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

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, die Auswirkungen von Nordic-Walking-Stöcken sowohl auf das Gangmuster als auch auf die Haltungsausrichtung zu bestimmen, insbesondere bei älteren Erwachsenen. Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen auf dem Gebiet der Biomechanik zu beantworten, z. B. wie das Gehen in der Arktis zur Verbesserung des Gangs und der Körperhaltung bei älteren Erwachsenen genutzt werden kann. Und was sind die optimalen Methoden, um solche Gang- und Haltungsvariablen zu beurteilen?

Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie zwei effiziente Methoden zur Beurteilung von Gang und Haltung in Bezug auf Nordic Walking demonstriert. Die Implikation dieser Technik kann sich auf Therapieumgebungen erstrecken. Speziell als Verwendung von nordischen Stöcken, kann bei verschiedenen Gangarten und Bedingungen helfen.

Dieses Verfahren wird von Zach Bonsegen, einem meiner Doktoranden, demonstriert. Geben Sie jedem Teilnehmer zu Beginn einen Satz Stangen und weisen Sie ihn an, aufrecht zu stehen. Lassen Sie den Teilnehmer dann die Spitzen der Stangen vor die Zehen legen und die Ellbogen neben den Körper legen.

Weisen Sie die Teilnehmer an, die Stangen zu verlängern, bis ihre Ellbogen einen ungefähren 90-Grad-Winkel neben dem Körper bilden, und stellen Sie sicher, dass die Einstellung etwa 65 % der Körpergröße des Teilnehmers entspricht. Ziehen Sie dann die Stangen fest fest und winkeln Sie die Stiefelspitzen nach hinten an. Bevor Sie die Handschlaufen befestigen, weisen Sie den Teilnehmer in die richtige Körperhaltung ein, indem Sie ihn seine Stöcke hinter den unteren Rücken legen und aufrecht stehen lassen.

Bitten Sie die Teilnehmer auch, mit erhobener Brust und entspannten Schultern aufzustehen. Lassen Sie dann jeden Teilnehmer seine Handschlaufen sichern, die Stangenspitzen hinter sich platzieren und die Arme an den Seiten entspannen. Halten Sie die Hände offen und weisen Sie die Person an, mit minimalen Armbewegungen für etwa 100 Meter zu gehen.

Halten Sie die Hände immer noch offen und ziehen Sie die Stangen hinter sich her, und weisen Sie den Teilnehmer an, schneller und mit größeren Armbewegungen zu gehen. Bitten Sie dann die Teilnehmer, sich vorzustellen, wie sie ihre Hand heben, als ob sie gleich jemandem die Hand schütteln würden. Wenn der Arm nach vorne schwingt, lassen Sie den Teilnehmer sanft den Griff greifen und eine Kraft auf den Boden ausüben.

Weisen Sie die Person bei jedem Armschwung an, die Stangen leicht vom Boden abzuheben und sie bei jedem weiteren Schritt fest aufzusetzen. Die Spitze der Stange sollte mit der Mittellinie des Fußes ausgerichtet sein. Das Erlernen und Verstehen der Technik ist entscheidend, um die Konsistenz mit diesem Protokoll zu gewährleisten.

Um dies zu gewährleisten, haben wir die Anweisungen in vier prägnante Aussagen unterteilt, um die Dinge zu vereinfachen und eine optimale Leistung aller Beteiligten zu gewährleisten. Beginnen Sie mit der Datenerfassung, indem Sie die anthropometrischen Messungen jedes Teilnehmers erfassen. Beginnen Sie mit einem Maßband, um die Länge jedes Beins als Abstand von der vorderen oberen Beckenwirbelsäule bis zur Mitte des medialen Knöchels zu messen.

Messen Sie dann den Abstand zwischen dem linken und dem rechten Knochen, der als interossäre Abstand bezeichnet wird, sowie die Schulterversätze. Messen Sie mit Messschiebern die Breiten jedes Gelenks, indem Sie den Abstand zwischen den knöchernen Vorsprüngen jedes Gelenks ermitteln. Tun Sie dies, um ihre Kniebreiten, Knöchelbreiten, Ellbogenbreiten, Handgelenkbreiten und auch Handdicken zu messen.

Verwenden Sie schließlich die Standard-Gewichtswaage, um das Gewicht des Teilnehmers zu messen, und das Maßband, um die Körpergröße des Teilnehmers zu messen. Um Gangmuster und Haltungsausrichtung über einen längeren Zeitraum zu beurteilen, verwenden Sie ein Beschleunigungssystem zur Datenerfassung während des sechsminütigen Gehtests. Stellen Sie sicher, dass das Beschleunigungsmesssystem aus mindestens sechs Sensoren besteht, in die jeweils Beschleunigungsmesser und Gyroskope integriert sind, um sowohl die Beschleunigung als auch die Winkelgeschwindigkeit jedes spezifischen Körpersegments zu messen.

Stellen Sie vor dem Platzieren auf dem Teilnehmer sicher, dass alle Sensoren sicher an die Dockingstation des Systems angedockt sind, um sie zu synchronisieren und das System zu kalibrieren. Verwenden Sie anschließend verstellbare Klettbänder, um die Setoren an den Handgelenken nach hinten, am Knöchel anterior, an den L5-Wirbeln der Lendenwirbelsäule und am Rumpf oben auf dem Brustbein zu befestigen. Stellen Sie die Abtastrate auf mindestens 100 Hertz ein.

Bitten Sie dann den Teilnehmer, zwei Versuche des sechsminütigen Gehtests durchzuführen, einen mit Stangen und einen ohne. Weisen Sie die beiden Versuche nach dem Zufallsprinzip der Kontrolle zu, um den Ordnungseffekt zu erzielen. Weisen Sie den Teilnehmer an, sechs Minuten lang in einer selbst gewählten Geschwindigkeit auf dem 25 Meter langen Gehweg hin und her zu gehen.

Bevor der Teilnehmer beginnt, klicken Sie auf Start, um mit der Datenerfassung mit dem Beschleunigungssystem zu beginnen. Wenn beide Versuche des sechsminütigen Gehtests abgeschlossen sind, beurteilen Sie kurzzeitige Gangereignisse mit einem dreidimensionalen Motion-Capture-System mit zwei Kraftmessplatten, die in den Weg eingebettet sind. Synchronisieren Sie die Kraftmessplatten mit dem Motion-Capture-System, indem Sie sie zunächst über die vom Unternehmen bereitgestellten Kabel mit dem Computer verbinden.

Fügen Sie dann in der Motion-Capture-Systemsoftware die Kraftmessplatten zum Erfassungsvolumen hinzu, indem Sie die Abmessungen, Position, Ausrichtung, Empfindlichkeiten und alle anderen erforderlichen Informationen für das System eingeben. Stellen Sie sicher, dass die Kraftplattformen auf Null gesetzt sind, um Rauschen in den Daten zu vermeiden, und stellen Sie sicher, dass sie mit einer ausreichenden Abtastrate von 1.000 Hertz gesammelt werden. Führen Sie als Nächstes eine dynamische Kalibrierung des Systems durch, indem Sie zunächst einen 3-Marker-Stab kontrolliert durch den Aufnahmeraum schwenken.

Führen Sie dann eine statische Kalibrierung durch, um das globale xyz-Koordinatensystem einzustellen, indem Sie einen L-Rahmen mit vier Markern an den angegebenen Referenzpunkt platzieren und in der Computersoftware die Option "Lautstärke einstellen" auswählen. Die Kalibrierung des Motion-Capture-Systems ist entscheidend, um die Genauigkeit der gesammelten Daten zu gewährleisten, und erfolgt vor allem anderen. Um genaue Ergebnisse zu gewährleisten, wird der Bildfehler bewertet und gegebenenfalls die Kalibrierung wiederholt, bis optimale Werte erreicht sind.

Passen Sie den Teilnehmer mit der kalibrierten Software an die 39 reflektierenden Marker an, befestigen Sie sie mit doppelseitigem Klebeband und platzieren Sie sie auf den spezifischen anatomischen Orientierungspunkten, die hier gezeigt und im begleitenden Textprotokoll beschrieben sind. Weisen Sie den Teilnehmer schließlich an, sechs Versuche eines 5-Meter-Spaziergangs durch das Erfassungsvolumen des Systems durchzuführen, drei mit Stangen und drei ohne. Weisen Sie diese Versuche nach dem Zufallsprinzip der Kontrolle zu, um den Ordnungseffekt zu erzielen.

Dieses Diagramm stellt ein typisches Hüftkraftprofil über einen einzelnen Gangzyklus dar und vergleicht den Gang eines Teilnehmers mit Stangen mit dem Gang ohne Stangen. Die Pfeile bei H1, H2 und H3 zeigen die Veränderungen in der Stromerzeugung und -absorption im Vergleich dieser Phasen mit und ohne Pole. Bei der Verwendung von Stöcken ist eine deutlich geringere Hüftkrafterzeugung sowohl beim Fersenkontakt als auch beim Vorschwung und beim ersten Schwung zu beobachten, verglichen mit dem Gehen ohne Stöcke.

Hier ist ein typisches Kniekraftprofil über einen einzigen Gangzyklus im Vergleich zu Stöcken und ohne Stöcke. Bei der Verwendung von Stöcken ist eine deutlich geringere Kniekraftaufnahme bei Fersenkontakt, beim Vorschwung und beim Endschwung im Vergleich zum Gehen ohne Stöcke zu beobachten. Einmal gemeistert, kann diese Technik in 45 bis 60 Minuten pro Teilnehmer durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Bei der Durchführung des Eingriffs ist darauf zu achten, dass die Teilnehmer sowohl mit als auch ohne Stöcke natürlich gehen. Daher sollten sie nicht darauf aufmerksam gemacht werden, wo sich die Kraftmessplatten befinden. Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie das EMG durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen wie Aktivierungsmuster der Muskeln, insbesondere der Muskeln des Oberkörpers, zu beantworten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie den Gang und die Haltung von Nordic Walking mit mindestens einem der beiden verschiedenen Motion-Capture-Systeme beurteilen können. Dieses Protokoll ermöglicht es Forschern auf dem Gebiet der Biomechanik, die Auswirkungen von Nordic Walking auf den Gang und die Körperhaltung bei älteren Erwachsenen, aber auch bei anderen Bevölkerungsgruppen mit Gang- und Haltungsstörungen, wie z. B. Menschen mit Parkinson-Krankheit, zu untersuchen. Vergessen Sie nicht, dass die Einführung eines neuen Werkzeugs, wie z. B. der Stangen, das Maß an Aufmerksamkeit erhöhen kann, das für die Ausführung der motorischen Aufgabe erforderlich ist, und daher sollten die Teilnehmer darauf aufmerksam gemacht werden, das Training in einer sicheren Umgebung zu beginnen.