2013年1月17日
在损伤或疾病后重新训练异常的运动模式是物理康复的关键组成部分。近年来技术的进步使得在多种任务中能够准确评估运动,并几乎即时地对结果进行量化,从而为实时修正错误运动模式提供了新的机会。
本实验的总体目标是尽可能在最短时间内采集、分析并呈现相关的人体运动数据。首先通过基线运动分析测试,确定正常的运动特征,以此实现该目标。第二步是根据对正常特征的分析,确定将要修改的运动特征。
接下来进行运动调整试验,该过程涉及实时显示运动数据,并结合目标图形以展示需要达到的调整幅度。最后一步是根据预设的结局指标评估运动调整的有效性,并规划后续适当的训练疗程。最终,实时运动调整被用于提供一种快速且准确的方法来改变运动参数。
与标准运动分析技术相比,该技术的主要优势在于数据采集与分析之间不存在延迟。该方法有助于回答运动障碍研究领域中的关键问题,例如哪些运动矫正技术最具可行性,以及哪些技术在恢复功能方面最为有效。本实验操作将由实验室的研究生Jud进行演示。开始本方案的系统准备时,首先应清除拍摄区域内所有可能被摄像头捕捉到的反光材料。
这可以降低在测试过程中将实际的皮肤标记物与静止的背景标记物混淆的可能性,并提高整个测试过程的整体准确性。接下来,通过将所有摄像头对准实验室中固定位置的静止标记物来校准摄像头。然后利用已知距离放置的运动标记物,将静态校准扩展到动态运动。
务必尽可能覆盖整个捕捉范围,以优化校准效果。现在,整理所有材料,包括将用于患者准备的反光标记和测量设备。这可以提高测试过程中的效率,并减轻患者负担。开始患者准备时,首先应尽可能暴露需要测量的关节和身体节段部位的皮肤。
尽量减少宽松衣物的穿着,并使用胶带或夹子固定可能妨碍摄像头识别反光标记的任何衣物部分。接下来,为了确保标记与皮肤之间最大程度地贴合,用异丙醇擦拭相应区域以清洁皮肤。
现在根据所使用的标记点组,触诊以确定关键的解剖学标志点。在实际的标志点处对皮肤进行标记,可提高标记点放置的准确性,并在标记点脱落时提供必要的信息。在评估过程中,应按照标记点组的规范要求,将反光标记点粘贴于相应的解剖学标志点上。
大多数标记点组合将至少包含12至15个标记点,双侧对称地放置于下肢以及上身的各个解剖标志位置。需要注意的是,基于皮肤标记点重建真实骨骼运动的能力取决于标记点的定位。因此,在确定所采用的生物力学模型时,必须仔细考虑标记点的布置方案。
如有需要,采集重要的人体测量数据。根据生物力学模型的不同,这些数据可能用于在生物力学数据离线处理过程中计算身体各节段的长度、关节旋转中心的位置,以及运动节段和肢体的整体惯性特性。开始运动分析并提供实时反馈前,首先让受试者站在捕捉范围中央,进行约三秒钟的初始静态试验。
进行此项测试是为了确保所有相关标记点均清晰可见,并用于计算各肢体节段的方向。现在使用数据采集软件,根据个体的人体测量学特征,正确标记所有标记点,并创建相应的模板。匹配标记点。
根据个体体型进行放置将有助于提高数据的实时跟踪与分析效果。创建一种能够整合标记点位置冗余性的运动模型尤为重要。接下来,进行若干次初步的运动分析试验。
这是获取基线数据所必需的步骤,也可作为向患者反馈结果的首个机制。应由治疗师向患者解释预期运动模式调整的目的,包括该调整的生物力学和临床依据,以及该调整如何针对特定病理情况而设定。
治疗师对动作进行调整的示范将促进患者对运动技能的学习。动作调整通常基于患者在治疗过程中的生物力学和临床表现,或根据拟研究的科学问题来确定。若仅用于科研目的。
现在开始运动再训练阶段。如果使用跑步机,应尽可能将速度设置为与患者在平地行走时自主选择的步行速度一致,并给予几分钟时间,使其达到稳定的行走状态。这也有助于患者熟悉实验设备、实验装置和实验流程,从而感到适应和舒适。
在患者执行动作时提供反馈。首先采用较简单的技术方法,例如口头反馈,然后逐步过渡到实时生物反馈。实时生物反馈应清晰显示每次最多一个动作变量。
在早期训练期间,结合使用这些方法是有益的。应给予患者充足的时间来练习新的动作。有效的运动学习并非一蹴而就。
相反,持续练习新的运动特征有助于确保负责该运动的运动程序得到重新构建。一次典型的再训练干预可能需要进行8到10次专注的训练,每次持续30至60分钟。最后,在跑步机外进行几次随访性的运动分析测试。
这是确定训练后即刻保持效果的重要步骤。这些数据还可用于后续对运动特征进行更深入的离线分析。在会话结束后。
在总结讨论期间,应与患者讨论本次治疗的重要发现和结果。需要重点关注的重要因素应包括动作调整的变异性、患者对规定动作调整的执行依从性,以及对调整方案原理和重要性的进一步说明。同时,应征求患者对本次治疗过程的意见和反馈。
鉴于每位患者的偏好可能不同,可能需要针对特定个体调整干预措施的实施方式。应尽早明确这些偏好,以优化干预效果。最后,如有必要,应确定后续培训课程的计划,特别是在选择多阶段干预方案时。
后续训练应采用渐退式反馈方法以增强运动学习,减少总体反馈,并在后续训练中交替设置有反馈和无反馈的时间段。此处显示的是正常步行试验中以及患者被要求达到约六度最大侧向躯干倾斜角时的侧向躯干倾斜角示例数据。图示数据来自一个步态周期,其中0%为一侧肢体的首次触地,100%为同一肢体的足趾离地。
此处可观察到对膝关节负荷的最终影响。在正常试验与修改后试验之间,膝关节运动及关节内相应负荷的总体模式未见明显差异。相反,负荷幅度在整个过程中均有所降低。
观看本视频后,您应能够充分理解如何开展标准的运动分析实验,并掌握向患者实时反馈运动表现信息的方法。
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本文讨论了一种在损伤或疾病后重新训练异常运动模式的方法,强调实时运动分析与修正。该方法利用技术提供即时反馈,以增强康复效果。
实时运动反馈系统通过在运动过程中实现对运动参数的即时量化和可视化,弥补了运动学习研究中的一个关键空白。该功能通过提供有关运动改善效果的客观、时间分辨数据,支持神经肌肉康复领域的假设验证。对于生物制药研发而言,此类系统提供了一种基于机制的风险降低工具,可用于评估以中枢神经系统为靶点的治疗药物,其中功能性运动结局可作为转化生物标志物。
该方法通过功能性运动评估实现早期靶点验证,为神经肌肉疾病项目的先导化合物发现提供依据,并支持对运动功能保护效应的临床前评价。