Caractérisation cinématique tridimensionnelle d’une tâche de prise en charge d’objet à l’aide de la capture de mouvement

Summary

Ce protocole présente une approche standardisée de capture de mouvement corporelle pour évaluer la tâche de prise en charge, illustrant comment des stratégies de mouvement distinctes et des schémas compensatoires peuvent être caractérisés quantitativement au cours de cette activité fonctionnelle courante.

Abstract

La tâche de ramasser un objet est une activité fondamentale de la vie quotidienne qui intègre la coordination du tronc, des membres inférieurs et supérieurs, l’équilibre et le contrôle visuomoteur au sein d’un seul mouvement écologiquement valide. Malgré sa pertinence, les protocoles standardisés pour évaluer quantitativement les stratégies de capture d’objets utilisant la capture de mouvement intégrale restent limités. L’objectif de ce protocole est de démontrer une méthode standardisée pour capturer et analyser la tâche de collecte d’objets en utilisant la capture de mouvement tridimensionnelle intégrale et d’illustrer comment différentes stratégies de mouvement peuvent être identifiées et classifiées. Le protocole détaille la préparation des participants, le placement complet des marqueurs, l’exécution des tâches et les analyses cinématiques représentatives. Trente participants ont effectué la tâche de collecte d’objets, au cours de laquelle quatorze variables cinématiques ont été collectées. Les stratégies de mouvement ont été classées en squats dominants, en charnières dominantes et hybrides, représentant des approches distinctes et intermédiaires le long d’un continuum de stratégies de mouvement. Les résultats représentatifs montrent des différences nettes dans la cinématique articulaire entre les groupes de stratégie, en particulier au niveau du genou et de la cheville, avec des contributions supplémentaires du mouvement du torse. Les différences entre les conditions de la main dominante et non dominante illustrent davantage la sensibilité de la tâche aux adaptations compensatoires du mouvement. Ce protocole fournit un cadre pratique et reproductible pour évaluer les stratégies de prise d’objets et la coordination de tout le corps lors du mouvement fonctionnel.

Introduction

L’évaluation du mouvement humain est centrale dans les évaluations cliniques et de recherche de la santé musculosquelettique et^{fonctionnelle 1}. Traditionnellement, l’évaluation du mouvement s’est largement appuyée sur l’observation visuelle qui, bien que cliniquement précieuse, est intrinsèquement subjective, influencée par l’expérience de l’évaluateur, et limitée dans sa capacité à capturer de manière cohérente des schémas subtils de coordination. Les technologies de capture de mouvement, incluant à la fois les systèmes basés sur marqueurs et sans marqueurs, permettent un examen détaillé et quantitatif des mou....

Protocol

L’étude (IRB-2018-04-014) a été approuvée par le comité d’éthique institutionnelle de l’Université technologique de Nanyang, Singapour, et a été menée conformément aux normes éthiques établies dans la Déclaration d’Helsinki de 1964 ou à des normes éthiques comparables. Tous les participants ont donné un consentement éclairé écrit avant la participation.

1. Préparation des participants

REMARQUE : La tâche consiste à ramasser un objet standardisé au sol à un rythme confortable, à se remettre debout et à remettre l’objet, comme décrit à la Section 7.

1. Dem....

Results

Trente participants ont effectué la tâche de collecte d’objets, au cours de laquelle 14 variables cinématiques ont été collectées. Les participants ont ensuite été classés en trois groupes stratégiques représentant des approches distinctes et intermédiaires selon un continuum de stratégies de mouvement, interprétées comme squat-dominant (Groupe 1), en charnière dominante (Groupe 2) et en stratégies hybrides (Groupe 3). Aucune différence statistiquement significative n’a été observée entr.......

Discussion

Ce protocole démontre une approche standardisée pour capturer et analyser une tâche de collecte d’objet en utilisant la capture de mouvement tridimensionnelle intégrale et illustre comment différentes stratégies de mouvement peuvent être caractérisées quantitativement. Les participants ont été délibérément sélectionnés et regroupés pour représenter des schémas de stratégies de mouvement distincts et intermédiaires observés dans l’échantillon. L’inspection visuelle de la cinématique artic.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Boîte pour la tâche de récupération	N/A	N/A	70mm x 70mm x 70mm (Lx Lx L x H) imprimé en 3D avec du filament à l’acide polylactique (PLA) (eSUN ; Shenzhen Esun Industrial Co., Chine).
Marqueurs de groupe	Qualifications, AB	& middot ; 160146 Haut du corps et middot ; 160145 Lower Body & middot ; 160149 SuperWrap pour cluster	Les groupes comprenaient deux groupes sur le haut du corps (bras supérieurs) et quatre groupes sur le bas du corps (deux sur les cuisses et deux sur les jambes).
Marqueurs de cluster (personnalisés)	N/A	N/A	Des marqueurs de cluster conçus sur mesure pour le suivi du poignet (RFA, LFA) et de la main (RHMC, LHMC) ont été imprimés en 3D à l’aide d’un filament d’acide polylactique (PLA) (eSUN ; Shenzhen Esun Industrial Co., Chine).
Station de travail informatique	Générique	NA	Processeur Intel Core i9, 32 Go de RAM, 10 To de disque dur, NVIDIA RTX2080
Ruban adhésif adhésif double face pour la peau	Qualifications, AB	160188 Ruban adhésif double face	Pour fixer la base du marqueur sur la peau
Plaque de force	Kistler	Type 9260AA6	Deux plaques (600 et multipliées par 500 x 50 mm) encastrées sous le plancher, une pour chaque pied.
Ruban adhésif adhésif hypoallergénique	3M	Micropore
Base du marqueur	Optitrack	Base de marqueur M4
Système de capture de mouvement	Qualifications, AB	Vidéo Miqus Aqus A12	x2, Full HD / 2 MP, Résolution 1920 et horaires ; 1080 x12, 12 MP 300fps, Résolution 4096 et fréquences ; 3072, FOV 54 et hors ; 42 & deg ; (motorisé)
Aimants en néodyme	Générique	N/A	Diamètre 15 mm, Épaisseur 1 mm
Gestionnaire de piste Qualisys (QTM)	Qualifications, AB	Version 2019	Le logiciel est utilisé pour enregistrer les mouvements pendant l’expérience et effectuer le post-traitement des données.
Marqueurs rétroréfléchissants	Optitrack	Marqueurs M4 de 12,7 mm (1/2)
Visual3D	HAS-Motion	Version 2021	Le logiciel est utilisé pour effectuer la modélisation biomécanique et produire les angles d’articulation pertinents