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

Diese Studie wurde von Fujita Health University [Grant Nummer 2015100341] finanziert.

1. Vorbereitung
Hinweis: Die Messmethode vorgeschlagen hierin nutzt einen vereinfachte Marker set bestehend aus zwölf Marker, wie unten beschrieben. Der gesamte Messvorgang, einschließlich Vorbereitung, kann innerhalb von 20 Minuten durchgeführt werden. Die Durchführbarkeit dieses Protokolls in wirklichen klinischen Einstellungen wurde in früheren Studien13,14,15,16,17überprüft.
<ol><li>Führen Sie die Kalibrierung nach Protokoll des Herstellers.</li>
	<li>Weisen Sie Patienten einfach Fit, hautengen Strumpfhosen zu tragen und platzieren Sie die farbigen Markierungen auf den Patienten zu, wie unten beschrieben.<ol>
<li>Markierungen (30 mm Durchmesser) an folgenden Stellen auf den Körper des Patienten zu platzieren: sowohl Acromia, Hüfte (an den Punkten ein Drittel des Weges von der Trochanter Major des Femur entlang einer Linie verbinden jede anterior superior Beckenkamm Wirbelsäule mit jeder Trochanter Major), Knie (auf der Mittellinie der anterior-Posterior Durchmesser jeder seitlichen Epicondylus des Femur), Knöchel (seitliche Malleoli), Zehen (fünfte Metatarsalköpfchen) und Beckenkamm Wappen (an der Position des jedes Beckenkamm auf einer vertikalen Linie, die durch die Hüfte).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Messung
<ol><li>Stellen Sie die Geschwindigkeit von Laufband und Messen Sie Gangmuster zu.<ol>
<li>Weisen Sie den Patienten, der 10 m-Gehtest durchzuführen.</li>
		<li>Eine subjektiv angenehm Gang Drehzahl einstellen. Stellen Sie die Laufband Geschwindigkeit, beginnend bei 70 % der über Boden Gangart und schrittweise Erhöhung der Geschwindigkeit um die komfortable Gangart zu finden auf dem Laufband zu beschleunigen.</li>
		<li>Maßnahme zu Fuß. Für eine einzelne Sitzung dauert es 20 s. Wenn die unterschiedlichen Bedingungen (zB. Gangart zu beschleunigen, Orthese etc..) verglichen werden, mehrere Sitzungen durchführen müssen. In diesem Fall müssen Sie Patienten für 1 Minute zwischen den Sitzungen zu ruhen. Hinweis: Obwohl 3DGA Systeme mit Infrarot-Kameras in der 3DGA Forschung häufig verwendet werden, vereinfacht eine videobasierte Analyse Bewegungssystem (Sampling-Frequenz: 60 Hz; z.B., Kinematracer) wird in diesem Protokoll verwendet, um die Kalibrierung zu verkürzen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>(3) Datenanalyse
<ol><li>
Zeit-Weg-Faktoren Hinweis: Zeitabstand Parameter sind allgemeine und grundlegende Parameter in Gang Analysestudien verwendet. Veranstaltungen der Fuß ersten Kontakt und Fuß-off werden automatisch vom System basierend auf Zehen und Knöchel Marker Trajektorien ermittelt.<ol>
<li>Zur Vermeidung von Fehlern im Schritt Erkennung haben Sie zwei erfahrene Physiotherapeuten überprüfen Sie die Richtigkeit der Zeitmessung und anpassen, wenn es Fehler im Schritt Timing.</li>
		<li>Berechnen Sie aus diesen Zeiten erkannten Schritt Folgendes:</li>
		<li>Berechnen der Trittfrequenz (Schritte/min) = 60 × 2 / SC (s)</li>
		<li>Berechnen der Schrittlänge (m) = GS (m/s) × SC (s) + (die Verschiebung der Knöchel Marker vom Fuß Kontakt zum Kontakt der gleichen Seite zu Fuß)</li>
		<li>Berechnen Sie Schrittlänge (m) = GS (m/s) × (die Zeit vom Fuß Kontakt einer Seite Kontakt der Gegenseite Fuß) + (die durchschnittliche Differenz in der Knöchel am Fuß Kontakt einerseits und der anderen Seite)</li>
		<li>Berechnen Sie Schritt Breite (m) = durchschnittliche seitlichen Abstand zwischen beide Knöchel Marker während doppelte Standphase</li>
		<li>Dauer der doppelte Haltung zu berechnen: die Summe der doppelte Standphase, die erscheint zweimal während eines Gangzyklus; die Zeit zwischen Fuß Kontakt von der einen Seite und anschließende Fuß auf der anderen Seite.</li>
		<li>Dauer der einzelnen Haltung zu berechnen: die durchschnittliche Zeit zwischen Fuß ab und anschließende Kontakt auf der gegenüberliegenden Seite. Hinweis: SC (Schritt-Zyklus): die durchschnittliche Zeit von Ferse Kontakt von einer Seite zur Ferse Kontakt der gleichen Seite. ** GS (Gang-Geschwindigkeit)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Lissajous-Übersichtsbild (LOP) Hinweis: LOPs dienen als eine Figur, bestehend aus Marker gemeinsame Bahnen auf großen Gelenke mit dem Ziel der Erleichterung des Verständnisses Reha Patienten ganzheitliche Gangart Muster14 (siehe Abbildung 1).<ol>
<li>Generieren Sie LOPs aus Bahnen an den Koordinaten von zehn Marker und das virtuelle Zentrum der Schwerkraft (COG) in der horizontalen (X-y), sagittale (y-Z) und koronalen (Z-X) Flugzeuge (x: links/rechts, y: anterior/Posterior, z: Superior/Inferior).<ol>
<li>Zeichnen Sie die LOP mit der Software oder durch den Bau ein Streudiagramm, die die Bewegung aller Marker auf einem Tabellenkalkulations-Software deckt. Das virtuelle Zahnrad durch Hypothesenbildung jedes Körpersegment wie folgt zu berechnen: Stamm, 0,66; Oberschenkel, 0,1; Unterschenkel, 0,05; und Fuß, 0,02. Anschließend berechnen Sie COG als das Zentrum der Komposition der Segmente.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Bei jeder Marke Rohdaten für die drei Komponenten (X, y und Z) für jeden Schrittzyklus zu extrahieren, diese durch Gangzyklus zu normalisieren und die Durchschnittswerte. Mittelwerte der x und y-Komponente der virtuellen COG auf 0 gesetzt, und verwenden Sie diese als Referenz für die X - und y-Komponenten der Marker.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Berechnung der abnorme Gangart Index für hemiparetischen Gangart Hinweis: Mehrere gemeinsame Gangmuster sind bekanntermaßen Merkmale der hemiparetischen Gang nach einem Schlaganfall. Dazu gehören hip Wandern, kreisförmiges und seitliche Verschiebung der Stamm18. Indizes für abnorme Gangmuster wurden entwickelt, um das Ausmaß dieser Gangart Muster13,16,17zu quantifizieren. Bisher Gang zehn abnorme Indizes (Wandern, kreisförmiges, Vorfuß Kontakt, Retropulsion der Hüfte, übermäßige hip Außenrotation, übermäßige seitliche Verschiebung des Rumpfes über unberührt Seite, Knie Beinstrecker Schub, gebeugten Knie Gangart unzureichend Knie Hüfte Beugung während der Schwungphase und medialen Peitsche) gemeldet wurden. Die Formel für jeden Index ist in Tabelle 1 dargestellt.<ol>
<li>Den Rohwert der Indizes nach den Formeln zu berechnen. Beispielsweise berechnen Sie den Rohwert des Index für hip wandern als Differenz zwischen den maximalen Wert der Z-Koordinate des Hüftgelenks Markers während der Schwungphase und die gleichzeitige Z-Koordinate des kontralateralen Hüftgelenk Markers, korrigiert um den Mittelwert rechts-links-Unterschied der Z-Koordinate in der Doppelständer-Phase.</li>
		<li>Die Abweichung-Score berechnen (t-Score) anhand von Messdaten von gesunden Probanden. Die standardisierte Bewertung wie folgt zu berechnen: T = 50 + 10 × (X−µ) / δ (T: Abweichung Partitur; X: Einzeldaten; µ: rohe Mittelwert von gesunden Probanden; Δ: Standardabweichung).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analyse der Zehe Strategie Hinweis: Strategien zur Zehe Abfertigung während Schaukel variieren stark zwischen gesunden Probanden und Patienten mit unteren Extremität Parese. Bei gesunden Probanden wird Fuß Abstand von Gliedmaßen zu verkürzen, mit minimalen Bewegungen des Beckens oder der Kofferraum erreicht. Patienten mit Parese können nicht auf der anderen Seite ihre Gliedmaßen in gleichem Maße verkürzen. Für diese Patienten Fuß wie Beckenschiefstand oder kreisförmiges beeinflussen auch die daraus resultierenden kompensatorischen Strategien Abstand19. In dieser Analyse ist die Höhe der Zehe Abfertigung an Mid Schaukel in zwei Teile geteilt: die vertikale Verstärkung durch Verkürzung der Extremität erreicht und dass durch kompensatorische Bewegungen, die sich unmittelbar auf Fuß Abstand gewonnen. Die Komponenten, die Zehe Clearance (vertikale Komponente der Extremität zu verkürzen, Beckenschiefstand, Hüftabduktion, und Voltigieren) umfassen werden berechnet, wie unten beschrieben.<ol>
<li>Insgesamt Zehe Abstand der Z-Koordinate des fünften Mittelfußknochens Kopfes als Index der Zehe Clearance zu berechnen.</li>
		<li>Die Vertikalkomponente der Extremität Verkürzung als die Z-Koordinate des die Abstandsänderung zwischen der Hüfte und dem fünften Mittelfußknochen Kopf zu berechnen.</li>
		<li>Die Vertikalkomponente der ausgleichende Bewegung durch Addition von drei Teilkomponenten wie folgt zu berechnen.<ol>
<li>Berechnen Sie die Vertikalkomponente der Beckenschiefstand als der Unterschied in der Höhe (Z-Koordinate) hip-Marker.</li>
			<li>Die vertikale Komponente des Hüftabduktion als der Abstand zwischen der Hüfte und dem fünften Mittelfußknochen Kopf und die Entführung Winkel zu berechnen. Dies spiegelt die nach oben Strecke, die der Fuß durch Hüftabduktion verschoben haben würde, hätte es keine Änderung in der unteren Extremität Länge.</li>
			<li>Die Vertikalkomponente der Gewölbe aus der Veränderung von Z-Koordinate der kontralateralen Hüfte zwischen Mitte Haltung und Mid Swing20zu berechnen.</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>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

In dem vorliegenden Bericht wurde eine vereinfachte 3DGA Methode vorgeschlagen. Dieses System wurde entwickelt, um in der täglichen Praxis eingesetzt werden und beinhaltet eine vereinfachte Messverfahren und Kliniker-freundliche Darstellung der Ergebnisse.
Mehrere frühere Berichte habe 3DGA und grundlegende Kenntnisse der menschlichen Gang wurde vorher festgelegten21. 3DGA hat das Potenzial, Reha-Kliniken, zum Beispiel durch Verbesserung des Verständnisses für die Pathologie der Gangart Störungen, für den Einsatz in Behandlungsplanung oder bei der Überwachung der Intervention Effekte beizutragen. Die Verwendung von 3DGA in Reha-Kliniken bleibt jedoch relativ gering. Es gibt mehrere mögliche Hindernisse bei der Nutzung des 3DGA im klinischen Umfeld. Der Zeitaufwand ist wahrscheinlich ein großes Hindernis, als forschender 3DGA in der Regel erhebliche Vorbereitungszeit erfordert (i.e., für die Kalibrierung des Systems und der Montage der Marker). Ein weiteres Problem ist, dass die Interpretation der Ergebnisse kann eine Herausforderung sein. Gang-Störungen umfassen in der Regel mehrere Bewegungsstörungen und Verständnis der verschiedenen Graphen aus Analyse erfordert Erfahrung. Im Hinblick auf klinische Machbarkeit wäre Analyse-Systeme mit vereinfachten Methoden und intuitive Datenpräsentation hilfreich.
Die erhebliche Vorbereitungszeit erforderlich, bestehende Analyse Methoden bezieht sich auf das Streben nach hoher Messgenauigkeit durchzuführen. Allerdings beschränkt sich die Bewegungsgeschwindigkeit von Patienten mit Störungen der Gangart und in der täglichen Praxis der Rehabilitation benötigen wir nicht dieses Maß an Genauigkeit. In der aktuellen Methode das Protokoll wird vereinfacht und kann in einem bestimmten Zeitraum, der kurz genug für Machbarkeit in der täglich Reha Praxis sein sollte, während Aufrechterhaltung der Anforderungen für die Bewertung von Patienten mit Bewegung13 Erkrankungen durchgeführt werden , 15 , 16 , 17.
In der aktuellen Methode erfüllt die Methode der Präsentation der Ergebnisse klinische Anforderungen. In Reha-Kliniken beginnen Therapeuten in der Regel durch die Auswertung von ganzheitlichen Gangmuster. Die LOP soll helfen Kliniker ganzheitliche Gangmuster intuitiv eine repräsentative Darstellung zu bewerten (i.e., eine Figur) in welche Marker Trajektorien nach tatsächlichen Positionsbeziehungen platziert werden. Die Entwicklung von abnormen Gang Indizes hierin verwendeten beruhte auch auf klinische Erfahrung. Indizes wurden entwickelt, um das Ausmaß der klinisch häufige abnorme Gangmuster beobachtet bei Schlaganfallpatienten zu quantifizieren und die gleichzeitige Gültigkeiten alle Indizes bestätigt durch klinische Beobachtung von Physiotherapeuten13, 15,16.
Abgesehen davon, dass eine objektive Bewertung-Methode, die klinischen Erfahrung zeigt, wird die vorgeschlagene Methode ideal zur Entwicklung der neuen Rehabilitationsstrategien beitragen. Die Analyse der Zehe Abstand Strategien konventionelle klinische Bewertung hinausgeht und hat das Potenzial dazu beitragen, die Planung der gezielten Rehabilitationsbehandlungen. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren und Analyse sind Ärzte mit zwei Ziele für die Rehabilitation dargestellt; das Ausmaß der Zehe-Clearance und der Umfang des Schadensersatzes zu erreichen. An sich ist die Erhöhung der Zehe Abstand wichtig für sicheres gehen; Verringerung der Vergütung kann jedoch auch zu Fuß Effizienz22verbessern. In der aktuellen Methode Kliniker hätte Zugriff auf beide Arten von Informationen als Indizes für sicheres gehen und zu Fuß Effizienz, die zur Entwicklung beitragen können gezielte Rehabilitationsstrategien zur Verbesserung der Sicherheit und Effizienz zu Fuß in Reha-Patienten.
Angesichts der oben genannten Qualitäten, könnte diese Messung und Analyse-Methode die Verwendung von 3DGA in der Reha-Klinik erleichtern, indem Sie eine objektive Methode mit dem Gangmuster bei Reha-Patienten auszuwerten. Darüber hinaus könnte es ermöglichen, eine genauere Einschätzung der Wirkung der Intervention als gewöhnliche Skalen verwendet in der Klinik, die zur weiteren Verbesserung der Qualität der Intervention im Bereich Rehabilitation beitragen könnten.
Diese Studie war nicht ohne Einschränkungen. Angesichts der reduzierten Anzahl von Markern und relativ niedrigen Sampling-Rate kann die Genauigkeit der Messung in diesem System begrenzt werden, im Vergleich zu bestehenden Systemen. Dies möglicherweise eine entscheidende Rolle bei der Analyse von schneller Bewegungen wie die der Sport-Profis. Insbesondere bei der Gelenkwinkel oder Gelenkbewegungen Bewertung, das in dieser Methode verwendete vereinfachte Marker-Set nicht ausreicht, um genau zu schätzen, gemeinsame Positionen möglicherweise. Dementsprechend konnte auch die Analyse, die auf die Beweglichkeit der Gelenke, wie z. B. die Analyse für die Planung von Zerebralparese Chirurgie, betont mit diesem vereinfachten System beschränken. Obwohl das System von der klinischen Untersuchung validiert wurde, haben die psychometrischen Eigenschaften der diese Methode noch nicht im Vergleich zu den Gold-Standard-Verfahren definiert. Die technischen Beschränkungen sollte weiter in zukünftigen Studien bestätigt werden.
Bei Patienten mit Störungen der Gangart, Bewegungsgeschwindigkeit ist jedoch begrenzt und Unterschiede in der Leistung liegen auf der Hand im Vergleich zu gesunden Probanden. In der täglichen Praxis können wir daher nicht den Grad der Genauigkeit zur Verfügung gestellt von vorhandenen Methoden verlangen. Darüber hinaus werden bei dieser Methode Ergebnisse als eine gemittelte Gangbild für einen Zeitraum von 20 s Messung präsentiert, die länger als die meisten herkömmlichen Methoden der Messung oberirdischen Gangart ist. Diese Funktion könnte die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung erhöhen.
Abschließend möchte ich, in dieser Studie wurde eine vereinfachte und intuitive 3DGA Methode eingeführt. Um die Verwendung von 3DGA bei der Verbesserung der Qualität der Reha-Kliniken zu erleichtern, sollte ein klinisch machbar Messverfahren entwickelt werden. Die Kliniker-freundliche Methode hier vorgestellten kann Weiterentwicklung der klinisch machbar Messmodellen und die Umsetzung des 3DGA in täglich Reha-Kliniken fördern.

Frühere Studien zeigten die Nützlichkeit der dreidimensionalen Ganganalyse (3DGA) für die Bewertung des Gehens nach Schlaganfall1,2,3. Studien mit qualitativ hochwertigen Motion-Analyse-Systemen haben deutlichen Einblick in menschliche Gangmuster, nicht nur von der gesunden Probanden, sondern auch aufgrund von verschiedenen Bewegungsstörungen wie Schlaganfall oder Zerebralparese4,5 zur Verfügung gestellt. . Verständnis-Pathologie, Beurteilung des Patienten vor der Behandlung für die Planung oder Überwachung Intervention Effekte alle mit 3DGA6gefördert werden könnten. Weitere, mehrere neuere Studien haben gezeigt, das Potenzial der 3DGA, einen Leitfaden für rehabilitative Training7,8.
Allerdings ist die Verwendung von 3DGA in der täglichen klinischen Praxis nach wie vor begrenzt. Eines der wichtigsten Themen ist seine zeitaufwendiger Prozess. Marker Sets im Gang Analyse9,10,11 gebräuchlichen bestehen aus mehr als 30 Marker für Ganzkörper-Messung. Diese Marker Sets ermöglichen sehr genaue Einschätzung der Bewegung der Gliedmaßen und Rumpf. Dies trägt zur Genauigkeit der Analyse, die in der Regel aus den Daten der begrenzten Anzahl von Schritten erfolgt, die von Kameras um einen Gehweg platziert erfasst werden konnten. Dies erfordert jedoch eine aufwändige Vorbereitung und Messverfahren, die den Einsatz von 3DGA in der täglichen klinischen Praxis behindert.
Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von 3DGA in einer klinischen Einstellung ist, dass es recht schwierig, die Ergebnisse, die12sein kann. Die Ergebnisse der 3DGA werden häufig in Diagrammen darstellen Parameter wie Gelenkwinkel und Verschiebung von Teilen des Körpers angezeigt. Jedoch umfasst Gangart Bewertung in der Reha-Kliniken nicht nur die Auswertung der Bewegung von Körperteilen aber auch ganzheitliche Bewegungsmuster. Letztere kann nur durch die Beurteilung der Beziehungen zwischen diesen Parametern verstanden, und die Schwierigkeiten, die dabei so macht Ärzte weniger bereit, 3DGA zu verwenden.
Um diese Probleme anzugehen und zu erleichtern die Verwendung von 3DGA in der Reha-Klinik, schlagen wir eine vereinfachte und intuitive Messverfahren für 3DGA. Die Messmethode besteht aus den folgenden: (1) eine vereinfachte Marker set mit 12 Markierungen; (2) die Messung des Patienten auf dem Laufband; (3) eine intuitive ganzheitliche Gestalt des Gangmuster; (4) abnorme Gangart Muster Indizes durch klinische Beobachtung bestätigt; und (5) Visualisierung der Eigenschaften des Gang-Strategie. Das Protokoll zeigt diese Studie folgt den Richtlinien der medizinischen Ethik-Kommission der Institution.

<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

Dreidimensionalen Ganganalyse (3DGA) erweist sich als nützliches klinische Instrument für die Bewertung der Gang Abnormität durch Bewegungsstörungen. Die Verwendung von 3DGA in tatsächliche Kliniken bleibt jedoch selten. Mögliche Gründe könnten gehören die zeitaufwendige Messung und Schwierigkeiten beim Verständnis der Messergebnisse, die oft mit einer großen Anzahl von Diagrammen dargestellt werden. Hier präsentieren wir eine Arzt-freundlichen 3DGA Methode entwickelt, um die klinische Anwendung von 3DGA zu erleichtern. Diese Methode besteht darin, vereinfachte Vorbereitung und Messverfahren, die in kurzer Zeit in klinischen Umgebungen und intuitive Präsentation Kliniker Verständnis der Ergebnisse durchgeführt werden können. Das schnelle und vereinfachte Messverfahren wird erreicht durch die Verwendung von minimalen Markierungen und Messung des Patienten auf einem Laufband. Um Kliniker Verständnis zu erleichtern, werden die Ergebnisse in Zahlen auf der Grundlage der Kliniker Perspektive präsentiert. Eine Lissajous Übersichtsbild (LOP), die die Bahnen aller Marker aus einem ganzheitlichen Blickwinkel zeigt, wird verwendet, um intuitives Verständnis für Gangmuster zu erleichtern. Abnormale Gangart Muster-Indizes, die Kliniker Perspektiven in Gang Bewertung und standardisierte anhand der Daten von gesunden Probanden zugrunde liegen, werden verwendet, um das Ausmaß der typischen abnormen Gangmuster bei Schlaganfallpatienten zu bewerten. Ein Diagramm zeigt die Analyse der Zehe Abstand Strategie, die zeigt, wie Patienten auf normal und kompensatorischen Strategien Fuß Abstand zu verlassen, wird ebenfalls dargestellt. Diese Methoden können Umsetzung des 3DGA im klinischen Umfeld und fördern die Entwicklung von Messstrategien aus Sicht des Arztes.

Die hier vorgestellte Methode wird verwendet, um Patienten mit Erkrankungen der Gangart zu bewerten. Die Ergebnisse der Analyse sind in Abbildung 2, Abbildung 3und Abbildung 4dargestellt. Diese Zahlen zeigen die Ergebnisse der vereinfachten 3DGA eines Patienten mit Hemiparese und eine gesunde Kontrolle. Abbildung 2 zeigt ein Vertreter LOP an kompletten Gangbild des Patienten einen Schlaganfall. Bei diesem Patienten wurden typische Gangmuster wie Umkreisung, hip Höhe und seitliche Bewegung Stamm beobachtet. Abbildung 3 ist ein Radar Chart zeigt Schlaganfallpatienten abnormale Gangart index (Abweichung Score). Standardisierte Resultate von Umkreisung und Hüfte Höhe waren hoch, darauf hinweist, dass diese Bewegungen bei Schlaganfallpatienten viel größer als der Standard von gesunden Probanden waren. Abbildung 4 ist ein Graph Darstellung Toe Spiel Strategien eines Schlaganfall-Patienten und ein Alter abgestimmt gesunden Probanden. In der gesunden Probanden erfolgt Fuß Abstand in der Regel durch Gliedmaßen zu verkürzen, während in der Schlaganfall-Patienten, vor allem durch kompensatorische Bewegungen wie Beckenschiefstand entsteht und Voltigieren.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig1.jpg"> Abbildung 1: Lissajous-Übersichtsbild (LOP) bestehend aus drei Figuren: (A) Sagittalebene, koronalen Ebene (B) und (C) Horizontalebene. Jede Flugbahn zeigt die gemittelten Gangzyklus Bewegungen des gemeinsamen Marker und die Hypothese des Schwerpunkts. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig2.jpg"> Abbildung 2: Lissajous-Übersichtsbild (LOP) eines repräsentativen Schlaganfall-Patienten: (A) Sagittalebene, koronalen Ebene (B) und (C) Horizontalebene. Erhöhte Kofferraum Bewegung (weißer Pfeil), Hüfte Wandern (schwarzen Pfeil) und kreisförmiges (grauer Pfeil) aus einem ganzheitlichen Überblick mit LOP beobachtet wurden. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig3.jpg"> Abbildung 3: Netzdiagramm abnormale Gangart Indizes. Die durchschnittliche Punktzahl von gesunden Probanden wird auf 50 festgelegt. Eine hohe Punktzahl standard stellt hohe Anomalie dar. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig4.jpg"> Abbildung 4: Diagramm, Toe Spiel Strategien bei einem Schlaganfall-Patienten vs. eines gesunden Probanden. Zehe Abstand wird ausschließlich von Gliedmaßen Verkürzung in der gesunden Probanden erreicht, ausgleichende Bewegungen (Hüfte Wandern, Hüftabduktion und Voltigieren) auch Toe Spiel in der Schlaganfall-Patienten betreffen. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Gangmuster</td>
			<td colspan="2">Formel</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hüft-Wandern</td>
			<td colspan="2">der Unterschied zwischen den maximalen Wert der Z-Koordinate des Hüftgelenks Markers während der Schwungphase und die Z-Koordinate des kontralateralen Hüftgelenk Markers zur gleichen Zeit, während das doppelte für die mittlere Differenz der rechts-links-der Z-Koordinate korrigiert Support-phase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Umkreisung</td>
			<td colspan="2">die Differenz der Entfernung zwischen der Lateral-die meisten X koordinieren der Knöchel gemeinsame Markierung während 25-75 % des Swing Phase und Medial-die meisten X koordinieren während der Standphase 25-75 %</td>
		</tr>
<tr>
<td>Vorfuß-Kontakt</td>
			<td colspan="2">die Differenz der Entfernung zwischen die Z-Koordinate der Knöchel gemeinsame Markierung und die Z-Koordinate der Zehen Marker bei Erstkontakt, abzüglich der Differenz der Entfernung zwischen den Z-Koordinaten der gemeinsamen Marker Knöchel und Zehen Marker beim stehen</td>
		</tr>
<tr>
<td>Retropulsion der Hüfte</td>
			<td colspan="2">der durchschnittliche Abstand zwischen der Y-Koordinate des Sprunggelenks und die Y-Koordinate des Hüftgelenks in der einzigen Standphase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Übermäßige hip Außenrotation</td>
			<td colspan="2">der durchschnittliche Abstand zwischen der X-Koordinate des Sprunggelenks und die X-Koordinate der Zehe in der Schwungphase</td>
		</tr>
<tr>
<td>Übermäßige seitliche Verschiebung des der Stamm über die unberührt Seite</td>
			<td colspan="2">der durchschnittliche Abstand zwischen (1) die seitlichen die meisten X-Koordinate des Mittelpunktes zwischen den bilateralen Acromions im Teil von der doppelten Standphase, in denen das betroffene Bein sich hinter dem unberührt Bein befindet, und die Schwungphase des betroffenen Bein und (2) die durchschnittliche X-Koordinate des Mittelpunktes zwischen den bilateralen Sprunggelenke im Teil von der doppelten Standphase, bei denen das betroffene Bein hinter dem unberührt Bein befindet</td>
		</tr>
<tr>
<td>Knie-Beinstrecker Schub</td>
			<td colspan="2">die Differenz zwischen der maximalen Y koordinieren Geschwindigkeit des Knies in der einzigen Standphase des betroffenen Beins und das Laufband Gang Geschwindigkeit</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gebeugten Knie Gangart</td>
			<td colspan="2">die maximale Verlängerung Kniewinkel in der einzigen Standphase des betroffenen Beines</td>
		</tr>
<tr>
<td>Unzureichende Knie Beugung während der Schwungphase</td>
			<td colspan="2">die maximale Kniebeugewinkel in der Schwungphase im Vergleich zu den Winkel des Knies Beugung für den gesunden Probanden</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mediale Peitsche</td>
			<td colspan="2">der Abstand zwischen den seitlichen-die meisten X-Koordinate des Sprunggelenks bei 75-100 % der Standphase und Medial-die meisten X-Koordinate des Sprunggelenks bei 25-75 % in der Standphase des betroffenen Beines</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">X-, Y- und Z-Koordinate zeigt Lateromedial, Anteroposteriol und vertikal, bzw.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 1: Formeln für abnorme Gangmuster

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

In dieser Studie präsentiert eine Kliniker-freundliche dreidimensionale Gangart Analysemethode, die in der Reha-Klinik durchgeführt werden soll. Die Methode besteht darin, eine vereinfachte Messverfahren und intuitive Figuren Kliniker Verständnis der Ergebnisse zu erleichtern.

Klinische-orientierte dreidimensionale Gangart Analysemethode zur Bewertung der Gangart Störung

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

Signaldämpfung als Rattenmodell der Zwangsstörung

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

Forschung

Verhalten

Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

Testen Sensorische und multisensorische Funktion bei Kindern mit Asperger-Syndrom

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

Ein allgemeines Verfahren zur Bewertung der Tiefe Hirnstimulation Auswirkungen auf intravenöse Methamphetamine Selbstverwaltung

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

Eine Methode zur Bewertung der verstärkenden Eigenschaften von Ethanol bei Ratten ohne Wasser Deprivation, Saccharin Verblassen oder Extended Access Schulung

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

Mauern entsprechende Motion Capture-Techniken für die Beurteilung der Nordic-Walking-Gang und Haltung in den älteren Erwachsenen

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

Mit Goldstandard Gang Analysemethoden zur Bewertung Erfahrung Auswirkungen auf untere Extremität Mechanik während Moderate hochhackigen Joggen und laufen

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 verstärkt Angst lernen, ein stabiles Nagetier Modell der posttraumatischen Belastungsstörung

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 kontrastverstärkter Aufnahmen (PrAnCER): Ein kostengünstiges, open-access Automated Gait Analysis System zur Bewertung von Motordefiziten

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

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

Bewertung der geschickten Vorhension bei Mäusen mit einem Auto-Trainer

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 ...