; tid mellem mund kontakt af den ene side og efterfølgende foden fra på anden siden.</li>
		<li>Beregne varigheden af fælles holdning: den gennemsnitlige tid mellem foden ned og efterfølgende mund kontakt på den modsatte side. Bemærk: SC (trin cyklus): den gennemsnitlige tid fra hæl kontakt af den ene side til hæl kontakt af samme side. ** GS (gangart hastighed)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Lissajous oversigt billede (LOP) Bemærk: LOPs er udformet som et tal bestående af markør fælles baner på store leddene med sigte på at lette forståelse rehabilitering patienternes holistiske gangart mønstre14 (Se figur 1).<ol>
<li>Generere LOPs fra baner på koordinaterne for ti markører og den virtuelle tyngdepunkt (COG) i den vandrette (x-y), sagittal (y-z) og koronale (z-x) fly (x: venstre/højre, y: forreste/bageste, z: superior/ringere).<ol>
<li>Tegne LOP med softwaren eller ved at konstruere en scatterplot som dækker bevægelse vifte af alle markører på en regneark software. Beregne den virtuelle tandhjul af hypothesizing hvert organ segment for at være som følger: trunk, 0.66; låret, 0.1; lavere låret, 0,05; og foden, 0,02. Efterfølgende, beregne tandhjul som byens sammensætning af segmenter.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Ved hver pæl, udtrække rå data for de tre komponenter (x, y og z) for hver cyklus med gangart, normalisere disse ved gangart cyklus og de middelværdier. Indstille middelværdier af x - og y-komponenterne i den virtuelle tandhjul til 0 og bruge dem som referencer for x - og y-komponenterne i markører.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Beregning af abnorm gangart indeks for Hemiparetic gangart Bemærk: Flere fælles gangart mønstre er kendt for at være funktioner af hemiparetic gangart efter slagtilfælde. Disse omfatter hip vandreture, circumduction og forskydning af trunk18. Indeks for unormal gangart mønstre er blevet udviklet for at opgøre omfanget af disse gangart mønstre13,16,17. Til dato har ti unormal gangart indeks (hofte vandring, circumduction, forfod kontakt, retropulsion af hofte, overdreven hip ekstern rotation, overdrevne forskydning af stammen over upåvirket side, knæ extensor stak, bøjede knæ gangart, utilstrækkelig knæ fleksion i løbet af swing fase og mediale pisk) er blevet rapporteret. Formlen for hvert indeks er vist i tabel 1.<ol>
<li>Beregne den rå værdi af indekser efter formlerne. For eksempel, beregne den rå værdi af indekset for hip vandreture som forskellen mellem den maksimale værdi af z-koordinaten af hofteleddet markør fasen swing og den samtidige z-koordinaten af de kontralaterale hofteleddet markør, korrigeret for gennemsnitlige venstre-højre forskel af z-koordinaten fasen dobbelt støtte.</li>
		<li>Beregner afvigelsen score (t-score) baseret på måledata for raske forsøgspersoner. Beregne den standardiserede score som følger: T = 50 + 10 × (X−µ) / δ (T: afvigelse score; X: individuelle data; µ: mener rå værdi af de raske forsøgspersoner; Δ: standardafvigelsen).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analyse af tå Clearance strategi Bemærk: Strategier for tå clearance under swing varierer meget mellem raske forsøgspersoner og patienter med lavere lemmer parese. Hos raske forsøgspersoner opnås tå clearance af lemmer afkortning, med minimal bevægelser af bækken eller bagagerum. På den anden side kan ikke patienter med parese afkorte deres lemmer i samme omfang. For disse patienter tå de deraf følgende kompenserende strategier såsom bækken tilt eller circumduction også påvirke clearance19. I denne analyse højde af tå clearance på midten swing er opdelt i to dele: den lodrette gevinst opnået ved lemmer afkortning og fik kompensatoriske bevægelser, som direkte påvirker tå clearance. De komponenter, der omfatter tå clearance (vertikale komponent af lemmer afkortning, bækken skævhed, hip bortførelse, og hvælvingerne) beregnes som beskrevet nedenfor.<ol>
<li>Beregne samlede tå clearance fra z-koordinaten af femte metatarsal hovedet som et indeks over tå clearance.</li>
		<li>Beregne den vertikale komponent af lemmer afkortning som z-koordinaten for ændring i afstanden mellem hoften og det femte metatarsal hovedet.</li>
		<li>Beregne den vertikale komponent af kompenserende bevægelse ved at addere tre delkomponenter, som følger.<ol>
<li>Beregne den vertikale komponent af bækken skævhed som forskellen i højde (z-koordinaten) af hip markører.</li>
			<li>Beregne den vertikale komponent af hip bortførelse som afstanden mellem hoften og det femte metatarsal hovedet og bortførelse vinkler. Dette afspejler den opadgående afstand, at foden ville have flyttet som følge af hip bortførelse hvis der havde været nogen ændring i nedre lemmer længde.</li>
			<li>Beregne den vertikale komponent af hvælvingerne fra ændringen i z-koordinaten for de kontralaterale hip mellem midten holdning og midten swing20.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+differences+between+individuals+with+post-stroke+hemiparesis+and+non-disabled+controls+at+matched+speeds.">Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds.</a> Gait Posture. 22 (1), 51-56 (2005).</li><li>Stanhope, V. A., Knarr, B. A., Reisman, D. S., Higginson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frontal+plane+compensatory+strategies+associated+with+self-selected+walking+speed+in+individuals+post-stroke.">Frontal plane compensatory strategies associated with self-selected walking speed in individuals post-stroke.</a> Clin Biomech. 29 (5), 518-522 (2014).</li><li>Nadeau, S., Betschart, M., Bethoux, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+for+poststroke+rehabilitation:+the+relevance+of+biomechanical+analysis+and+the+impact+of+gait+speed.">Gait analysis for poststroke rehabilitation: the relevance of biomechanical analysis and the impact of gait speed.</a> Phys Med Rehabil Clin N Am. 24 (2), 265-276 (2013).</li><li>Balaban, B., Tok, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+disturbances+in+patients+with+stroke.">Gait disturbances in patients with stroke.</a> PM&amp; R. 6 (7), 635-642 (2014).</li><li>Roche, N., Pradon, D., Cosson, J., Robertson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Categorization+of+gait+patterns+in+adults+with+cerebral+palsy:+a+clustering+approach.">Categorization of gait patterns in adults with cerebral palsy: a clustering approach.</a> Gait Posture. 39 (1), 235-240 (2014).</li><li>Baker, R., Esquenazi, A., Benedetti, M. G., Desloovere, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis:+clinical+facts.">Gait analysis: clinical facts.</a> Eur J Phys Rehabil Med. 52 (4), 560-574 (2016).</li><li>Nadeau, S., Duclos, C., Bouyer, L., Richards, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guiding+task-oriented+gait+training+after+stroke+or+spinal+cord+injury+by+means+of+a+biomechanical+gait+analysis.">Guiding task-oriented gait training after stroke or spinal cord injury by means of a biomechanical gait analysis.</a> Prog Brain Res. 192, 161-180 (2011).</li><li>Wikstr&#246;m, J., Georgoulas, G., Moutsopoulos, T., Seferiadis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intelligent+data+analysis+of+instrumented+gait+data+in+stroke+patients-a+systematic+review.">Intelligent data analysis of instrumented gait data in stroke patients-a systematic review.</a> Comput Biol Med. 51, 61-72 (2014).</li><li>Davis, R. B., &#213;unpuu, S., Tyburski, D., Gage, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gait+analysis+data+collection+and+reduction+technique.">A gait analysis data collection and reduction technique.</a> Hum Mov Sci. 10 (5), 575-587 (1991).</li><li>Cappozzo, A., Catani, F., Della Croce, U., Leardini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Position+and+orientation+in+space+of+bones+during+movement:+anatomical+frame+definition+and+determination.">Position and orientation in space of bones during movement: anatomical frame definition and determination.</a> Clin Biomech. 10 (4), 171-178 (1995).</li><li>Leardini, A., Biagi, F., Merlo, A., Belvedere, C., Benedetti, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-segment+trunk+kinematics+during+locomotion+and+elementary+exercises.">Multi-segment trunk kinematics during locomotion and elementary exercises.</a> Clin Biomech. 26 (6), 562-571 (2011).</li><li>Cimolin, V., Galli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Summary+measures+for+clinical+gait+analysis:+a+literature+review.">Summary measures for clinical gait analysis: a literature review.</a> Gait posture. 39 (4), 1005-1010 (2014).</li><li>Itoh, N., 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=Quantitative+assessment+of+circumduction,+hip+hiking,+and+forefoot+contact+gait+using+Lissajous+figures.">Quantitative assessment of circumduction, hip hiking, and forefoot contact gait using Lissajous figures.</a> Japanese J Compr Rehabil Sci. 3, 78-84 (2012).</li><li>Ohtsuka, K., 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=Application+of+Lissajous+overview+picture+in+treadmill+gait+analysis.">Application of Lissajous overview picture in treadmill gait analysis.</a> Japanese J Compr Rehabil Sci. 6, 33-42 (2015).</li><li>Mukaino, M. <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+Simplified,+Clinically+Oriented,+Three-dimensional+Gait+Analysis+System+for+the+Gait+Evaluation+of+Stroke+Patients.">Feasibility of a Simplified, Clinically Oriented, Three-dimensional Gait Analysis System for the Gait Evaluation of Stroke Patients.</a> Prog Rehabil Med. 1, (2016).</li><li>Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., Teranishi, T., 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=Quantitative+assessment+of+retropulsion+of+the+hip,+excessive+hip+external+rotation,+and+excessive+lateral+shift+of+the+trunk+over+the+unaffected+side+in+hemiplegia+using+three-dimensional+treadmill+gait+analysis.">Quantitative assessment of retropulsion of the hip, excessive hip external rotation, and excessive lateral shift of the trunk over the unaffected side in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis.</a> Top Stroke Rehabil. 23 (5), 311-317 (2016).</li><li>Hishikawa, N., Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., 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=Quantitative+assessment+of+knee+extensor+thrust,+flexed-knee+gait,+insufficient+knee+flexion+during+the+swing+phase,+and+medial+whip+in+hemiplegia+using+three-dimensional+treadmill+gait+analysis.">Quantitative assessment of knee extensor thrust, flexed-knee gait, insufficient knee flexion during the swing phase, and medial whip in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis.</a> Top Stroke Rehabil. , .</li><li>Perry, 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+mechanics+of+walking+in+hemiplegia.">The mechanics of walking in hemiplegia.</a> Clin Orthop Relat Res. 63, 23-31 (1969).</li><li>Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K., Tanikawa, H., Tsuchiyama, K., Teranishi, T., 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=Biomechanical+factors+behind+toe+clearance+during+the+swing+phase+in+hemiparetic+patients.">Biomechanical factors behind toe clearance during the swing phase in hemiparetic patients.</a> Top Stroke Rehabil. 24 (3), 177-182 (2016).</li><li>Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+strategies+used+by+hemiplegic+stroke+patients+to+achieve+toe+clearance.">Analysis of strategies used by hemiplegic stroke patients to achieve toe clearance.</a> Japanese J Compr Rehabil Sci. 7, 111-118 (2015).</li><li>Perry, J., Burnfield, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gait analysis: normal and pathological function. , (1992).</li><li>Olney, S., Monga, T., Costigan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+energy+of+walking+of+stroke+patients.">Mechanical energy of walking of stroke patients.</a> Arch Phys Med Rehabil. 67 (2), 92-98 (1986).</li></ol>

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

I den foreliggende betænkning, blev et forenklet 3DGA metode foreslået. Dette system er designet til at bruges i daglig praksis og indebærer en forenklet målemetode og kliniker-venlige præsentation af resultater.
Flere tidligere rapporter har brugt 3DGA og en grundlæggende viden om menneskelige gangart har været tidligere etablerede21. 3DGA har potentiale til at bidrage til rehabilitering klinikker, eksempelvis ved at forbedre forståelsen af patologi af gangart lidelser, til brug i behandling planlægning eller overvågning intervention effekter. Men brugen af 3DGA i afvænningsklinikker er stadig forholdsvis lav. Der er flere mulige hindringer for anvendelse af 3DGA i klinisk indstillinger. Den tid, der er sandsynligvis en stor hindring, som forskningsbaseret 3DGA normalt kræver betydelig forberedelsestid (dvs., for kalibrering af systemet og montering af markører). Et andet spørgsmål er, at resultaterne fortolkning kan være udfordrende. Gangart lidelser omfatter normalt flere bevægelse abnormaliteter, og forstå de forskellige grafer som følge af analysen kræver erfaring. Med hensyn til kliniske gennemførlighed, ville analyse systemer med forenklede metoder og intuitiv datapræsentationen være nyttigt.
Betydelig forberedelsestid kræves for at udføre eksisterende analyse metoder er relateret til udøvelse af høj målenøjagtighed. Men motion-hastighed af patienter med gangart lidelser er begrænset og i daglige rehabiliterings praksis kan vi ikke kræve dette niveau af nøjagtighed. I den aktuelle metode, protokollen er forenklet og kan udføres i en periode, der skal være kort nok til gennemførligheden i dagligt rehabiliterings praksis, mens opretholde kravene til vurdering af patienter med bevægelse lidelser13 , 15 , 16 , 17.
I den aktuelle metode opfylder metoden for resultater præsentation kliniske krav. I rehabilitering klinikker begynder terapeuter generelt ved at evaluere holistisk gangart mønstre. LOP er designet til at hjælpe klinikere evaluere holistisk gangart mønstre intuitivt ved hjælp af en repræsentativ skildring (dvs., et tal) i hvilken markør baner bliver indplaceret efter faktiske positionelle relationer. Udviklingen af abnorm gangart indeks bruges heri var også baseret på klinisk erfaring. Indeksene blev udviklet for at opgøre omfanget af klinisk fælles unormal gangart mønstre observeret hos apopleksi patienter, og de samtidige gyldighedsperioder for alle indeks er blevet bekræftet via klinisk observation af fysioterapeuter13, 15,16.
Ud over at være en objektiv evalueringsmetode, der afspejler klinisk erfaring, vil den foreslåede metode ideelt bidrage til udviklingen af nye strategier for rehabilitering. Analyse af tå clearance strategier går ud over konventionelle klinisk evaluering og har potentiale til at bidrage til planlægningen af målrettede rehabilitering behandlinger. I den foreslåede metode og analyse præsenteres klinikere med to mål for rehabilitering; omfanget af tå clearance og omfanget af kompensation til at opnå det. I sig selv er øge tå clearance vigtig for sikkert gå; dog kan reducere kompensationen også forbedre omvandrende effektivitet22. I den aktuelle metode, klinikere ville have adgang til begge sæt af oplysninger som indeks af sikkert gå og gå effektivitet, som kan bidrage til udvikling af målrettet genoptræning strategier til at forbedre sikkerheden og effektiviteten af at gå i rehabilitering patienter.
I betragtning af de ovennævnte kvaliteter, kunne denne måling og analyse metode fremme anvendelsen af 3DGA i rehabiliterings-klinik ved at give en objektiv metode til at evaluere gangart mønstre i rehabilitering patienter. Desuden kunne det give mere præcis estimering af effekten af intervention end almindelige skalaer anvendes i klinikken, som kunne bidrage til yderligere forbedring af intervention kvalitet i feltet rehabilitering.
Denne undersøgelse var ikke uden begrænsninger. I betragtning af det reducerede antal markører og relativt lav samplingsfrekvens, kan målenøjagtighed i dette system begrænses i forhold til eksisterende systemer. Dette kan være en kritisk overvejelse, når du analyserer hurtige bevægelser som de i idrætserhvervene. Især, når de evaluerer fælles vinkler eller fælles bevægelser, kan de forenklede markør, der bruges i denne metode være utilstrækkelige til at præcist skøn fælles holdninger. Analysen, som lægger vægt på den fælles bevægelse, såsom analyse for planlægning cerebral parese kirurgi, kunne også være begrænset hos denne forenklede ordning. Selv om systemet blev valideret af den kliniske vurdering, har de Psykometriske egenskaber ved denne metode endnu ikke været defineret i forhold til metoden guldstandarden. De tekniske begrænsninger bør bekræftes yderligere i fremtidige undersøgelser.
Men hos patienter med gangart lidelser, bevægelse hastighed er begrænset og forskelle i præstationer er tydelig, sammenlignet med raske forsøgspersoner. Derfor, i daglig praksis, kan vi ikke kræve niveauet af nøjagtighed af eksisterende metoder. Yderligere, i denne metode, resultaterne er præsenteret som en gennemsnit gangart mønster for en 20 s måleperiode, som er længere end de fleste konventionelle metoder til at måle overjordiske gangart. Denne funktion kan forbedre nøjagtigheden og pålideligheden af måling.
Til sidst, i denne undersøgelse, en forenklet og intuitiv 3DGA metode blev indført. For at lette anvendelsen af 3DGA for at forbedre kvaliteten af afvænningsklinikker, bør der udvikles en klinisk realistisk målemetode. Kliniker-venlig metode introduceret her kan tilskynde til yderligere udvikling af klinisk realistisk måling modeller og gennemførelsen af 3DGA i dagligt afvænningsklinikker.

Tidligere undersøgelser har vist nytten af tre-dimensionelle gangart analyse (3DGA) til evaluering af gangart efter slagtilfælde1,2,3. Undersøgelser med høj kvalitet bevægelse analyse systemer har givet væsentlig indsigt i menneskelige gangart mønstre, ikke kun af de af raske forsøgspersoner, men også dem på grund af forskellige bevægelsesforstyrrelser som apopleksi eller cerebral parese4,5 . Forståelse patologi, vurderer patienterne inden behandling for planlægning, eller overvågning intervention virkninger kunne alle fremmes med 3DGA6. Yderligere, flere nyere undersøgelser har vist potentiale for 3DGA at give en guide til rehabiliterende undervisning7,8.
Brug af 3DGA i daglig klinisk praksis er dog stadig begrænset. En af de store spørgsmål er dens tidskrævende proces. Markør sæt almindeligt anvendt i gangart analyse9,10,11 består af mere end 30 markører for hel-krops måling. Disse markør sæt aktiverer meget præcis estimering af lemmer og bagagerum bevægelse. Dette bidrager til nøjagtigheden af den analyse, som sker normalt fra oplysningerne i begrænset antal skridt, der kunne blive fanget af kameraer placeret i nærheden af en gangbro. Dette kræver imidlertid en tidskrævende forberedelse og måling processer, som forhindrer anvendelsen af 3DGA i daglig klinisk praksis.
En anden ulempe ved 3DGA i en klinisk indstilling er, at det kan være vanskeligt at fortolke resultaterne leveret12. Resultaterne af 3DGA er almindeligt vises i grafer skildrer parametre såsom fælles vinkler og forskydning af dele af kroppen. Gangart evaluering i afvænningsklinikker indebærer imidlertid ikke kun evaluere flytning af kropsdele men også holistisk bevægelsesmønstre. Sidstnævnte kan kun forstås ved vurderingen af forholdet mellem disse parametre, og de vanskeligheder, der er involveret i at gøre så gør klinikere mindre villige til at bruge 3DGA.
For at løse disse problemer og lette anvendelsen af 3DGA i rehabiliterings-klinik, foreslår vi en forenklet og intuitiv målemetode for 3DGA. Målemetoden består af følgende: (1) en forenklet markør sæt med 12 markører; (2) måling af patienter på løbebånd; (3) en intuitiv holistisk figur af gangart mønstre; (4) unormal gangart mønster indekser valideres gennem klinisk observation; og (5) visualisering af funktionerne i gangart strategi. Den protokol, der er vist i denne undersøgelse følger retningslinjerne i medicinsk etiske komité i institutionen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>KinemaTracer</td>
			<td>KisseiComtec Co., Ltd.</td>
			<td>KinemaTracer-6Cam</td>
			<td>A simple video-based 3D motion analysis system that consists of camera, workstation and softwares.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

clinical-oriented three-dimensional gait analysis method for evaluating gait disorder

Tre-dimensionelle gangart analyse (3DGA) er vist sig at være et nyttigt klinisk redskab til evaluering af gangart abnormitet på grund af bevægelsesforstyrrelser. Men brug af 3DGA i faktiske klinikker er stadig ualmindeligt. Mulige årsager kan omfatte tidskrævende måling proces og vanskeligheder med at forstå måleresultater, som ofte præsenteret ved hjælp af et stort antal grafer. Her præsenterer vi en kliniker-venlige 3DGA metode udviklet for at lette den kliniske anvendelse af 3DGA. Denne metode består af forenklede forberedelse og måling processer, der kan udføres i en kort periode i klinisk indstillinger og intuitiv resultater præsentation for at lette klinikere forståelse af resultater. Hurtig og forenklet målemetode opnås ved brug af minimum markører og måling af patienter på et løbebånd. For at lette kliniker forståelse, præsenteres resultaterne i tal baseret på klinikere perspektiv. Et Lissajous overblik billede (LOP), som viser baner af alle markører fra et holistisk synspunkt, der bruges til at lette intuitiv forståelse af gangart mønstre. Unormal gangart mønster indekser, som er baseret på klinikere perspektiver i gangart evaluering og standardiseret ved hjælp af data fra raske forsøgspersoner, der bruges til at vurdere omfanget af typiske unormal gangart mønstre hos apopleksi patienter. En graf, der viser analyse af tå clearance strategi, der skildrer, hvordan patienter stole på normale og kompenserende strategier til at opnå tå clearance, er også præsenteret. Disse metoder kan lette gennemførelsen af 3DGA i klinisk indstillinger og yderligere fremme udviklingen af måling strategier fra den kliniker synspunkt.

Den metode, der præsenteres heri bruges til at vurdere patienter med gangart lidelser. Resultaterne af analysen er præsenteret i figur 2, figur 3og figur 4. Disse tal viser resultaterne af den forenklede 3DGA for en patient med hemiparese og en sund kontrol. Figur 2 viser en repræsentant LOP af apopleksi patientens komplet gangart mønster. I denne patientgruppe, blev typisk gangart mønstre såsom circumduction, hip elevation og trunk sideværts bevægelse observeret. Figur 3 er en radar diagram viser apopleksi patienter unormal gangart indeks (afvigelse score). Standardiserede scorer for circumduction og hofte højde var høj, der angiver, at disse bevægelser i apopleksi patienter var meget større end standarden for raske forsøgspersoner. Endelig, figur 4 er en graf, skildrer tå clearance strategier af et slagtilfælde patient og en alder-matchede raske emne. I sund emne opnås tå clearance normalt ved lemmer afkortning, boer i slagtilfælde patient, det opnås hovedsagelig ved kompenserende bevægelser som bækken skævhed og hvælvingerne.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig1.jpg"> Figur 1: Lissajous oversigt over billede (LOP) bestående af tre tal: (A) sagittale flyet, (B) koronale fly og (C) vandret plan. Hver bane viser gennemsnit gangart-cyklus bevægelser af fælles markører og hypotese tyngdepunkt. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig1large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig2.jpg"> Figur 2: Lissajous oversigt over billede (LOP) af en repræsentativ slagtilfælde patient: (A) sagittale flyet, (B) koronale fly og (C) vandret plan. Øget trunk bevægelse (hvid pil), hofte-vandring (sort pil) og circumduction (grå pil) blev observeret fra en holistisk oversigt ved hjælp af LOP. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig2large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig3.jpg"> Figur 3: radardiagram af abnorm gangart indekser. Den gennemsnitlige score på raske forsøgspersoner er indstillet til 50. En høj standard score repræsenterer høj abnormitet. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig3large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig4.jpg"> Figur 4: graf, der viser tå clearance strategier i en slagtilfælde patient vs en sund emne. Tå clearance opnås udelukkende ved lemmer afkortning i sund emne, kompenserende bevægelser (hofte vandreture, hip bortførelse og hvælvingerne) også berøre tå clearance slagtilfælde patient. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig4large.jpg" target="_blank">Venligst klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Gangart mønstre</td>
			<td colspan="2">Formel</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hip vandreture</td>
			<td colspan="2">forskellen mellem den maksimale værdi af Z-koordinaten af hofteleddet markør fasen swing og Z koordinat for de kontralaterale hofteleddet markør på samme tid, korrigeret for den gennemsnitlige venstre-højre forskel af Z-koordinaten under dobbelt supportfase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Circumduction</td>
			<td colspan="2">forskellen i afstand mellem den laterale-mest X koordinere ankel fælles mærkestof under 25-75% af swing fase og den mediale-mest X koordinere under 25-75% af holdning fase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Forfoden kontakt</td>
			<td colspan="2">forskellen i afstand mellem Z-koordinaten af ankel fælles markør og Z-koordinaten af tåen markør ved første kontakt, minus forskellen i afstand mellem Z koordinater ankel fælles markør og tå markør under stående</td>
		</tr>
<tr>
<td>Retropulsion af hoften</td>
			<td colspan="2">den gennemsnitlige afstand mellem Y-koordinaten af ankelled og Y-koordinaten for hofteleddet i fælles holdning fase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Overdreven hip ekstern rotation</td>
			<td colspan="2">den gennemsnitlige afstand mellem X-koordinaten for fodleddet og X-koordinaten af tåen i swing fase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Overdrevne forskydning af stammen over den upåvirkede side</td>
			<td colspan="2">den gennemsnitlige afstand mellem (1) den laterale de fleste X-koordinaten for midtpunktet mellem de bilaterale acromions i del af den dobbelte holdning fase, hvor de berørte ben er placeret bag den upåvirket ben og swing fase af berørte ben og (2) gennemsnittet X-koordinaten for midtpunktet mellem de bilaterale ankelled i del af den dobbelte holdning fase, hvor de berørte ben er placeret bag den upåvirket ben</td>
		</tr>
<tr>
<td>Knæ extensor stak</td>
			<td colspan="2">forskellen mellem den maksimale Y koordinere hastighed af knæet i fælles holdning fase af de berørte ben og løbebånd gangart hastighed</td>
		</tr>
<tr>
<td>Bøjede knæ gangart</td>
			<td colspan="2">den maksimale knæ udvidelse vinkel i fælles holdning fase af de berørte ben</td>
		</tr>
<tr>
<td>Utilstrækkelig knæ fleksion fasen swing</td>
			<td colspan="2">den maksimale knæ fleksion vinkel i swing fase i forhold til vinklen på knæ fleksion til de raske forsøgspersoner</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mediale pisk</td>
			<td colspan="2">afstanden mellem de laterale X-koordinaten af fodleddet under 75-100% af holdning fase og den mediale-mest X-koordinat af fodleddet under 25-75% i holdning fasen af de berørte ben</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">X, Y og Z koordinat angiver lateromedial, anteroposteriol og lodret, henholdsvis</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Formler for unormal gangart mønstre

Watch this Scientific Journal Video about Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder at JoVE.com

Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder

I denne undersøgelse, er en kliniker-venlige tredimensionale gangart analysemetode, som var designet til at være udført i rehabilitering klinikken, præsenteret. Metoden består af en forenklet målemetode og intuitiv tal at lette klinikere forståelse af resultaterne.

Klinisk-orienteret tredimensionale gangart analysemetode til evaluering gangart lidelse

Three-dimensional gait analysis (3DGA) is shown to be a useful clinical tool for the evaluation of gait abnormality due to movement disorders. However, ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Signal Attenuation as a Rat Model of Obsessive Compulsive Disorder

Signaldæmpning som en rottemodel for Obsessive Compulsive Disorder

In the signal attenuation rat model of obsessive-compulsive disorder (OCD), lever-pressing for food is followed by the presentation of a compound stimulus ...

Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

Test Sensorisk og multisensoriske funktion hos børn med autismespektrumforstyrrelser

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are ...

A General Method for Evaluating Deep Brain Stimulation Effects on Intravenous Methamphetamine Self-Administration

En generel metode til evaluering Deep Brain Stimulation Virkninger på intravenøs Metamfetamin selvadministration

Substance use disorders, particularly to methamphetamine, are devastating, relapsing diseases that disproportionally affect young people.  There is a need ...

A Method for Evaluating the Reinforcing Properties of Ethanol in Rats without Water Deprivation, Saccharin Fading or Extended Access Training

En metode til evaluering af forstærkende egenskaber af ethanol i rotter uden vand afsavn, Saccharin Fading eller udvidet adgang Uddannelse

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods ...

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

Underbygger Passende Motion Capture teknikker til vurdering af Nordic Walking Bevægelse og Posture i ældre voksne

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 ...

Using Gold-standard Gait Analysis Methods to Assess Experience Effects on Lower-limb Mechanics During Moderate High-heeled Jogging and Running

Ved hjælp af guldstandarden gangart analysemetoder til at vurdere erfaring virkningerne på lavere-lemmer mekanik under moderat højhælede Jogging og kører

A limited number of studies have explored lower-limb biomechanics during high-heeled jogging and running, and most studies have failed to clarify the ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Stress-forstærket frygten læring, en Robust gnaver Model af post-traumatisk Stress Disorder

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Paw-print analyse af kontrast-forbedrede optagelser (PrAnCER): en billig, åben adgang automatiseret Gait analyse system til vurdering af motoriske underskud

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

3D kinematisk Gait-analyse for prækliniske studier med gnavere

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

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

Evaluering af faglært beslutning i mus ved hjælp af en auto-træner

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...