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$$\longrightharp{xx}$$,
REMARQUE: L'utilisation de participants humains a été approuvé par la Faculté des sciences de la santé Comité d'éthique à l'Université de Southampton. Tous les participants ont signé un formulaire de consentement avant la collecte de données a commencé. Pour les données présentées dans cette étude cinématique ont été enregistrés en utilisant un système de capture de mouvement marqueur passive composé de 12 caméras; six caméras 4 mégapixels et six caméras 16 mégapixels opérant à la fréquence d'échantillonnage de 120 Hz.
1. Préparation Participant
- Demandez sujets d'enlever leurs vêtements du haut du corps ou de porter un soutien-gorge de sport, gilet, ou haut sans bretelles. Il est important que les vêtements ne interfère pas avec le mouvement des marqueurs ou des marqueurs occlusion de la vision des caméras.
- Construction d'un pôle de l'acromion marqueur consistant en un "L" en forme de pièce de plastique de 70 mm de longueur le long de chaque aspect. Attacher trois marqueurs rétroréfléchissants à l'AMC, une à l'extrémité de chaque extrémité de chaque aspect et une où ehaque aspect rencontrent (Figure 1).
- Fixez le cluster de marqueur de acromion (AMC) sur la partie postérieure de l'acromion où l'acromion rencontre le épine scapulaire, en utilisant du ruban adhésif double face. Un aspect de la plaque devrait suivre la colonne vertébrale de l'omoplate pointant dedans, l'autre doit pointer antérieure au plan scapulaire (Figure 1).
- Placer un marqueur de cluster réglé sur le haut du bras au moyen de sangles (Figure 2).
- Fixez marqueurs rétroréfléchissants aux repères anatomiques suivantes au recommandée par la Société internationale de biomécanique 33 (figures 1 et 2): fourchette sternale (IJ; Deepest conjointe de la fourchette sternale), processus Xiphoid (PX; plus caudale point sur la poitrine), C7 (processus épineux de la vertèbre C7), T8 (apophyse épineuse de la vertèbre D8), Sternoclavicular commune (SC; plupart ventrale point sur la articulation sterno-claviculaire), Radial styloïde (plus poi caudalent sur la styloïde radiale), et ulnaire styloïde (plus point caudale sur la styloïde ulnaire).

Figure 1:. Position de la grappe de marqueur de acromion, C7 et T8 Les marqueurs anatomiques Ce chiffre a été modifié depuis Warner, MB, Chappell, PH & Stokes, MJ mesure cinématique scapulaire lors de bras abaisser en utilisant du cluster marqueur de acromion Hum.. Mov. Sci 31, 386-396, doi:. Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Figure 2: emplacements de marqueur de la fourchette sternale (IJ), le processus xiphoïde (PX), sterno-claviculaire (SC), pôle de bras, styloïde ulnaire (US), styloïde radiale (RS).
2. PARTICIPANt étalonnage
REMARQUE: Les emplacements des repères anatomiques de l'omoplate doivent être déterminée par rapport à la grappe de marqueur de acromion. Calibration des monuments est nécessaire pour chaque participant.
- Construire une baguette de calibrage composée de quatre marqueurs réfléchissants placés dans un 'T' la formation (Figure 3). Mesurez la distance entre la pointe de l'étalonnage baguette pour le premier marqueur de baguette.
- Palper et de localiser les repères anatomiques suivantes tel que recommandé par la Société internationale de biomécanique 33. Placez le bout de la baguette de calibrage sur le point de repère (Figure 3). Capturez trois secondes de données avec le système de capture de mouvement assurant les marqueurs sur la baguette, l'AMC et de cluster de bras sont tous visibles pour les caméras.
- Articulation acromio-claviculaire (AC) - Placez une main sur la clavicule, puis déplacez latéralement jusqu'au point où la clavicule atteint l'acromion.Placez le bout de la baguette à l'articulation entre la clavicule et l'acromion.
- Angle acromion (AA) - Palper le long de la colonne vertébrale de l'omoplate au point le plus latéral du. Placez le bout de la baguette sur la face dorsale de l'acromion au point le plus latéral (Figure 3).
- La colonne vertébrale médial de l'omoplate (TS) - Palper le long de la colonne vertébrale de l'omoplate au point le plus médial. Placez le bout de la baguette au point où la colonne vertébrale rencontre le bord interne de l'omoplate.
- Angle inférieur de l'omoplate (AI) - Palper le bas le long du bord interne de l'omoplate. Placez le bout de la baguette sur le point de l'omoplate plus caudale.
- Épitrochlée (EM) - Avec le coude du participant à 90 ° de flexion vers l'avant, avec leur pouce vers le haut, placez une main sur le côté médial du coude pour localiser l'épitrochlée. Placez le bout de la baguette sur le point de l'épitrochlée plus caudale.
- Épicondyles latérales (EL) - Avec le coude du participant à 90 ° de flexion vers l'avant, avec leur pouce vers le haut, placez une main sur le côté latéral du coude pour localiser l'épicondyle. Placez le bout de la baguette sur le point de l'épicondyle plus caudale.
- Pour déterminer le centre articulation scapulo-humérale, demander au participant d'effectuer un mouvement de circumduction avec leur bras avec le coude en pleine extension, de zéro degré bras élévation à environ 40 ° élévation des bras. Ils doivent effectuer ce mouvement tout en visant à minimiser allongement / rétraction et d'élévation / dépression du complexe de l'épaule; l'enquêteur peut fournir une assistance si nécessaire. Enregistrez ce mouvement pendant environ 30 secondes.

Figure 3: Calibration baguette utiliséepour localiser anatomique osseuse jalon en ce qui concerne le groupe de marqueur de acromion (AMC).
Protocole 3. Expérience
- Demandez participant pour effectuer élévation des bras de zéro à 120 ° élévation des bras, puis abaisser leur bras en arrière pour se reposer à leur côté dans le plan sagittal, frontal et scapulaire. Le plan de l'omoplate est d'environ 40 ° en avant du plan frontal.
4. Post-traitement des données cinématique
REMARQUE: Les étapes suivantes détaillent la procédure nécessaire pour calculer la cinématique scapulaire lors des essais dynamiques de mouvement. Ces étapes ont été décrits et largement étudié au sein de la littérature 21,33,34 et le but de la section suivante est de fournir une synthèse et une étape-par-étape guide pour mettre en œuvre les étapes de modélisation nécessaires pour obtenir la cinématique scapulaire. L'application de ces étapes est réalisée dans le logiciel de modélisation cinématique pertinente. Le logiciel de contains commandes pour permettre la création de systèmes de coordonnées locaux, la conversion de coordonnées d'un global au local système de coordonnées, la conversion des coordonnées du local au global les systèmes de coordonnées et le calcul des rotations d'angle d'Euler. Ces étapes permettront l'omoplate, l'humérus et le thorax à définir comme des corps rigides. Par la suite la rotation de l'omoplate par rapport au thorax, et l'humérus par rapport thorax peuvent alors être déterminées.
- En utilisant les coordonnées des marqueurs sur la AMC, définir un système de coordonnées local affecté arbitrairement à l'AMC (figure 4a). Pour chaque essai de calibrage anatomique historique scapulaire, déterminer l'emplacement de la pointe de la baguette, qui représente l'emplacement du repère anatomique, en ce qui concerne le système de coordonnées local sur le AMC en utilisant les étapes suivantes.
REMARQUE: Le logiciel de modélisation cinématique contient les commandes pour permettre la création de systèmes de coordonnées locales et la conversion de coordonnées d'un mondialesur une coordonnées locales, voir la figure 4 pour les commandes d'exemple. - Utilisez les marqueurs sur la baguette pour créer un système de coordonnées local pour la baguette (figure 4a) en utilisant la commande suivante dans le logiciel de modélisation cinématique: AMC = [AMCO, AMCA-AMCO, AMCO-AMCM, xyz] où AMCO, AMCA et AMCM sont les étiquettes données aux marqueurs sur la AMC.
- Utilisation du logiciel de modélisation cinématique, calculer l'emplacement de la pointe de la baguette dans le système de coordonnées global. Dans l'exemple fourni ce est 83 mm à partir du marqueur 1 (M1) le long de l'axe X de la tige (figure 4b); utiliser la commande: Baguette = [M1, M1-M2, M3-M4, xyz] et Wandtip = M1 + {} 83,0,0 * ATTITUDE (Baguette) où M1, M2, M3 et M4 sont les étiquettes données aux marqueurs sur la baguette.
- Déterminer l'emplacement de la pointe de la baguette par rapport au local de l'AMC ($% AA) (Figure 4c) de coordonner l'aide des commandes de modélisation: $% AA = WandTip / AMC et PARAM ($% AA).
- Répétez les étapes 4.1.1 à 4.1.3 pour chaque repère anatomique scapulaire.
- Déterminer l'emplacement des épicondyles médian et latéral par rapport à la grappe de marqueur de l'humérus, au lieu de l'AMC, en utilisant l'aide de la procédure ci-dessus.
- Profitez de l'essai d'étalonnage dynamique pour calculer l'emplacement du centre articulation scapulo-humérale par rapport à l'omoplate. Calculer la position du centre de l'articulation scapulo-humérale, par rapport à l'omoplate, selon le point de l'axe hélicoïdal de l'humérus et l'omoplate pivot. Pour plus de détails sur cette technique référer à Veeger 35.
- Calculer le centre articulation du coude (ELJC) que la mi-distance entre le latéral (EL) et médial épicondyles (EM) de l'humérus; ELJC = (EM + EL) / 2.
- Au cours des essais dynamiques, utiliser la position connue des points de repère anatomiques à l'égard de la AMC pour déterminer la position des repères anatomiques dans le système de coordonnées global (Figure 5).
NOTE: Logiciel de modélisation contient des commandes pour permettre la conversion des coordonnées du local des systèmes de coordonnées à des systèmes de coordonnées global, voir la figure 5 pour les commandes par exemple. - Reportez-vous à la figure 5a qui montre l'emplacement de l'angle de acromion repère par rapport à l'AMC ($% AA) comme décrit au point 4.1.
- Convertir la localisation de marqueur virtuelle $% AA au système de coordonnées global pour chaque point de temps pendant le procès dynamique pour créer l'angle de acromion (AA) repère (figure 5b) en utilisant la commande de modélisation cinématique suivante: AA = $% AA * AMC et SORTIE (AA).
- Répétez les étapes 4.4.2 pour chaque repère anatomique.
- Définir un système de coordonnées local pour le thorax et l'omoplate en calculant les vecteurs unités entre les marqueurs pertinents pour représenter chaque axe d'un corps rigide donnée en utilisant la cinématique commande suivante de modélisation: omoplate = [AA, TS-AA, AA-AI, ZXY] . Thorax = [IJ, MUTHX-MLTHX, IJ-C7, yzx], où MUTHX est le point médian entre l'IJ et C7 de repère et MLTHX est le point médian entre les PX et T8 repères.
NOTE: La définition d'axes sont basées sur Société internationale de biomécanique »(ISB) Recommandations 33 (tableau 1 et figure 6). - En utilisant une méthode similaire, définir un système de coordonnées local pour l'humérus utilisant «Option 2» tel que recommandé par le BSI 33.
REMARQUE: Option 2 nécessite un plan suffisamment formé par le centre commun gleohumeral, coude centre commun et l'styloïde du cubitus, ce est à dire un degré de flexion du coude est nécessaire. Si le participant se approche de l'extension du coude pleine, les axes de l'humérus peuvent devenir instables et donc «Option 1» devrait être utilisé (tableau 1). Voir Wu et al. (2005) pour plus de détails.
- Déterminer l'orientation de l'omoplate par rapport au thorax pour chaque point de temps au cours de l'essai dynamiqueen utilisant la méthode angle de décomposition Euler avec une séquence de rotation de la rotation interne (Y), la rotation vers le haut (X ') et l'inclinaison postérieure (Z' ') 33 en utilisant la commande de modélisation cinématique suivante: ScapularKin = - ( Figure 7).
- Déterminer l'orientation de l'humérus par rapport au thorax au cours de l'essai dynamique à l'aide d'une séquence non cardan rotation de Y (plan d'élévation), X '(élévation) et Y' '(rotation axiale) 36 en utilisant un logiciel approprié de modélisation cinématique.
NOTE: Une macro est disponible au téléchargement sur le fabricant afin de déterminer des séquences de rotation non-cardan dans le logiciel de modélisation cinématique utilisée dans ce manuscrit.

MUTHX = mi-chemin entre IJ et C7. MLTHX = mi-chemin entre PX et T8. GH = glcentre commun enohumeral. ELJC = coude de centre commun.
Les opérateurs mathématiques:
^ = Produit croisé de deux vecteurs
|| = Valeur absolue d'un vecteur
Tableau 1: système de coordonnées local pour chaque segment rigide.
5. Réduction et analyse des données
NOTE: La réduction et d'analyse de données en suivant les étapes sont réalisées dans le logiciel de modélisation numérique (tels que MATLAB) qui permet la manipulation de matrices de données. Les données cinématique est divisé en l'élévation et l'abaissement phases de mouvement de l'humérus, temps normalisé pour chaque phase de mouvement, puis la cinématique scapulaire sont exprimés par rapport à l'angle d'élévation de l'humérus.
- Déterminer l'élévation et l'abaissement de phase de l'élévation humérale comme décrit ci-dessous (figure 8). Ces phases sont déterminées à partir de la vitesse angulaire de l'angle d'élévation de l'humérus (figure 8). Voir la fonction ElevationLoweringPhases.mdéposer.
- Déterminer le début de l'élévation de l'humérus lorsque la vitesse angulaire de l'humérus dépasse un seuil de 2% de la vitesse angulaire maximale de l'humérus.
- Déterminer la fin de la phase d'élévation comme le point auquel la vitesse angulaire humérale tombe en dessous de 2% de la vitesse angulaire maximale de l'humérus ou l'humérus lorsque élévation dépasse 120 °.
- Déterminer le début de la phase d'abaissement humérale lorsque la vitesse angulaire tombe en dessous de 2% de la vitesse angulaire minimale, ou le point auquel élévation humérale tombe en dessous de 120 °.
- Déterminer la fin de la phase de descente lorsque la vitesse angulaire est supérieure à 2% de la vitesse angulaire minimale.
- Normaliser les données en interpolant les données cinématiques à chaque phase de mouvement de points de données 101 (figure 9). Voir fichier de fonction Time_normalisation.m.
- Exprimez cinématique scapulaire par rapport à l'élévation humérale en traçant l'angle du bras (degrés) par rapport à la hausse rotation (degrés) (figure 10). Voir fichier de fonction PlotScapHumRhythm.m.