Probatorio appropriate tecniche di Motion Capture per la valutazione del Gait and Posture Nordic Walking in adulti più anziani

L'obiettivo generale di questo esperimento è determinare gli effetti che i bastoni per Nordic Walking hanno sui modelli di andatura e sull'allineamento posturale, in particolare negli adulti più anziani. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della biomeccanica, ad esempio in che modo la camminata artica può essere utilizzata per migliorare l'andatura e la postura negli adulti più anziani e quali siano i metodi ottimali per valutare tali variabili di andatura e posturali.

Il vantaggio principale di questa tecnica è che dimostra due metodi efficienti per valutare l'andatura e la postura in relazione alla camminata scandinava. Le implicazioni di questa tecnica potrebbero estendersi anche agli ambiti terapeutici. In particolare, l'utilizzo dei bastoncini per la camminata scandinava potrebbe essere d'aiuto in diverse condizioni legate all'andatura.

A dimostrare questa procedura sarà Zach Bonsegen, uno dei miei studenti universitari. Per iniziare, fornire a ciascun partecipante un paio di bastoncini e istruirli a stare in piedi dritti. Successivamente, chiedere al partecipante di posizionare le punte dei bastoncini davanti alle punte dei piedi e di tenere i gomiti vicino al corpo.

Chiedere ai partecipanti di allungare i bastoncini fino a quando i gomiti formano un angolo di circa 90 gradi vicino al corpo, assicurandosi che la regolazione corrisponda approssimativamente al 65% dell'altezza corporea del partecipante. Successivamente, stringere saldamente i bastoncini e inclinare leggermente all'indietro le punte degli scarponi. Prima di fissare i cinturini per i polsi, istruire il partecipante sulla corretta postura del corpo facendogli posizionare i bastoncini dietro la parte bassa della schiena e mantenendo una posizione eretta.

Chiedere inoltre ai partecipanti di stare in piedi con il torace sollevato e le spalle rilassate. Successivamente, far sì che ciascun partecipante fissi i cinturini da polso, posizioni le punte dei bastoncini dietro di sé e mantenga le braccia rilassate lungo i fianchi. Mantenendo le mani aperte, istruire il soggetto ad iniziare a camminare con oscillazioni minime delle braccia per circa 100 metri.

Mantenendo ancora le mani aperte e trascinando i bastoncini dietro di sé, chiedere al partecipante di iniziare a camminare più velocemente e con movimenti delle braccia più ampi. Successivamente, chiedere ai partecipanti di immaginare di portare la mano verso l'alto, come se stessero per stringere la mano a qualcuno. Infine, mentre il braccio oscilla in avanti, far afferrare delicatamente al partecipante il manico ed esercitare una forza contro il terreno.

Ad ogni oscillazione delle braccia, istruire la persona ad alzare leggermente i bastoncini da terra e a piantarli con decisione a ogni passo successivo. La punta del bastoncino deve essere allineata con la linea mediana del piede. Imparare e comprendere la tecnica è fondamentale per garantire coerenza con questo protocollo.

Per garantire che ciò avvenga, abbiamo suddiviso le istruzioni in quattro affermazioni concise per semplificare le operazioni e assicurare una prestazione ottimale da parte di tutti i partecipanti. Inizia la raccolta dei dati rilevando le misurazioni antropometriche di ciascun partecipante. Utilizza innanzitutto un metro a nastro per misurare la lunghezza di ciascuna gamba come distanza tra la spina iliaca anterosuperiore e il centro della malleolo mediale.

Quindi, misurare la distanza tra le strutture ossee sinistra e destra, nota come distanza interossea, così come gli scostamenti delle spalle. Utilizzando un calibro, misurare le larghezze di ciascuna articolazione, determinando la distanza tra le prominenze ossee di ogni articolazione. Eseguire queste misurazioni per ottenere le larghezze del ginocchio, delle caviglie, dei gomiti, dei polsi e inoltre misurare lo spessore delle mani.

Infine, utilizzare una bilancia pesapersone standard per misurare il peso del partecipante e un nastro metrico per misurare la sua altezza. Per valutare i modelli di andatura e l'allineamento posturale nel tempo, utilizzare un sistema accelerometrico per la raccolta dei dati durante il test del cammino di sei minuti. Assicurarsi che il sistema accelerometrico sia composto da almeno sei sensori, ciascuno dotato di accelerometri e giroscopi integrati, al fine di misurare sia l'accelerazione che la velocità angolare di ciascun segmento corporeo specifico.

Prima di posizionare i sensori sul partecipante, assicurarsi che tutti i sensori siano correttamente inseriti nella stazione di aggancio del sistema, al fine di sincronizzarli e calibrare il sistema. Successivamente, utilizzare cinghie regolabili con chiusura in velcro per fissare i sensori posteriormente ai polsi, anteriormente alle caviglie, alla vertebra L5 della colonna lombare e al tronco, sopra lo sterno. Impostare la frequenza di campionamento a un minimo di 100 Hertz.

Quindi, chiedere al partecipante di eseguire due prove del test del cammino dei sei minuti, una con l'uso dei bastoni e una senza. Assegnare casualmente l'ordine delle due prove per controllare l'effetto dovuto all'ordine. Istruire il partecipante a camminare avanti e indietro lungo il percorso di 25 metri a una velocità scelta autonomamente per sei minuti.

Prima che il partecipante inizi, assicurarsi di fare clic su "start" per avviare la raccolta dei dati con il sistema di accelerometria. Una volta completate entrambe le prove del test del cammino dei sei minuti, valutare gli eventi della deambulazione di breve durata utilizzando un sistema tridimensionale di acquisizione del movimento dotato di due piastre dinamometriche incorporate nel percorso. Sincronizzare le piastre dinamometriche con il sistema di acquisizione del movimento collegandole prima al computer tramite i cavi forniti dall'azienda.

Successivamente, nel software del sistema di motion capture, aggiungere le piattaforme di forza al volume di acquisizione inserendo le dimensioni, la posizione, l'orientamento, le sensibilità e qualsiasi altra informazione richiesta dal sistema. Assicurarsi che le piattaforme di forza siano azzerate per prevenire rumori nei dati e verificare che stiano acquisendo a una frequenza di campionamento sufficiente di 1.000 Hertz. Successivamente, eseguire una calibrazione dinamica del sistema agitando prima una bacchetta con 3 marcatori in modo controllato all'interno dello spazio di acquisizione.

Quindi, eseguire una calibrazione statica per impostare il sistema di coordinate xyz globale posizionando un'asta a L con quattro marcatori nel punto di riferimento specificato e selezionare l'opzione "imposta volume" nel software del computer. La calibrazione del sistema di motion capture è fondamentale per garantire l'accuratezza dei dati raccolti ed è eseguita prima di ogni altra operazione. Per assicurare risultati precisi, viene valutato l'errore dell'immagine e, se necessario, le calibrazioni vengono ripetute finché non si ottengono valori ottimali.

Dopo aver calibrato il software, applicare sul partecipante i 39 marker riflettenti utilizzando nastro biadesivo, posizionandoli sui specifici punti anatomici mostrati qui e descritti nel protocollo testuale allegato. Infine, istruire il partecipante a eseguire sei prove di una camminata di 5 metri all'interno del volume di acquisizione del sistema, tre con bastoncini e tre senza. Assegnare casualmente queste prove per controllare l'effetto dell'ordine.

Questo grafico rappresenta un profilo tipico della potenza dell'anca durante un singolo ciclo della deambulazione e confronta la deambulazione di un partecipante con l'uso dei bastoni con quella senza bastoni. Le frecce in corrispondenza di H1, H2 e H3 indicano le variazioni nella generazione e assorbimento di potenza confrontando queste fasi con e senza l'uso dei bastoni. Quando si utilizzano i bastoni, si osserva una generazione significativamente minore di potenza a livello dell'anca al contatto del tallone, nonché nella fase pre-swing e nello swing iniziale, rispetto alla camminata senza bastoni.

Qui viene mostrato un tipico profilo della potenza al ginocchio durante un singolo ciclo del passo, confrontando l'uso dei bastoncini con la camminata senza bastoncini. Quando si utilizzano i bastoncini, si osserva un assorbimento significativamente minore della potenza al ginocchio al contatto del tallone, nella fase pre-swing e nello swing terminale, rispetto alla camminata senza bastoncini. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 45-60 minuti per partecipante, se svolta correttamente.

Durante l'esecuzione della procedura, è importante assicurarsi che i partecipanti camminino in modo naturale sia con che senza i bastoni. Pertanto, non devono essere informati sulla posizione delle piattaforme di forza. Dopo questa procedura, possono essere eseguiti altri metodi come l'EMG per rispondere a ulteriori domande, ad esempio sui pattern di attivazione dei muscoli, in particolare dei muscoli del tronco superiore.

Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come valutare l'andatura e la postura nel Nordic Walking, utilizzando almeno uno dei due diversi sistemi di motion capture. Questo protocollo consente ai ricercatori nel campo della biomeccanica di esplorare l'effetto del Nordic Walking sull'andatura e sulla postura negli anziani, ma anche in altre popolazioni con disturbi dell'andatura e della postura, come ad esempio individui affetti da malattia di Parkinson. Non dimenticare che l'introduzione di un nuovo strumento, come i bastoncini, potrebbe aumentare il livello di attenzione necessario per eseguire il compito motorio; pertanto, i partecipanti dovrebbero essere informati di iniziare l'allenamento in un ambiente sicuro.