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

Это исследование финансировалось Фудзита здравоохранения университета [Грант номер 2015100341].

1. Подготовка
Примечание: Метод измерения, предлагаемые в настоящем документе использует маркер упрощенный набор, состоящий из двенадцати маркеров, как указано ниже. Все измерения процесса, включая подготовку, могут выполняться в течение 20 мин. Целесообразность этого протокола в реальных клинических параметров была проверена в предыдущих исследований13,14,,1516,17.
<ol><li>Выполните процесс калибровки по данным производителя протокол.</li>
	<li>Поручить пациентам носить легко fit, плотно облегающий legwear и место цветные маркеры на пациента, как указано ниже.<ol>
<li>Разместите маркеры (30 мм в диаметре) в следующих точках на теле пациента: acromia, бедра (в точках одной трети пути от большей вертела бедренной кости вдоль линии, соединяющей каждой передней Улучшенный подвздошной ости с каждым более вертела), колени (на Срединная передний задний Диаметр каждой боковой надмыщелок бедренной кости), лодыжки (боковой malleoli), пальцы (пятой плюсневой глав) и подвздошные гребни (в позиции каждого подвздошный гребень на вертикальной линии, проходящей через бедра).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. измерение
<ol><li>Установите скорость беговой дорожки и измерить походка шаблонов.<ol>
<li>Проинструктируйте пациента, чтобы выполнить тест ходьбы 10 m.</li>
		<li>Установите скорость субъективно комфортно походки. Установите скорость беговой дорожки, начиная с 70% более местах походки и постепенно увеличивая скорость, чтобы найти удобные походка скорость на беговой дорожке.</li>
		<li>Меры ходьба. Для одной сессии он принимает 20 s. Если различные условия (например. скорость походки, ортез и т.д.) нужно сравнить, выполнить несколько сессий. В этом случае у больных отдых за 1 минуту между сессиями. Примечание: Хотя 3DGA систем с инфракрасной камеры широко используются в 3DGA исследованиях, видео на основе упрощенной системы анализа движения (частота дискретизации: 60 Гц; например, Kinematracer) используется в настоящем Протоколе сократить процесс калибровки.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. анализ данных
<ol><li>
Время расстояние факторы Примечание: Время расстояние параметры являются общие и основные параметры, используемые в исследованиях анализ походки. События ноги первоначальных контактов и ног офф определяются автоматически системой, основанной на ноги и лодыжки маркер траекторий.<ol>
<li>Чтобы избежать ошибок в шаг обнаружения, имеют две опытные физиотерапевты проверить точность сроков и отрегулировать его, если есть ошибки в шаг времени.</li>
		<li>Из этих обнаруженных шаг таймингов Вычислите следующее:</li>
		<li>Рассчитать Cadence (шаги/мин) = 60 × 2 / SC (s)</li>
		<li>Рассчитать длину шага (м) = GS (m/s) × SC (s) + (Смещение маркера лодыжки от контакта ног к ноге контакт по той же стороне)</li>
		<li>Рассчитать длину шага (м) = GS (m/s) × (время от контакта ног одной стороны ног контакт другой стороны) + (средняя разница в положении лодыжки на ноги контакт одной стороны и с другой стороны)</li>
		<li>Вычислить шаг ширина (м) = средняя боковое расстояние между обоих маркеров лодыжки двойной фазе</li>
		<li>Рассчитать продолжительность двойной позиции: сумма двойной фазе, появляется дважды во время цикла походки; время между ног контакт одной стороны и последующего ног покинуть на другой стороне.</li>
		<li>Рассчитать продолжительность одной позиции: среднее время между ног у и последующих ног связаться с противоположной стороны. Примечание: SC (шаг цикла): среднее время от пятку одной стороны контакту пятки же стороны. ** GS (походка скорость)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Лиссажу обзор рисунка (ЛОП) Примечание: Тройственной предназначены как рисунок, состоящий из маркера совместные траектории на крупных суставов с целью облегчения понимания реабилитации пациентов целостный походка моделей14 (см. Рисунок 1).<ol>
<li>Генерировать тройственной от траектории в точке с координатами 10 маркеров и виртуальный центр тяжести (COG) в горизонтальной (x-y), сагиттальная (y-z) и самолеты корональный (z-x) (x: влево/вправо, y: передней/задней, z: Улучшенный/уступает).<ol>
<li>Нарисуйте LOP с программным обеспечением или путем строительства рассеяния, который охватывает диапазон движения всех маркеров на программное обеспечение электронной таблицы. Рассчитать виртуальный COG, гипотез каждый сегмент тела будет следующим: ствол, 0,66; бедра, 0.1; Голень, 0,05; и ноги, 0,02. Впоследствии вычислить COG как центр композиции слоев.</li>
		</ol>
</li>
		<li>На каждый маркер извлечь исходные данные для трех компонентов (x, y и z) для каждого цикла походки, нормализации их походку цикла и средние значения. Средние значения из x - и y компоненты виртуального COG равным 0 и использовать их в качестве ссылки для x - и y компоненты маркеров.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Расчет индекса аномальные походки для результате походки Примечание: Несколько общих шаблонов походка известны особенности походки результате после инсульта. К ним относятся хип походы, циркумдукция и бокового сдвига ствола18. Для количественной оценки степени эти походка моделей13,16,17были разработаны индексы для шаблонов аномальные походки. На сегодняшний день, десять аномальные походка индексов (хип) туризм, циркумдукция, стопы контакт, компресиия бедра, чрезмерное хип внешнее вращение, чрезмерное бокового сдвига ствола за независимость стороне, разгибателей колена тяги, согнутом колене походки, недостаточно колена сгибания во время фазой и медиальной Кнут) поступало. Формула для каждого индекса показано в таблице 1.<ol>
<li>Вычислить необработанное значение индексов по формулам. Например вычислить необработанное значение индекса для хип походов как разница между максимальным значением z координата тазобедренного сустава маркера на этапе качели и параллельных z координата маркера контралатеральной тазобедренного сустава, исправлены для среднего разница в лево правой z-координаты в ходе этапа двойной поддержки.</li>
		<li>Вычислить отклонение Оценка (т СКОР) на основе данных измерений здоровых испытуемых. Рассчитать показатель стандартизированных следующим: T = 50 + 10 × (X−µ) / δ (оценка отклонения T:; X: индивидуальных данных; мкг: означает необработанное значение здоровых испытуемых; Δ: стандартное отклонение).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Анализ стратегии разминирования мыс Примечание: Стратегии для ног Распродажа во время качели сильно различаются между здоровых людей и больных с парез нижних конечностей. В здоровых испытуемых мыс зазора достигается путем конечностей, сокращения, с минимальным движениями таза или туловища. С другой стороны больные с парезами нельзя сократить их конечностей в той же степени. Для этих больных результате компенсационных стратегий таких как наклона таза или циркумдукция также влияют на носок Распродажа19. В этом анализе, высота ног Распродажа в середине swing делится на две части: вертикальный прирост посредством Шортенинг конечностей и что накопленный компенсаторных движений, которые непосредственно влияют на мыс распродажа. Компоненты, которые составляют мыс Распродажа (вертикальный компонент конечности сокращения, наклон таза, хип похищения и своды) рассчитываются как указано ниже.<ol>
<li>Вычислите общее мыс распродажа от z координата пятой плюсневой головки как индекс мыс распродажа.</li>
		<li>Вычислите вертикальный компонент конечностей, сокращение как z координата изменения расстояния между бедра и пятой плюсневой головкой.</li>
		<li>Вычислить вертикальный компонент компенсационного движения путем суммирования трех подкомпонентов, следующим образом.<ol>
<li>Вычислить вертикальный компонент наклон таза как разница в высоту (z координату) хип маркеров.</li>
			<li>Вычислите вертикальный компонент хип похищения как расстояние между бедра и пятой плюсневой головкой и похищение углов. Это отражает вверх расстояние, что ноги бы переехал в результате хип похищения если никаких изменений длины нижних конечностей.</li>
			<li>Вычислите вертикальный компонент своды от изменений в z координата контралатерального сустава между середине позицию и середине 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>

Авторы не имеют ничего сообщать.

В нынешнем докладе был предложен метод упрощенный 3DGA. Эта система была разработана для использования в повседневной практике и включает в себя метод упрощенного измерения и врач friendly презентация результатов.
Несколько предыдущих докладах использовали 3DGA и базовые знания человека походка была ранее установленных21. 3DGA имеет потенциал, чтобы способствовать реабилитации клиники, например, путем улучшения понимания патологии расстройства походки, для использования в планировании лечения, или в наблюдении за последствиями вмешательства. Однако использование 3DGA в реабилитации клиники остается довольно низким. Существует несколько возможных препятствий для использования 3DGA в клинических условиях. Время, необходимое скорее всего является основным препятствием, как научно исследовательской 3DGA обычно требует значительного времени (т.е., для калибровки системы и монтаж маркеров). Другой проблемой является, что интерпретация результатов может быть сложным. Расстройства походки обычно включают ряд отклонений в движение, и понимание различных графиков, вытекающие из анализа требует опыта. С точки зрения клинической осуществимость анализа систем с упрощенные методы и представления данных интуитивно бы полезным.
Значительная подготовка время, необходимое для анализа существующих методов связана с стремление к точности измерения. Однако скорость движения пациентов с нарушениями походки ограничено и в повседневной практике реабилитации мы не может требовать этого уровня точности. В текущем методе протокол является упрощенной и могут быть выполнены в течение периода времени, который должен быть достаточно коротким для практической осуществимости в ежедневно практике реабилитации при сохранении требования к оценке пациентов с движением расстройства13 , 15 , 16 , 17.
В текущем методе клиническим требованиям метод представления результатов. В реабилитации клиники врачи обычно начинаются путем оценки целостный походка шаблоны. LOP призвана помочь оценить шаблоны целостный походки, интуитивно с помощью представителя изображением клиницисты (т.е., рисунок) в котором маркером траекторий размещаются согласно фактической позиционных отношений. Разработка показателей аномальные походки, используемые здесь также основывается на клиническом опыте. Были разработаны индексы для количественной оценки степени клинически общих шаблонов аномальные походкой наблюдается в пациентов, перенесших инсульт, и одновременно сроками действия всех индексов через клинические наблюдения были подтверждены физиотерапевты13, 15,16.
Помимо того, что метод объективной оценки, который отражает клинический опыт, предложенный метод идеально внесет вклад в разработке новых стратегий реабилитации. Анализ стратегии разминирования мыс выходит за рамки обычных клинической оценки и имеет потенциал, чтобы способствовать планированию целевых реабилитационных процедур. В предложенный метод и анализе клиницисты представлены с двумя целями для реабилитации; степень мыс разминирования и степени компенсации для его достижения. Само по себе увеличение мыс Распродажа имеет важное значение для безопасной ходьбы; Однако сокращение компенсации может также улучшить пешеходных эффективности22. В текущем методе клиницисты будут иметь доступ к обоим наборам информации как индексы безопасной ходьбе и пешеходных эффективности, которые могут способствовать разработке целенаправленных стратегий реабилитации для повышения безопасности и эффективности ходить в Реабилитация больных.
С учетом вышеперечисленных качеств, этот метод измерения и анализа может облегчить использование 3DGA в клинике реабилитации, обеспечивая объективный метод оценки моделей походки в реабилитации больных. Кроме того он мог бы позволить более точную оценку воздействия вмешательства, чем обычные весы, используемые в клинике, которая могла бы способствовать дальнейшему улучшению качества вмешательства в области реабилитации.
Это исследование не было без ограничений. С учетом сокращения количества маркеров и относительно низкую частоту дискретизации точность измерения в этой системе могут быть ограничены по сравнению с существующими системами. Это может быть важным фактором при анализе быстрых движений таких профессионалов спорта. В частности при оценке совместных углы или совместных движений, наборе упрощенной маркер, используемый в этом методе могут быть недостаточно точно оценить совместные позиции. Соответственно анализ, который делает акцент на совместного движения, такие как анализ для планирования ДЦП хирургии, также могут быть ограничены с помощью этой упрощенной системы. Хотя система была проверена по клинической оценки, психометрических свойств этого метода еще не определены по сравнению с методом золотого стандарта. Технические ограничения должны быть далее подтверждены в будущих исследованиях.
Однако у больных с нарушениями походки, скорость движения ограничена, и различия в производительности очевидны по сравнению с здоровых испытуемых. Таким образом в повседневной практике, мы не можем потребовать уровень точности, предоставляемой существующими методами. Кроме того в этом методе, представлены результаты как шаблон усредненной походки для 20 s измерения периода, который длиннее, чем у большинства обычных методов измерения надземной походки. Эта функция может повысить точность и надежность измерения.
В заключение, в этом исследовании, была введена упрощенная и интуитивно 3DGA метод. Для облегчения использования 3DGA в улучшении качества реабилитации клиники, следует разработать метод клинически возможности измерения. Врач friendly метод, представленный здесь может стимулировать дальнейшее развитие клинически возможно измерение модели и осуществление 3DGA в ежедневно реабилитационных клиниках.

Предыдущие исследования показали полезность трехмерного походка анализа (3DGA) для оценки походка после инсульта1,2,3. Исследования высокого качества движения анализ систем оказывали значительное понимание моделей походка человека, не только здоровых субъектов, но и те, из-за различных движение расстройств, таких как инсульт или церебральным параличом4,5 . Понимание патологии, оценки больных до начала лечения для планирования или мониторинга последствий вмешательства могут все быть повышен с 3DGA6. Кроме того, некоторые недавние исследования продемонстрировали потенциал 3DGA обеспечить руководство для реабилитации учебных7,8.
Однако использование 3DGA в повседневной клинической практике по-прежнему ограничен. Одна из основных проблем является длительным процессом. Наборы маркеров широко используется в походка анализа9,10,11 состоят из более чем 30 маркеров для измерения всего тела. Эти маркер наборы позволяют очень точной оценки движения конечностей и туловища. Это способствует точности анализа, который обычно делается из данных ограниченное количество шагов, которые могли бы быть захвачен камер, расположенных вокруг дорожки. Однако это требует длительной подготовки и измерение процессов, который препятствует использованию 3DGA в повседневной клинической практике.
Еще одним недостатком использования 3DGA в клинических условиях является, что это может быть сложно интерпретировать результаты, полученные12. Результаты 3DGA обычно отображаются в графиков, изображающих параметров, таких как совместные углов и перемещения частей тела. Однако походка оценки в реабилитации клиники не только предполагает, оценки движения частей тела, но также целостного движения шаблоны. Последний может быть понято только путем оценки взаимосвязи между этими параметрами, и трудности, связанные с делать так делает клиницистов, менее склонны использовать 3DGA.
Для решения этих проблем и облегчения использования 3DGA в реабилитационную клинику, мы предлагаем метод измерения упрощенного и интуитивно понятный для 3DGA. Метод измерения состоит из следующего: (1) маркер упрощенный набор с 12 маркеров; (2) измерение больных на беговой дорожке; (3 интуитивно целостный фигура походкой моделям; (4) ненормальное походка шаблон индексов проверяется посредством клинического наблюдения; и (5) Визуализация функций походка стратегии. Протокол, показано в этом исследовании следует руководящим принципам Комитета по медицинской этике учреждения.

<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

Трехмерные походка анализа (3DGA) показано клинических полезным инструментом для оценки походке ненормальность вследствие нарушения движения. Однако использование 3DGA в фактической клиниках остается редкостью. Возможные причины могут включать процесс измерения времени и трудности в понимании результатов измерений, которые часто представляются с использованием большое количество графиков. Здесь мы представляем клиницист friendly 3DGA метод, разработанный для упрощения клинического использования 3DGA. Этот метод состоит из упрощенных подготовки и измерение процессов, которые могут быть выполнены в короткий период времени в клинических параметров и интуитивно результаты представления для клиницистов понимания результатов. Процедуры измерения быстро, упрощенный достигается за счет использования минимального маркеров и измерение больных на беговой дорожке. Для облегчения понимания клиницист, результаты представлены в цифрах, основанный на перспективе клиницистов. Лиссажу обзор рисунка (ЛОП), который показывает траекторий всех маркеров с целостной точки зрения, используется для облегчения интуитивное понимание структур походки. Аномальные походка шаблон индексов, которые основаны на перспективы клиницистов в походке оценки и стандартизированных данных здоровых испытуемых, используются для оценки степени, типичная походка аномальные шаблонов в пациентов, перенесших инсульт. График, изображающий анализ стратегии разминирования мыс, который изображает, как пациенты полагаться на нормальной и компенсационных стратегий для достижения мыс Распродажа, также представил. Эти методы могли бы способствовать осуществлению 3DGA в клинических условиях и далее поощрять разработку стратегий измерения от точки зрения клинициста.

Метод, представленные в настоящем документе используется для оценки больных с нарушениями походки. Результаты анализа представлены на рисунке 2, рис. 3и рис. 4. Эти цифры показывают результаты упрощенной 3DGA пациента с гемипарез и здорового контроля. Рисунок 2 показывает представитель LOP шаблона полный походкой пациента инсульт. В этом пациента типичная походка шаблонов, таких как циркумдукция, хип фасада и боковое движение ствола были замечены. Рисунок 3 — радар-диаграммы показаны инсульт пациентов аномальные походка индекс (отклонение Оценка). Стандартизированные десятки циркумдукция и хип высота были высокий, указав, что эти движения в пациентов, перенесших инсульт были гораздо больше, чем стандарт здоровых испытуемых. Наконец Рисунок 4 — это граф, изображающие стратегии разминирования мыс пациента инсульт и соответствует возрасту здоровая тема. В теме здорового мыс Распродажа обычно достигается конечности сокращения, в то время как в ход пациента, она достигается главным образом компенсаторных движений, таких как наклон таза и своды.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig1.jpg"> Рисунок 1: Лиссажу обзор изображение (ЛОП), состоящее из трех фигур: (A) сагиттальной плоскости, корональных плоскости (B) и (C) горизонтальной плоскости. Каждый траектории показывает усредненное походка цикла движения совместного маркеров и предположил центр тяжести. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig2.jpg"> Рисунок 2: Лиссажу обзор рисунка (ЛОП) представитель инсульта пациента: (A) сагиттальной плоскости, корональных плоскости (B) и (C) горизонтальной плоскости. Усилилось движение туловища (белая стрелка), хип Пешие прогулки (черная стрелка), и циркумдукция (серая стрелка) были замечены от целостный обзор с помощью Лоп. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig3.jpg"> Рисунок 3: лепестковая диаграмма аномальные походка индексов. Средняя оценка здоровых испытуемых имеет значение 50. Высокий стандарт балл представляет высокая аномалия. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig3large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig4.jpg"> Рисунок 4: график, показывающий мыс стратегии разминирования в инсульта пациент против здоровая тема. Мыс зазора достигается исключительно на конечности, сокращение в теме здорового, тогда как компенсаторных движений (хип походы, хип похищения и своды) также влияют на мыс Распродажа в ход пациента. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Походка шаблоны</td>
			<td colspan="2">Формула</td>
		</tr>
<tr>
<td>Хип-Пешие прогулки</td>
			<td colspan="2">разница между максимальное значение координаты Z маркера тазобедренного сустава на этапе качели и координата Z маркера контралатеральной тазобедренного сустава в то же время, исправлены для средняя разность влево координаты Z во время двойной фаза поддержки</td>
		</tr>
<tr>
<td>Циркумдукция</td>
			<td colspan="2">разница в расстоянии между боковой большинство X координировать лодыжки совместной маркера во время 25-75% swing фазы и медиальной большинство X координировать во время 25-75% фазе</td>
		</tr>
<tr>
<td>Стопы контакт</td>
			<td colspan="2">разница в расстоянии координату Z маркера совместных лодыжки и координата Z маркера мыс на первоначальный контакт, минус разница в расстоянии между Z координаты лодыжки совместной маркер и маркер ног во время постоянного</td>
		</tr>
<tr>
<td>Компресиия тазобедренного сустава</td>
			<td colspan="2">Среднее расстояние между Y координата голеностопного сустава и координата Y тазобедренного сустава в одной фазе</td>
		</tr>
<tr>
<td>Чрезмерная хип внешнее вращение</td>
			<td colspan="2">Среднее расстояние между координату X голеностопного сустава и координату X мыс в фазой</td>
		</tr>
<tr>
<td>Чрезмерное боковое смещение ствол за независимость</td>
			<td colspan="2">Среднее расстояние между (1) бокового большинство координату X посредине между двусторонним acromions в части этапа двойной позицию, в которой пораженной ноги расположен за независимость ногу и фазой из пострадавших ногу и (2 в среднем X координата посредине между двусторонним голеностопного суставов в части этапа двойной позицию, в которой пораженной ноги расположен за независимость ногу</td>
		</tr>
<tr>
<td>Разгибателей колена тяги</td>
			<td colspan="2">разница между максимальной Y координировать скорость коленного сустава в одной фазе пораженной ноги и скорость походка беговая дорожка</td>
		</tr>
<tr>
<td>Согнутом колене походки</td>
			<td colspan="2">Максимальная колено угол расширения в одной фазе пострадавших ногу</td>
		</tr>
<tr>
<td>Сгибание колена Недостаточное на этапе качели</td>
			<td colspan="2">угол сгибания максимальная колена в фазе качели, по сравнению с угол сгибания колена для здоровых испытуемых</td>
		</tr>
<tr>
<td>Медиальной хлыст</td>
			<td colspan="2">Расстояние между самой боковой X координата голеностопного сустава во время 75-100% в фазе опоры и самой медиальной X координата голеностопного сустава во время 25-75% в фазе опоры пораженной ноги</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">Координат X, Y и Z указывает lateromedial, anteroposteriol и по вертикали, соответственно</td>
		</tr>
</tbody></table>Таблица 1: Формулы для шаблонов аномальные походки

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

В этом исследовании представлен метод анализа врач friendly трехмерной походки, который был разработан в реабилитационную клинику. Метод состоит из метода упрощенной измерения и интуитивно цифры для клиницистов понимания результатов.

Клинико ориентированный трехмерной походка метод анализа для оценки расстройства походки

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

Ослабление сигнала в крысиной модели обсессивно-компульсивное расстройство

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

Тестирование сенсорных и мультисенсорных функции у детей с расстройством аутистического спектра

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

Общий метод для оценки Глубокая стимуляция мозга Воздействие на внутривенного употребления метамфетамина самоуправлении

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

Способ оценки подкрепляющих свойств этанола в Крысы без воды депривации, сахарин выцветания или дополнительного обучения доступа

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

Обосновывая соответствующие методы захвата движения для оценки Nordic Walking Голта и осанка у пожилых людей

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

Использование методов анализа походки золотой стандарт для оценки опыт воздействия на нижних конечностей механики при умеренно высоких каблуках, бег трусцой и работает

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

Страх, стресс расширение обучения, надежную модель грызунов посттравматического стрессового расстройства

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 Анализ контрастно-расширенных записей (PrAnCER): Низкая стоимость, открытый доступ Автоматизированная система анализа gait для оценки дефицита двигателя

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 кинематический анализ гайт для доклинических исследований у грызунов

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

Оценка квалифицированных Предениза в мышах с помощью авто-тренер

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 ...