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

L'obiettivo era quello di dimostrare un uso ottimale delle tecniche di raccolta dei dati per il Nordic passo a piedi e l'analisi della postura. Motion capture tridimensionale deve essere usato durante l'analisi di breve durata (es ciclo unico andatura), mentre accelerometria dovrebbe essere impiegato per l'analisi durata più lunga (ad esempio ripetuti cicli) come un cammino di 6 minuti di prova.

L'obiettivo generale di questo esperimento è determinare gli effetti che i bastoncini da nordic walking hanno sia sui modelli di andatura che sull'allineamento posturale, in particolare negli anziani. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della biomeccanica, ad esempio come può essere utilizzata la camminata artica per aiutare a migliorare l'andatura e la postura negli anziani. E quali sono i metodi ottimali per valutare tale andatura e variabili posturali.

Il vantaggio principale di questa tecnica è che dimostra due metodi efficaci per valutare l'andatura e la postura per quanto riguarda il Nordic Walking. Le implicazioni di questa tecnica possono estendersi ai contesti terapeutici. In particolare, come l'uso di bastoncini nordici, può aiutare con varie andature e condizioni.

A dimostrare questa procedura sarà Zach Bonsegen, uno dei miei studenti laureati. Per iniziare, fornisci a ciascun partecipante una serie di pali e chiedigli di stare in piedi. Quindi, chiedi al partecipante di posizionare le punte dei bastoncini davanti alle dita dei piedi e di posizionare i gomiti vicino al corpo.

Chiedi ai partecipanti di allungare i pali fino a quando i loro gomiti formano un angolo di circa 90 gradi accanto al corpo, assicurati che la regolazione corrisponda a circa il 65% dell'altezza del corpo del partecipante. Quindi, serrare saldamente i bastoncini e inclinare le punte dello stivale all'indietro. Prima di fissare le cinghie da polso, istruire il partecipante sulla corretta postura del corpo facendogli posizionare i bastoncini dietro la parte bassa della schiena e stare in piedi.

Chiedi inoltre ai partecipanti di stare in piedi con il petto alto e le spalle rilassate. Quindi, chiedi a ogni partecipante di fissare le cinghie da polso, posizionare le punte dei bastoncini dietro di sé e rilassare le braccia lungo i fianchi. Tenendo le mani aperte, istruire il soggetto a iniziare a camminare con oscillazioni minime delle braccia per circa 100 metri.

Tenendo ancora le mani aperte e trascinando i pali dietro di loro, istruisci il partecipante a iniziare a camminare più velocemente e con movimenti delle braccia più ampi. Quindi, chiedi ai partecipanti di visualizzare di alzare la mano, come se stessero per stringere la mano a qualcuno. Infine, mentre il braccio oscilla in avanti, chiedi al partecipante di afferrare delicatamente la maniglia e applicare una forza contro il suolo.

Ad ogni oscillazione del braccio, istruire l'individuo a sollevare leggermente i pali da terra e a piantarli saldamente ad ogni passo successivo. La punta del bastoncino deve essere allineata con la linea mediana del piede. L'apprendimento e la comprensione della tecnica sono fondamentali per garantire la coerenza con questo protocollo.

Per garantire che ciò accada, abbiamo suddiviso le istruzioni in quattro istruzioni succinte per semplificare le cose e garantire prestazioni ottimali da parte di tutti i partecipanti. Inizia la raccolta dei dati raccogliendo le misurazioni antropometriche di ciascun partecipante. Inizia usando un metro a nastro per misurare la lunghezza di ciascuna gamba come la distanza dalla spina iliaca antero-superiore al centro del malleolo mediale.

Quindi, misurare la distanza tra l'osseo sinistro e destro, nota come distanza interossea, nonché gli offset della spalla. Usando i calibri, misura le larghezze di ciascuna articolazione, trovando la distanza tra le prominenze ossee di ciascuna articolazione. Fallo per misurare le larghezze del ginocchio, delle caviglie, dei gomiti, dei polsi e anche dello spessore delle mani.

Infine, usa la bilancia standard per misurare il peso del partecipante e il metro a nastro per misurare l'altezza del partecipante. Al fine di valutare i modelli di andatura e l'allineamento posturale per un lungo periodo di tempo, utilizzare un sistema di accelerometria per la raccolta dei dati durante il test del cammino di sei minuti. Assicurarsi che il sistema di accelerometria sia composto da almeno sei sensori, ciascuno con accelerometri e giroscopi incorporati, al fine di misurare sia l'accelerazione che la velocità angolare di ogni specifico segmento del corpo.

Prima di posizionarli sul partecipante, assicurarsi che tutti i sensori siano agganciati saldamente alla docking station del sistema, al fine di sincronizzarli e calibrare il sistema. Quindi, utilizzare cinghie a strappo regolabili per fissare i senori ai polsi posteriormente, alla caviglia anteriormente, alle vertebre L5 della colonna lombare e al tronco sopra lo sterno. Impostare la frequenza di campionamento su un minimo di 100 Hertz.

Quindi, chiedi al partecipante di eseguire due prove del test del cammino di sei minuti, una con i bastoncini e una senza. Assegna casualmente le due prove al controllo per l'effetto dell'ordine. Chiedi al partecipante di camminare avanti e indietro lungo la passerella di 25 metri a una velocità autoselezionata per sei minuti.

Prima che il partecipante inizi, assicurati di fare clic su Avvia per iniziare la raccolta dei dati con il sistema di accelerometria. Quando entrambe le prove del test del cammino di sei minuti sono state completate, valutare gli eventi di andatura di breve durata utilizzando un sistema di motion capture tridimensionale con due piastre di forza incorporate nel percorso. Sincronizza le pedane di forza con il sistema di motion capture collegandole prima al computer tramite i cavi forniti dall'azienda.

Quindi, nel software del sistema di motion capture, aggiungere le piastre di forza al volume di acquisizione inserendo le dimensioni, la posizione, l'orientamento, la sensibilità e qualsiasi altra informazione richiesta per il sistema. Assicurarsi che le piattaforme di forza siano azzerate per evitare rumore nei dati e assicurarsi che si raccolgano a una frequenza di campionamento sufficiente di 1.000 Hertz. Quindi, completa una calibrazione dinamica del sistema agitando prima una bacchetta a 3 marcatori in modo controllato attraverso lo spazio di cattura.

Quindi, eseguire una calibrazione statica per impostare il sistema di coordinate xyz globale posizionando un telaio a L a quattro marcatori in quel punto di riferimento specificato e selezionare il volume impostato all'interno del software del computer. La calibrazione del sistema di motion capture è fondamentale per garantire l'accuratezza dei dati raccolti e viene eseguita prima di ogni altra cosa. Per garantire risultati accurati, l'errore dell'immagine viene valutato e, se necessario, le calibrazioni vengono ripetute fino a ottenere valori ottimali.

Con il software calibrato, montare il partecipante con i 39 marcatori riflettenti, fissandoli con nastro biadesivo e posizionandoli sui punti di riferimento anatomici specifici mostrati qui e descritti nel protocollo di testo allegato. Infine, istruire il partecipante a eseguire sei prove di una camminata di 5 metri, attraverso il volume di cattura del sistema, tre con pali e tre senza. Assegna casualmente queste prove al controllo dell'effetto dell'ordine.

Questo grafico rappresenta un tipico profilo di potenza dell'anca su un singolo ciclo di andatura e confronta l'andatura di un partecipante con i bastoncini con l'andatura senza bastoncini. Le frecce in H1, H2 e H3 indicano le variazioni nella generazione e nell'assorbimento di energia confrontando queste fasi con e senza poli. Quando si utilizzano i bastoncini, si osserva una generazione di potenza dell'anca significativamente inferiore al contatto con il tallone, nonché al pre-swing e all'oscillazione iniziale, rispetto alla camminata senza bastoncini.

Qui è mostrato un tipico profilo di potenza del ginocchio su un singolo ciclo di andatura, confrontandolo con i bastoncini e senza poli. Quando si utilizzano i bastoncini, si osserva un assorbimento di potenza del ginocchio significativamente inferiore al contatto con il tallone, al pre-swing e all'oscillazione terminale rispetto alla camminata senza bastoncini. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 45-60 minuti per partecipante, se eseguita correttamente.

Durante l'esecuzione della procedura, è importante assicurarsi che i partecipanti camminino in modo naturale sia con che senza i bastoncini. Pertanto, non dovrebbero essere informati di dove si trovano le piastre di forza. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come l'EMG per rispondere a ulteriori domande come i modelli di attivazione dei muscoli, in particolare i muscoli della parte superiore del corpo.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come valutare l'andatura e la postura del 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 gli individui con malattia di Parkinson. Non dimenticare che l'introduzione di un nuovo attrezzo, come i pali, potrebbe aumentare il livello di attenzione necessario per svolgere il compito motorio e, pertanto, i partecipanti dovrebbero essere sensibilizzati per iniziare l'allenamento in un ambiente sicuro.