Name: Kinematische Analyse mit 3D Motion Capture trinken Aufgabe bei Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-28T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Erfahren Sie die kinematische Analyse mit 3D Motion Capture zur Bewertung oberer Extremitäten bei Schlaganfallpatienten und gesunden Kontrollen. Diese Methode quantifiziert Bewegungsdefizite für die neurologische Rehabilitation.

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Besonderen Dank an Bo Johnels, Nasser Hosseini, Roy Tranberg und Patrik Almström um Hilfe mit der Initiierung dieses Projektes. Die Forschungsdaten präsentiert in diesem Protokoll wurde an der Sahlgrenska University Hospital gesammelt.

Alle hier beschriebene Methoden wurden Teil der Studien von regionalen Ethical Review Board in Göteborg, Schweden (318 / 04, 225 / 08) zugelassen.
1. einrichten das Motion-Capture-System
<ol><li>Befestigen Sie die 4 Kameras an der Wand ca. 1,5-3 m entfernt von den Messbereich auf der Höhe von 1,5 bis 2,5 m mit Blick auf den Messbereich. Befestigen Sie eine Kamera an Decke oberhalb der Messbereich (Abbildung 1). Starten Sie das Kamerasystem.</li>
	<li>Legen Sie den Kalibrierrahmen L-Form auf den Tisch mit der kurzen Achse im Einklang mit der Kante des Tisches und der langen Achse zeigen nach vorn. Hinweis: Das Koordinatensystem wird mit X-Achsen gerichtet nach vorn (anterior in der Sagittalebene), Y-Achse seitlich (in der Frontalebene) gerichtet und z-Achse nach oben gerichtet (kranial, senkrecht zur transversalen Ebene) definiert.</li>
	<li>Öffnen Sie die 3D Tracking und Daten Erfassungssoftware (Track-Manager), Kalibrierung durch Auswahl Capture starten | Kalibrieren Sie, geben Sie die Kalibrierungszeit 30 s und klicken Sie auf "OK".</li>
	<li>Verschieben Sie den Zauberstab in alle Richtungen über den gesamten Messbereich (75 × 75 × 65 cm) über den Stuhl und Tisch um sicherzustellen, dass alle 5 Kameras den Zauberstab in so viele Richtungen wie möglich16,17 erfassen. Nach der Kalibrierung zeigen die Ergebnisse auf dem Bildschirm. Akzeptieren Sie die Kalibrierung Residuen unter 0,5 mm.</li>
	<li>Das Thema, trug ein ärmelloses top, sitzen in einer in einer Höhe verstellbaren Sessel mit dem Rücken gegen die Chair´s zurück, der Oberarm in Neutralstellung adduziert, der Handfläche ruhen am Tisch und das Handgelenk ausgerichtet an den Rand des Tisches. Prüfen Sie die Knie, Hüfte und Ellbogen Winkel etwa 90°.</li>
	<li>Legen Sie die retroreflektierenden passive Marker mit Doppel-Klebeband am Skelett Sehenswürdigkeiten18 getesteten andererseits (dritte metakarpo gemeinsame), Handgelenk (Styloids Prozess der Elle (Ulna)), Ellbogen (seitlichen Epicondylus), Rechte und linke Schulter (Mittelteil der Schulterdach) Thorax (oberer Teil des Brustbeins) und Stirn (Kerbe zwischen den Augenbrauen).</li>
	<li>Zwei Markierungen auf dem Becher (Ober- und Unterkante) platzieren.</li>
</ol>2. Verfahren für Motion Capture trinken Aufgabe
<ol><li>Legen Sie die Hartplastik Tasse (Durchmesser von 7 cm, Höhe 9,5 cm) mit 100 mL Wasser 30 cm von der Tischkante in der Mittellinie des Körpers. Die Position der Tasse auf dem Tisch ist bewusst gewählt, um die Aufgabenleistung Natur- und nah an der realen Situation zu halten.</li>
	<li>Bitte das Thema durchzuführen das Trinken Aufgabe in einem angenehmen Tempo Selbststudium durch i) erreichen und greifen den Cup, Ii) heben die Tasse aus der Tabelle in Richtung Mündung, Iii) nehmen einen Drink (ein Schluck), iv) platzieren die Tasse auf den Tisch hinter einer markierten Linie (30 cm von der Registerkarte "zurück Le-Rand), und V) wieder in die Ausgangsstellung zurück mit der Hand auf die Kante des Tisches.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dieses Thema versteht die Anweisungen und die Tasse bequem mit der weniger betroffenen Arm erreichen kann, ohne nach vorne lehnen.</li>
	<li>Vor jeder Aufnahme, sicherzustellen, dass die Startposition (Ausgangsposition) korrekt ist, Fragen, das Thema bereit sein, starten Sie die Aufnahme manuell und verbale Anweisung zu geben, "Sie können jetzt beginnen."</li>
	<li>Wenn das Thema die Aufgabe abgeschlossen ist, halten Sie die Aufnahme manuell.</li>
	<li>Aufzeichnen von fünf Studien mit kurzen Pause zwischen jeder Prüfung (ca. 30 s), beginnend mit dem Arm weniger betroffen.</li>
	<li>Überprüfen Sie, dass die Datenerfassung erfolgreich war (95-100 % Daten für jede identifizierte Marker). Hinweis: Marker automatisch Daten Echtzeit an die Datenerfassungs-Software (Track-Manager). Ein vordefinierte automatische Marker Identifikation (AIM) Modell wird für die automatische Identifizierung der Marker verwendet.</li>
	<li>Bei unvollständige Daten erkannt werden, führen Sie zusätzliche Prüfungen nach Identifizierung des Problems und die Anpassung der Sitz- oder Marker Positionen um vollständige Transparenz der Marker zu gewährleisten, um mindestens 3 erfolgreiche Versuche zu erhalten. Hinweis: Mögliche Probleme, die auftreten können sind, dass Marker abfallen können oder sie werden von den Kameras Blickwinkel, die Ergebnisse in unvollständigen Daten verschlossen. Jedoch produziert die Kamera und Marker Set-up, wie in diesem Protokoll verwendet Datenverlust aufgrund von Lücken nur in sehr seltenen Fällen. Insgesamt dauert die Bewegung Aufzeichnungssitzung ca. 10-15 Minuten in Anspruch.</li>
</ol>(3) Datenanalyse
<ol><li>Übertragen die aufgezeichneten Daten aus Track-Manager direkt in Matlab durch Klicken auf Datei | Exportieren | Direkt in Matlab.</li>
	<li>Matlab mit dem Befehl an der Eingabeaufforderung: (>> Arbeitsbereich) um die Matlab Variablen anzuzeigen. Hinweis: Schlüssel Matlab Variablen mit Daten, die in der Anleitung und bei der Erstellung der Analysis verwendet werden sind: QTMmeasurements.Frames - die Anzahl der erfassten frames QTMmeasurements.FrameRate - die Anzahl der Frames pro Sekunde (240) erfasst QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Count - Anzahl der Etiketten (10) QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Labels - Etiketten im Track-Manager definiert QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Data - Messdaten in eine 3D-Anordnung 10 x 3 X Anzahl der Frames, wo für jedes Bild und jedes Etikett 3 Koordinaten aufgezeichnet werden</li>
	<li>In Matlab filtern die X, y, Z Werte mit der (Butter) und (Filtfilt) Anleitung mit einer 6 Hz zweiter Ordnung Butterworth filter in sowohl nach vorne und Richtungen, geben eine Null-Phase Verzerrung und Filterung her-Reihenfolge umkehren. Hinweis: Beispiel [b, eine] = Butter (2, 6/240/2); % Cutoff-Frequenz 6Hz und in Bezug auf ½ Sampling-Frequenz Xfiltered = Filtfilt (b, a, QTMmeasurements.Trajectories.Labeled(1,1,:));</li>
	<li>Erstellen Sie in Matlab ein Programm verwenden, um die kinematischen Variablen wie tangentiale Geschwindigkeit der Hand und Gelenkwinkel berechnen die X, y, Z-Werte für jedes Frame Sample und jedes Etikett. Die kinematischen Variablen sind in Tabelle 2dargestellt.</li>
	<li>In Matlab, erstellen Sie ein Programm, um die Reihenfolge der Proben in 5 logische Phasen aufteilen: erreichen, weiterleiten, Transport, trinken, Rücktransport und wieder die Hand in die Ausgangsposition (Abbildung 2). Definitionen für Beginn und Ende der einzelnen Phasen sind detailliert in Tabelle 1gezeigt.</li>
	<li>Verwenden Sie in Matlab die (Plot) Anweisung Grundstücke Positionen, Geschwindigkeiten und Gelenke Winkel Winkel-Winkel-Diagramme zu erstellen.</li>
</ol>

<ol><li>Alt Murphy, M., Häger, C. K. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1179/1743288X15Y.0000000002">Kinematic analysis of the upper extremity after stroke - how far have we reached and what have we grasped?</a> Physical Therapy Reviews. 20 (3), 137-155 (2015).</li>
<li>Bustren, E. L., Sunnerhagen, K. S., Alt Murphy, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement+Kinematics+of+the+Ipsilesional+Upper+Extremity+in+Persons+With+Moderate+or+Mild+Stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Movement Kinematics of the Ipsilesional Upper Extremity in Persons With Moderate or Mild Stroke.</a> Neurorehab Neural Re. 31 (4), 376-386 (2017).</li>
<li>Sivan, M., O'Connor, R. J., Makower, S., Levesley, M., Bhakta, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+review+of+outcome+measures+used+in+the+evaluation+of+robot-assisted+upper+limb+exercise+in+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22J+Rehabil+Med%22%5BJournal%5D)">Systematic review of outcome measures used in the evaluation of robot-assisted upper limb exercise in stroke.</a> J Rehabil Med. 43 (3), 181-189 (2011).</li>
<li>Demers, M., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Do+Activity+Level+Outcome+Measures+Commonly+Used+in+Neurological+Practice+Assess+Upper-Limb+Movement+Quality%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Do Activity Level Outcome Measures Commonly Used in Neurological Practice Assess Upper-Limb Movement Quality?</a> Neurorehab Neural Re. 31 (7), 623-637 (2017).</li>
<li>Levin, M. F., Kleim, J. A., Wolf, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+do+motor+%22recovery%22+and+%22compensation%22+mean+in+patients+following+stroke%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">What do motor "recovery" and "compensation" mean in patients following stroke?</a> Neurorehab Neural Re. 23 (4), 313-319 (2009).</li>
<li>Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responsiveness+of+Upper+Extremity+Kinematic+Measures+and+Clinical+Improvement+During+the+First+Three+Months+After+Stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Responsiveness of Upper Extremity Kinematic Measures and Clinical Improvement During the First Three Months After Stroke.</a> Neurorehab Neural Re. 27 (9), 844-853 (2013).</li>
<li>van Dokkum, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+contribution+of+kinematics+in+the+assessment+of+upper+limb+motor+recovery+early+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">The contribution of kinematics in the assessment of upper limb motor recovery early after stroke.</a> Neurorehab Neural Re. 28 (1), 4-12 (2014).</li>
<li>Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematic+variables+quantifying+upper-extremity+performance+after+stroke+during+reaching+and+drinking+from+a+glass%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Kinematic variables quantifying upper-extremity performance after stroke during reaching and drinking from a glass.</a> Neurorehab Neural Re. 25 (1), 71-80 (2011).</li>
<li>Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+of+movement+pattern+kinematics+as+measures+of+arm+motor+impairment+poststroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Validity of movement pattern kinematics as measures of arm motor impairment poststroke.</a> Stroke. 41 (10), 2303-2308 (2010).</li>
<li>Michaelsen, S. M., Dannenbaum, R., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task-specific+training+with+trunk+restraint+on+arm+recovery+in+stroke%3A+randomized+control+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Task-specific training with trunk restraint on arm recovery in stroke: randomized control trial.</a> Stroke. 37 (1), 186-192 (2006).</li>
<li>Kwakkel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+measurement+of+sensorimotor+recovery+in+stroke+trials%3A+Consensus-based+core+recommendations+from+the+Stroke+Recovery+and+Rehabilitation+Roundtable%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Stroke%22%5BJournal%5D)">Standardized measurement of sensorimotor recovery in stroke trials: Consensus-based core recommendations from the Stroke Recovery and Rehabilitation Roundtable.</a> Int J Stroke. 12 (5), 451-461 (2017).</li>
<li>Wagner, J. M., Lang, C. E., Sahrmann, S. A., Edwards, D. F., Dromerick, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensorimotor+impairments+and+reaching+performance+in+subjects+with+poststroke+hemiparesis+during+the+first+few+months+of+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Sensorimotor impairments and reaching performance in subjects with poststroke hemiparesis during the first few months of recovery.</a> Phys Ther. 87 (6), 751-765 (2007).</li>
<li>van Kordelaar, J., van Wegen, E., Kwakkel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+time+on+quality+of+motor+control+of+the+paretic+upper+limb+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehab%22%5BJournal%5D)">Impact of time on quality of motor control of the paretic upper limb after stroke.</a> Arch Phys Med Rehab. 95 (2), 338-344 (2014).</li>
<li>Thielman, G., Kaminski, T., Gentile, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rehabilitation+of+reaching+after+stroke%3A+comparing+2+training+protocols+utilizing+trunk+restraint%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Rehabilitation of reaching after stroke: comparing 2 training protocols utilizing trunk restraint.</a> Neurorehab Neural Re. 22 (6), 697-705 (2008).</li>
<li>Armbruster, C., Spijkers, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement+planning+in+prehension%3A+do+intended+actions+influence+the+initial+reach+and+grasp+movement%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Motor+Control%22%5BJournal%5D)">Movement planning in prehension: do intended actions influence the initial reach and grasp movement?</a> Motor Control. 10 (4), 311-329 (2006).</li>
<li>Qualisys. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Qualisys+Track+Manager+user+manual%22">Qualisys Track Manager user manual</a>. , Qualisys Medical AB. Gothenburg. (2008).</li>
<li>Alt Murphy, M., Banina, M. C., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perceptuo-motor+planning+during+functional+reaching+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Perceptuo-motor planning during functional reaching after stroke.</a> Exp Brain Res. , (2017).</li>
<li>Sint Jan, S. V. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSint+Jan%2C+SV+%22Color+atlas+of+skeletal+landmark+definitions+%3A+guidelines+for+reproducible+manual+and+virtual+palpations%22">Color atlas of skeletal landmark definitions : guidelines for reproducible manual and virtual palpations</a>. , Churchill Livingstone. (2007).</li>
<li>Alt Murphy, M., Sunnerhagen, K. S., Johnels, B., Willen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+kinematic+motion+analysis+of+a+daily+activity+drinking+from+a+glass%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroeng+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional kinematic motion analysis of a daily activity drinking from a glass: a pilot study.</a> J Neuroeng Rehabil. 3, 18(2006).</li>
<li>Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement+kinematics+during+a+drinking+task+are+associated+with+the+activity+capacity+level+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehab+Neural+Re%22%5BJournal%5D)">Movement kinematics during a drinking task are associated with the activity capacity level after stroke.</a> Neurorehab Neural Re. 26 (9), 1106-1115 (2012).</li>
<li>Alt Murphy, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Development+and+validation+of+upper+extremity+kinematic+movement+analysis+for+people+with+stroke.+Reaching+and+drinking+from+a+glass%22">Development and validation of upper extremity kinematic movement analysis for people with stroke. Reaching and drinking from a glass</a>. , University of Gothenburg. Doctor of Philosophy (Medicine) thesis (2013).</li>
<li>Persson, H. C., Alt Murphy, M., Danielsson, A., Lundgren-Nilsson, A., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cohort+study+investigating+a+simple%2C+early+assessment+to+predict+upper+extremity+function+after+stroke+-+a+part+of+the+SALGOT+study%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neurol%22%5BJournal%5D)">A cohort study investigating a simple, early assessment to predict upper extremity function after stroke - a part of the SALGOT study.</a> BMC Neurol. 15, 92(2015).</li>
<li>Hoonhorst, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+Do+Fugl-Meyer+Arm+Motor+Scores+Relate+to+Dexterity+According+to+the+Action+Research+Arm+Test+at+6+Months+Poststroke%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehab%22%5BJournal%5D)">How Do Fugl-Meyer Arm Motor Scores Relate to Dexterity According to the Action Research Arm Test at 6 Months Poststroke?</a> Arch Phys Med Rehab. 96 (10), 1845-1849 (2015).</li>
<li>Pang, M. Y., Harris, J. E., Eng, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+community-based+upper-extremity+group+exercise+program+improves+motor+function+and+performance+of+functional+activities+in+chronic+stroke%3A+a+randomized+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehab%22%5BJournal%5D)">A community-based upper-extremity group exercise program improves motor function and performance of functional activities in chronic stroke: a randomized controlled trial.</a> Arch Phys Med Rehab. 87 (1), 1-9 (2006).</li>
<li>Alt Murphy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SALGOT+-+Stroke+Arm+Longitudinal+study+at+the+University+of+Gothenburg%2C+prospective+cohort+study+protocol%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neurol%22%5BJournal%5D)">SALGOT - Stroke Arm Longitudinal study at the University of Gothenburg, prospective cohort study protocol.</a> BMC Neurol. 11, 56(2011).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das Protokoll kann erfolgreich eingesetzt werden, um die Bewegung Leistung und Qualität bei Personen mit gemäßigt und mild oberen Extremität sensomotorische Beeinträchtigungen in allen Phasen nach Schlaganfall zu quantifizieren. Die Durchführbarkeit dieses Protokolls wurde erwies sich in einer klinischen Umgebung so früh wie 3 Tage-Schlaganfall Post, und zeigte, dass das System durch ausgebildete Mediziner ohne besondere technische Qualifikationen eingesetzt werden kann. Technisches Know-how ist jedoch erforderlich, um e...

Kinematische Analyse beschreibt die Bewegungen des Körpers durch Raum und Zeit, einschließlich linear und eckige Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Die optoelektronischen Motion Capture Systeme verwenden mehrere High-Speed-Kameras, die entweder senden Infrarot-Lichtsignale, die Reflexionen von passiven Markern zu erfassen, die auf den Körper gelegt oder übertragen die Bewegungsdaten von aktiven Marker mit Infrarot Leuchtdioden. Diese Systeme werden als "Goldstandard" für den Erwerb von kinematische Daten1angesehen. Diese Systeme sind für ihre hohe Genauigkeit und Flexibilität bei der Messung der vielfältigen Aufgaben bewertet. Kinematische Maßnahmen haben gezeigt, wirksam bei der Erfassung von kleineren Veränderungen in der Bewegung Leistung und Qualität, die mit herkömmlichen klinischen unentdeckt kann skaliert2,3. Es wurde vermutet, dass diese Kinematik zur Unterscheidung zwischen echten Recovery (Wiederherstellung der Vorsorgemaßnahmen Bewegung Eigenschaften) und die Verwendung von Ausgleichsmaßnahmen (alternative) Bewegungsmuster während der Erfüllung einer Aufgabe4verwendet werden soll, 5.
Bewegungen der oberen Extremität mit Endpunkt Kinematik, erhalten in der Regel aus einer Hand-Markierung, und eckige Kinematik von Gelenken und Segmente quantifiziert werden können (zB., Stamm). Endpunkt-Kinematik informieren über Flugbahnen, Geschwindigkeit, zeitliche Bewegungsstrategien, Präzision, Geradheit und Glätte, während eckige Kinematik charakterisieren Bewegungsmuster in Bezug auf die zeitliche und räumliche Gelenk- und Segment-Winkel, Winkelgeschwindigkeiten und gelenkübergreifenden Koordination. Endpunkt-Kinematik, wie, Bewegungszeit, Geschwindigkeit und Glätte sind wirksam, um die Defizite und Leistungssteigerungen nach Schlaganfall6,7,8 und eckige Kinematik zeigen Bewegung erfassen, ob die Bewegungen der Gelenke und Körperteile sind optimal für eine bestimmte Aufgabe. Kinematik von Menschen mit Beeinträchtigungen sind oft im Vergleich mit Bewegung Leistung bei Personen ohne Beeinträchtigungen8,9. Endpunkt und eckige Kinematik korrelieren in einer Weise, dass eine Bewegung mit Effektivgeschwindigkeit, Glätte durchgeführt, und Präzision gute Bewegungskontrolle, Koordinierung und Nutzung der effektive und optimale Bewegungsmuster erfordert. Beispielsweise ein Patient mit Schlaganfall, bewegt sich langsam in der Regel auch zeigt Glätte (erhöhte Anzahl der Bewegung Einheiten), verringerte, Maximalgeschwindigkeit zu senken und Stamm Verschiebung8erhöht. Auf der anderen Seite können Verbesserungen im Endpunkt Kinematik, wie Geschwindigkeit und Glätte auftreten, unabhängig von den Veränderungen der kompensatorische Bewegungsstrategien Stamm und arm10. Es wurde festgestellt, dass kinematische Analyse möglicherweise zusätzliche und genauere Informationen über wie die Aufgabe ausgeführt wird, nach einer Verletzung oder Erkrankung, die wiederum Voraussetzung für individuelle wirksame Behandlung zur optimalen motorischen Wiederherstellung zu erreichen ist 11. kinematische Analyse wird zunehmend in klinischen Studien verwendet, um die Bewegungen bei Menschen mit Beeinträchtigungen der oberen Extremität nach Schlaganfall8,9, zu beschreiben, zur Bewertung der motorischen Wiederherstellung7, 12,13 oder die Wirksamkeit therapeutischer Interventionen10,14.
Bewegung-Aufgaben, die oft in Schlaganfall untersucht sind zeigen und erreichen, obwohl die Verwendung von funktionellen Aufgaben, die Manipulation von realen alltäglichen Objekten integrieren1steigt. Da Kinematik zu erreichen ist abhängig von der experimentellen Einschränkungen wie z. B. die Auswahl von Objekten und das Ziel der Aufgabe15, es ist wichtig, Bewegungen während der zielgerichtete und funktionale Aufgaben in dem bewerten die wirklichen Schwierigkeiten in einzelnen Alltag wird stärker berücksichtigt.
Somit ist das Ziel dieser Arbeit, eine detaillierte Beschreibung eines einfachen standardisierten Protokolls für die kinematische Analyse einer zielgerichteten und funktionelle Aufgabe, trinken Aufgabe, Personen mit Beeinträchtigungen der oberen Extremität im akuten und chronischen Stadien angewandt nach einem Schlaganfall. Ergebnisse aus der Validierung dieses Protokolls für Einzelpersonen mit gemäßigt und mild Schlaganfall Beeinträchtigung werden zusammengefasst.

<table><tbody><tr><td>Optoelektronisches ProReflex Motion-Capture-System mit 5 Kameras (MCU 240 Hz)</td><td>Qualisys AB, Gthenburg, Schweden</td><td>N/A</td><td>Bewegungsanalysesystem mit passiven retroreflektierenden Markierern</td></tr><tr><td>Markierer</td><td>Qualisys AB, Gthenburg, Schweden</td><td>N/A</td><td>Retroleflektive passive kreisförmige Markierer, Durchmesser von 12 mm</td></tr><tr><td>Kalibrierrahmen und Stab</td><td>Qualisys AB, Gthenburg, Schweden</td><td>N/A</td><td>L-förmiger Kalibrierrahmen (definiert den Ursprung und die Ausrichtung des Koordinatensystems); T-förmiger Stab (300 mm)</td></tr><tr><td>Qualisys Track Manager</td><td>Qualisys AB, Gthenburg, Schweden</td><td>N/A</td><td>3D-Tracking-Software</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks, Inc, Natick, CA</td><td>N/A</td><td>Software zur Datenanalyse</td></tr></tbody></table>

kinematische analyse mit 3d motion capture trinken aufgabe bei menschen mit und ohne beeinträchtigungen der oberen extremitäten

Kinematic Analysis Using 3D Motion Capture of Drinking Task in People With and Without Upper-extremity Impairments

Kinematische Analyse ist eine leistungsfähige Methode für die objektive Beurteilung der oberen Extremität Bewegungen in einem dreidimensionalen (3D) Raum. Dreidimensionale Motion-Capture mit einem optoelektronischen-Kamera-System gilt als Goldstandard für kinematische Bewegungsanalyse und wird zunehmend als Ergebnis Maßnahme verwendet werden, um die Bewegung Leistung und Qualität nach einer Verletzung oder Krankheit zu bewerten Zusammenhang mit Bewegungen der oberen Extremität. Dieser Artikel beschreibt ein standardisiertes Protokoll für kinematische Analyse der Aufgabe angewendet bei Personen mit Beeinträchtigungen der oberen Extremität nach Schlaganfall zu trinken. Die trinkende Aufgabe beinhaltet erreichen, greifen und Anheben einer Tasse aus einer Tabelle zu nehmen einen Drink, platzieren den Pokal zurück, und bewegen die Hand wieder an den Rand des Tisches. Die Sitzposition ist auf die individuelle Körpergröße standardisiert und die Aufgabe erfolgt in einem angenehmen Tempo Selbststudium und ausgleichende Bewegungen werden nicht eingeschränkt. Soll die Aufgabe natürlich und in der Nähe einer realen Situation, die ökologische Validität des Protokolls zu verbessern zu halten. Ein 5-Kamera Motion-Capture-System wird verwendet, um 3D Koordinatenpositionen aus 9 retroreflektierende Markierungen auf anatomischen Landmarken der Arm, Rumpf und Gesicht positioniert zu sammeln. Eine einfache einzelne Markierung-Platzierung wird verwendet, um die Machbarkeit des Protokolls in klinischen Umgebungen zu gewährleisten. Maßgeschneiderte Matlab Software liefert automatisierte und schnelle Analysen von Bewegungsdaten. Zeitliche Kinematik der Bewegungszeit, Geschwindigkeit, Peak Geschwindigkeit, Zeit der Höhepunkt Geschwindigkeit und Glätte (Anzahl der Bewegung Einheiten) zusammen mit räumlichen eckige Kinematik von Schulter und Ellenbogen gemeinsame sowie Stamm Bewegungen werden berechnet. Die trinkende Aufgabe ist eine gültige Bewertung für Menschen mit Beeinträchtigung gemäßigt und mild Obere Extremität. Das Konstrukt, diskriminierende und gleichzeitige Gültigkeit sowie Reaktionsfähigkeit (Empfindlichkeit ändern) der kinematischen Variablen aus dem Trinken Aufgabe gewonnen wurden.

Das in diesem Artikel beschriebene Protokoll wurde für Personen mit Schlaganfall und gesunden Kontrollpersonen2,6,8,19,20,21angewendet. Insgesamt wurden in verschiedenen Studien kinematische Daten von 111 Personen mit Schlaganfall und 55 gesunden Kontrollpersonen analysiert. Die Beeinträchtigu...

Dieses Protokoll beschreibt eine objektive Methode zur Bewertung der Bewegung Leistung und sensomotorische Funktion der oberen Extremität auf Personen mit Schlaganfall und gesunden Kontrollpersonen angewendet. Ein standardisiertes Testverfahren sind kinematische Analyse und Ergebnis Variablen für dreidimensionale Motion Capture trinken Aufgabe bereitgestellt.

Kinematische Analyse mit 3D Motion Capture trinken Aufgabe bei Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten

Kinematic analysis is a powerful method for objective assessment of upper extremity movements in a three-dimensional (3D) space. Three-dimensional motion ...

Das übergeordnete Ziel dieser Motion-Capture-Methodik ist es, eine objektive Methode zur Bewertung der Bewegungsleistung, der Qualität und der sensomotorischen Funktion der oberen Extremität bei Personen mit Schlaganfall und bei gesunden Kontrollpersonen bereitzustellen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der neuronalen Rehabilitation zu beantworten, z. B. wie ein Schlaganfall die Bewegungen und die Genesung der oberen Extremitäten beeinflusst und wie diese Informationen für die Auswahl wirksamer Behandlungen genutzt werden können. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass spezifische Bewegungsdefizite und Erholungen, die mit herkömmlichen klinischen Skalen möglicherweise nicht entdeckt werden, detailliert quantifiziert werden können.Bei der heutigen Demonstration des Verfahrens wird uns Ulla-Britt Bergstrom assistieren, die als Ergotherapeutin in der Klinik für neurale Rehabilitation am Sahlgrenska-Universitätskrankenhaus arbeitet. Um das Motion-Capture-System einzustellen, montieren Sie vier Kameras an der Wand in einem Abstand von etwa ein bis drei Metern zum Messbereich in einer Höhe von 1,5 bis 2,5 Metern, die dem Messbereich zugewandt sind. Montie

kinematic-analysis-using-3d-motion-capture-drinking-task-people-with

Research

Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Dieses Protokoll beschreibt das video Frame für Frame-Analyse verwenden, um eigenwillige Reichweite zu erfassen Bewegungen beim Menschen zu quantifizieren. Eine vergleichende Analyse der erreichte im Vergleich zu gesunden Erwachsenen ungesehen gesichtet wird verwendet, um die Technik zu demonstrieren, aber die Methode kann auch zur Erforschung der Entwicklungs- und klinischen Populationen.

Frame-by-Frame-Video-Analyse von eigenwilligen Reach-Griff Bewegungen beim Menschen

Eine objektive Bestimmung der Muskelfunktionen ist anspruchsvoll, vor allem bei Kindern. Basierend auf einem handelsüblichen digitalen 3-d-Sensor, entwickelte ein kinderfreundlichen Gaming-Test zur Beurteilung der oberen Extremität Funktion für klinische Studien.

Eine objektive und kinderfreundlichen Bewertung der Arm-Funktion mithilfe eines 3-d-Sensors

Wir entwarfen einen virtual-Reality-Test, instrumentelle Aktivitäten des täglichen Lebens (Pertrochanterer) mit einem Motion-Capture-System prüfen. Wir schlagen eine detaillierte kinematische Analyse des Teilnehmers zu interpretieren verschiedene Bewegungen, einschließlich Flugbahn, bewegliche Abstand und Zeit bis zur Fertigstellung, Pertrochanterer Fähigkeiten zu bewerten.

Messung der Kinematik des täglichen Lebens Bewegungen mit Motion-Capture-Systeme in der virtuellen Realität

Es wird ein Protokoll vorgeschlagen, um die natürliche Handfunktion von Personen mit Handbeeinträchtigungen während ihrer täglichen Routinen mit einer egozentrischen Kamera zu erfassen. Das Ziel des Protokolls ist es, sicherzustellen, dass die Aufzeichnungen repräsentativ für den typischen Handgebrauch einer Person bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu Hause sind.

Aufnahme des repräsentativen Handgebrauchs zu Hause mit egozentrischem Video bei Personen mit Beeinträchtigung der oberen Extremitäten

Dieses Protokoll soll den Einfluss von Aufgabenzuständen auf Bewegungsstrategien bei chronischen Schlaganfallüberlebenden untersuchen. Darüber hinaus kann dieses Protokoll verwendet werden, um zu untersuchen, ob eine Einschränkung der Ellenbogendehnung, die durch neuromuskuläre elektrische Stimulation induziert wird, eine Rumpfkompensation bei zielgerichteten Armreichungen bei nicht behinderten Erwachsenen verursacht.

Der Einfluss motorischer Aufgabenbedingungen auf die zielgerichtete Armreichungskinematik und Rumpfkompensation bei chronischen Schlaganfallüberlebenden

Das vorliegende Protokoll beschreibt die dreidimensionale Bewegungsverfolgung/-auswertung zur Darstellung der Veränderung der Gangbewegung von Ratten nach Exposition gegenüber einer simulierten Nichtverwendungsumgebung.

Umfassendes Verständnis der inaktivitätsinduzierten Gangveränderung bei Nagetieren

Kinematische Metriken der Trinkaktivität wurden für die Rehabilitation eines Schlaganfalls in den oberen Gliedmaßen empfohlen, aber konventionelle Ansätze für kinematische Studien gelten als unpraktisch. Das aktuelle Protokoll beschreibt einen webbasierten Leitfaden zur Aufnahme von Videos der Trinkaufgabe, die mit Computer Vision kompatibel sind, um empfohlene kinematische Metriken zu extrahieren.

Webbasierter Klinikerleitfaden zur Aufnahme kompatibler Videos standardisierter Trinkaufgabenkinematik für Computer-Vision-Analyse

Dieses Protokoll präsentiert einen standardisierten Ganzkörper-Motion-Capture-Ansatz zur Bewertung der Objektaufnahmeaufgabe und veranschaulicht, wie unterschiedliche Bewegungsstrategien und kompensatorische Muster während dieser gemeinsamen funktionalen Aktivität quantitativ charakterisiert werden können.

Dreidimensionale kinematische Charakterisierung einer Objektaufnahmeaufgabe mittels Motion Capture

Das Ziel unserer Forschung ist es, Verhalten zu Hirnaktivität korreliert. Genaue Verhaltensmaßnahmen und bildgebenden Verfahren ermöglichen es uns, Gehirn-Verhalten Zusammenhänge aufzuklären.

Korrelation von Verhaltensreaktionen auf fMRI Signalen von Human präfrontalen Kortex: Untersuchung kognitiver Prozesse mit dem Task Analysis

Dieser Artikel beschreibt im Detail, ein Protokoll zur in utero elektroporieren die Hirnrinde und im Hippocampus bei E14.5 bei Mäusen. Wir zeigen auch, dass dies eine wertvolle Methode, um Dendriten und Dornen in diesen beiden Hirnregionen zu untersuchen ist.

Visualisierung und genetische Manipulation von Dendriten und Dornen in der Maus Hirnrinde und im Hippocampus mit<em&gt; In utero</em&gt; Die Elektroporation

Erfahren Sie die kinematische Analyse mit 3D Motion Capture zur Bewertung oberer Extremitäten bei Schlaganfallpatienten und gesunden Kontrollen. Diese Methode quantifiziert Bewegungsdefizite für die neurologische Rehabilitation.

Kinematische Analyse mit 3D Motion Capture trinken Aufgabe bei Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten

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