Name: Metodo di analisi tridimensionale di andatura orientato alla clinica per la valutazione di disordine di andatura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: Scopri un metodo di analisi tridimensionale dell'andatura semplificato per cliniche di riabilitazione. Questa tecnica video-based misura i pattern del passo e visualizza i risultati con figure intuitive per migliorare la diagnosi e il monitoraggio dei disturbi dell'andatura.

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Questo studio è stato finanziato da Fujita Health University [Grant numero 2015100341].

1. preparazione
Nota: Il metodo di misurazione proposto nel presente documento utilizza un marcatore semplificato set composto da dodici marcatori, come descritto di seguito. Il processo di misurazione intero, compresa la preparazione, può essere eseguito entro 20 min. La fattibilità di questo protocollo nelle regolazioni cliniche reale è stata verificata in precedenti studi13,14,15,16,17.
<ol><li>Eseguire il processo di calibrazione secondo il protocollo del produttore.</li>
	<li>Insegnare ai pazienti di indossare facile montare, attillatissimi legwear e posizionare i marcatori colorati sul paziente, come descritto di seguito.<ol>
<li>Inserire dei contrassegni (30 mm di diametro) presso i seguenti punti sul corpo del paziente: sia acromia, fianchi (in punti un terzo del percorso tra il grande trocantere del femore lungo una linea che unisce ogni spina dorsale iliaca superiore anteriore con ogni grande trocantere), ginocchia (su la linea mediana del diametro antero-posteriore di ogni epicondilo laterale del femore), caviglia (malleolo laterale), dita dei piedi (quinto metatarsale teste) e creste iliache (in corrispondenza della posizione di ogni cresta iliaca su una linea verticale che passa attraverso i fianchi).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. misurazione
<ol><li>Impostare la velocità del tapis roulant e misurare i modelli di andatura.<ol>
<li>Chiedere al paziente di eseguire il test di 10 m a piedi.</li>
		<li>Impostare una velocità di andatura soggettivamente confortevole. Impostare la velocità di tapis roulant, a partire dal 70% degli oltre terra andatura e aumentando gradualmente la velocità, per trovare l'andatura confortevole velocità sul tapis roulant.</li>
		<li>Misura a piedi. Per una singola sessione ci vogliono 20 s. Se le diverse condizioni (ad es. velocità di andatura, ortesi ecc.) devono essere confrontati, eseguire diverse sessioni. In tal caso, avere pazienti riposare per 1 minuto tra le sessioni. Nota: Anche se 3DGA sistemi con telecamere a raggi infrarossi sono comunemente usati nella ricerca 3DGA, basati su video semplificato sistema di analisi del movimento (frequenza di campionamento: 60 Hz; ad esempio, Kinematracer) è utilizzata nel presente protocollo per abbreviare il processo di calibrazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. analisi dei dati
<ol><li>
Tempo-distanza fattori Nota: A distanza di tempo i parametri sono parametri comuni e di base utilizzati nell'analisi del passo. Eventi del piede iniziale contatto e piede-off sono determinati automaticamente dal sistema in base sulle traiettorie di marcatore di dito del piede e della caviglia.<ol>
<li>Per evitare errori nella rilevazione di passaggio, è necessario avere due fisioterapisti esperti verificare la precisione di temporizzazione e regolarlo se ci sono errori nei tempi di passaggio.</li>
		<li>Da queste temporizzazioni di passaggio rilevati, calcolare le seguenti operazioni:</li>
		<li>Calcolare la cadenza (passaggi/min) = 60 × 2 / SC (s)</li>
		<li>Calcolare la lunghezza della falcata (m) = GS (m/s) × SC (s) + (lo spostamento dell'indicatore di caviglia dal contatto del piede a contatto dello stesso lato del piede)</li>
		<li>Calcolare la lunghezza del passo (m) = × GS (m/s) (il tempo di contatto del piede di un lato a contatto del lato del piede) + (la differenza media nella posizione della caviglia a contatto del piede di un lato e da altro lato)</li>
		<li>Calcolare passo larghezza (m) = la media distanza laterale tra entrambi gli indicatori della caviglia durante la fase statica doppia</li>
		<li>Calcolare la durata della doppia posizione: la somma della fase statica doppia che appare due volte durante un ciclo di andatura; il tempo tra il contatto del piede di un lato e successive piede su altro lato.</li>
		<li>Calcolare la durata della singola posizione: il tempo medio tra piede e piede successivo contatto sul lato opposto. Nota: SC (ciclo di passaggio): il tempo medio dal contatto del tallone di un lato a contatto del tallone dello stesso lato. * * GS (velocità di andatura)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Foto panoramica di Lissajous (LOP) Nota: LOPs sono progettati come una figura composta da traiettorie comuni marcatore sulle articolazioni principali con l'obiettivo di facilitare olistica andatura modelli14 dei pazienti di riabilitazione di comprensione (Vedi Figura 1).<ol>
<li>Generare LOPs da traiettorie alle coordinate di dieci marcatori e il virtuale centro di gravità (COG) nell'orizzontale (x-y), sagittale (y-z) e piani coronale (z-x) (x: sinistra/destra, y: anteriore/posteriore, z: superiore/inferiore).<ol>
<li>Disegnare il LOP con il software o costruendo un scatterplot che copre la gamma di movimento di tutti i marcatori su un software di foglio di calcolo. Per calcolare il COG virtuale, ipotizzando ogni segmento del corpo per essere come segue: tronco, 0,66; coscia, 0,1; parte inferiore della coscia, 0.05; e piede, 0,02. Successivamente, calcolare COG come centro della composizione dei segmenti.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Ad ogni marcatore, estrarre dati grezzi per le tre componenti (x, y e z) per ogni ciclo del passo, normalizzare questi dal ciclo del passo e media dei valori. I valori medi delle componenti x e y del pignone virtuale impostato su 0 e utilizzare questi come riferimenti per la x - e y-componenti dei marcatori.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Calcolo dell'indice di andatura anomala per emiparetici andatura Nota: Diversi modelli comuni di andatura sono noti per essere caratteristiche di emiparetico andatura dopo il colpo. Questi includono escursioni dell'anca, circonduzione e spostamento laterale del tronco18. Indici per i modelli di andatura anormale sono stati sviluppati per misurare il limite di questi modelli di andatura13,16,17. Ad oggi, dieci anormale di andatura indici (anca trekking, circonduzione, contatto dell'avampiede con retropulsion dell'anca, eccessiva rotazione esterna dell'anca, eccessivo spostamento laterale del tronco sopra il lato inalterato, dell'estensore del ginocchio di Spinta, ginocchio flesso andatura ginocchio insufficiente flessione durante la fase dinamica e frusta mediale) sono stati segnalati. La formula per ogni indice è indicata nella tabella 1.<ol>
<li>Calcolare il valore non elaborato degli indici in base alle formule. Ad esempio, calcolare il valore non elaborato dell'indice per l'escursione dell'anca come la differenza tra il valore massimo della coordinata z del marcatore dell'anca durante la fase di oscillazione e la coordinata z simultanea del marcatore anca controlaterale, corretto per la media sinistra-destra differenza della coordinata z durante la fase di doppio supporto.</li>
		<li>Calcolare il Punteggio di deviazione (t-score) basandosi sui dati misurati di soggetti sani. Calcolare il punteggio standardizzato come segue: T = 50 + 10 × (X−µ) / δ (t: Punteggio di deviazione; X: singoli dati; µ: significa valore raw dei soggetti sani; Δ: deviazione standard).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analisi della strategia di liquidazione Toe Nota: Strategie per lo sdoganamento di punta durante swing variano notevolmente tra soggetti sani e pazienti con paresi dell'arto inferiore. In soggetti sani, il gioco di punta si ottiene di accorciamento, con minimi movimenti del bacino o tronco degli arti. D'altra parte, i pazienti con paresi non possono abbreviare loro membra nella stessa misura. Per questi pazienti, le strategie compensative risultante come tilt pelvico o circonduzione colpire anche punta liquidazione19. In questa analisi, l'altezza della clearance di punta a Mid-swing è diviso in due parti: il guadagno verticale realizzato da accorciamento degli arti e che ha guadagnato dai movimenti compensativi, che direttamente influenzano la clearance di punta. I componenti che costituiscono la punta liquidazione (componente verticale dell'arto, accorciamento, obliquità pelvica, abduzione dell'anca e volteggio) sono calcolati come indicato di seguito.<ol>
<li>Calcolare totale toe gioco dalla coordinata z della quinta testa metatarsica come indice della clearance di punta.</li>
		<li>Calcolare la componente verticale dell'arto, accorciamento come la coordinata z del cambiamento della distanza tra l'anca e la testa del Quinta metatarso.</li>
		<li>Calcolare la componente verticale del movimento compensativo sommando tre sottocomponenti, come segue.<ol>
<li>Calcolare la componente verticale di obliquità pelvica come la differenza di altezza (coordinata z) di marcatori dell'anca.</li>
			<li>Calcolare la componente verticale di abduzione dell'anca come la distanza tra l'anca e la testa del Quinta metatarso e gli angoli di abduzione. Ciò riflette la distanza verso l'alto che il piede si sarebbe mosso a seguito di abduzione dell'anca se non ci fosse stato alcun cambiamento nella lunghezza degli arti inferiore.</li>
			<li>Calcolare la componente verticale del volteggio dalla variazione di coordinata z dell'anca controlaterale tra mid-stance e Mid-swing20.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Chen, G., Patten, C., Kothari, D. H., Zajac, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+differences+between+individuals+with+post-stroke+hemiparesis+and+non-disabled+controls+at+matched+speeds%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds.</a> Gait Posture. 22 (1), 51-56 (2005).</li>
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<li>Cappozzo, A., Catani, F., Della Croce, U., Leardini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Position+and+orientation+in+space+of+bones+during+movement%3A+anatomical+frame+definition+and+determination%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Biomech%22%5BJournal%5D)">Position and orientation in space of bones during movement: anatomical frame definition and determination.</a> Clin Biomech. 10 (4), 171-178 (1995).</li>
<li>Leardini, A., Biagi, F., Merlo, A., Belvedere, C., Benedetti, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-segment+trunk+kinematics+during+locomotion+and+elementary+exercises%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Biomech%22%5BJournal%5D)">Multi-segment trunk kinematics during locomotion and elementary exercises.</a> Clin Biomech. 26 (6), 562-571 (2011).</li>
<li>Cimolin, V., Galli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Summary+measures+for+clinical+gait+analysis%3A+a+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+posture%22%5BJournal%5D)">Summary measures for clinical gait analysis: a literature review.</a> Gait posture. 39 (4), 1005-1010 (2014).</li>
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<li>Mukaino, M. <a target="_blank" href="https://www.jstage.jst.go.jp/article/prm/1/0/1_20160001/_article">Feasibility of a Simplified, Clinically Oriented, Three-dimensional Gait Analysis System for the Gait Evaluation of Stroke Patients.</a> Prog Rehabil Med. 1, (2016).</li>
<li>Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., Teranishi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+retropulsion+of+the+hip%2C+excessive+hip+external+rotation%2C+and+excessive+lateral+shift+of+the+trunk+over+the+unaffected+side+in+hemiplegia+using+three-dimensional+treadmill+gait+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Top+Stroke+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of retropulsion of the hip, excessive hip external rotation, and excessive lateral shift of the trunk over the unaffected side in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis.</a> Top Stroke Rehabil. 23 (5), 311-317 (2016).</li>
<li>Hishikawa, N., Tanikawa, H., Ohtsuka, K., Mukaino, M., Inagaki, K., Matsuda, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+knee+extensor+thrust%2C+flexed-knee+gait%2C+insufficient+knee+flexion+during+the+swing+phase%2C+and+medial+whip+in+hemiplegia+using+three-dimensional+treadmill+gait+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Top+Stroke+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of knee extensor thrust, flexed-knee gait, insufficient knee flexion during the swing phase, and medial whip in hemiplegia using three-dimensional treadmill gait analysis.</a> Top Stroke Rehabil. , Forthcoming.</li>
<li>Perry, J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/5769371">The mechanics of walking in hemiplegia.</a> Clin Orthop Relat Res. 63, 23-31 (1969).</li>
<li>Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K., Tanikawa, H., Tsuchiyama, K., Teranishi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+factors+behind+toe+clearance+during+the+swing+phase+in+hemiparetic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Top+Stroke+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Biomechanical factors behind toe clearance during the swing phase in hemiparetic patients.</a> Top Stroke Rehabil. 24 (3), 177-182 (2016).</li>
<li>Matsuda, F., Mukaino, M., Ohtsuka, K. <a target="_blank" href="https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjcrs/7/0/7_111/_article">Analysis of strategies used by hemiplegic stroke patients to achieve toe clearance.</a> Japanese J Compr Rehabil Sci. 7, 111-118 (2015).</li>
<li>Perry, J., Burnfield, J. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPerry%2C+J+%22Gait+analysis%3A+normal+and+pathological+function%22">Gait analysis: normal and pathological function</a>. , 1st ed, Slack incorporated. New Jersey. (1992).</li>
<li>Olney, S., Monga, T., Costigan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+energy+of+walking+of+stroke+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Mechanical energy of walking of stroke patients.</a> Arch Phys Med Rehabil. 67 (2), 92-98 (1986).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Nel rapporto corrente, è stato proposto un metodo semplificato 3DGA. Questo sistema è stato progettato per essere utilizzato nella pratica quotidiana e coinvolge un metodo di misura semplificata e clinico-friendly presentazione dei risultati.
Parecchi rapporti precedenti hanno usato 3DGA e una conoscenza di base di andatura umana è stata stabilita in precedenza21. 3DGA ha il potenziale per contribuire a cliniche di riabilitazione, per esempio, migliorando la comprensione della patologia dei disturbi dell'andatura, per l'uso nella pianificazione del trattamento, o nel monitorare gli effetti di intervento. Tuttavia, l'uso di 3DGA in cliniche di riabilitazione rimane piuttosto basso. Ci sono diversi possibili ostacoli all'uso di 3DGA nelle regolazioni cliniche. Il tempo richiesto è probabilmente dei principali ostacoli, come 3DGA basata sulla ricerca di solito richiede un tempo considerevole preparazione (cioè., per la calibrazione del sistema e del montaggio dei marcatori). Un altro problema è che l'interpretazione dei risultati può essere impegnativo. Disturbi dell'andatura comprendono solitamente parecchie anomalie di movimento e comprendere i vari grafici risultanti da analisi richiede esperienza. In termini di fattibilità clinica, sistemi di analisi con metodi semplificati e presentazione intuitiva dei dati sarebbe utili.
Il tempo di una notevole preparazione necessario per eseguire analisi esistenti metodi è relativo all'inseguimento di misurazioni di alta precisione. Tuttavia, la velocità di movimento dei pazienti con disturbi dell'andatura è limitata e nella pratica quotidiana di riabilitazione non potremmo richiedere questo livello di precisione. Nel metodo corrente, il protocollo è semplificato e può essere eseguito in un periodo di tempo che deve essere sufficientemente breve per fattibilità nella pratica di riabilitazione al giorno mentre mantenendo i requisiti per la valutazione dei pazienti con movimento disturbi13 , 15 , 16 , 17.
Nel metodo corrente, il metodo di presentazione dei risultati soddisfa alle esigenze cliniche. In cliniche di riabilitazione, terapisti generale cominciano valutando modelli andatura olistico. Il LOP è progettato per aiutare i medici a valutare modelli di andatura olistico intuitivo utilizzando una rappresentazione rappresentativa (cioè., una figura) nel quale marcatore traiettorie sono collocate in base alle effettive relazioni posizionali. Lo sviluppo di indici di andatura anomala utilizzati nel presente documento si basa su esperienza clinica. Gli indici sono stati sviluppati per misurare il limite di clinicamente comune andatura anormale modelli osservati in pazienti colpiti da ictus, e la validità simultanea di tutti gli indici sono stati confermati tramite l'osservazione clinica di fisioterapisti13, 15,16.
Oltre ad essere un metodo di valutazione oggettiva che riflette l'esperienza clinica, il metodo proposto idealmente contribuirà allo sviluppo di nuove strategie di riabilitazione. L'analisi delle strategie di gioco di punta va oltre la valutazione clinica convenzionale e ha il potenziale per contribuire alla progettazione di trattamenti riabilitativi mirati. Nel metodo proposto e analisi, i clinici sono presentati con due obiettivi per la riabilitazione; la misura dello sdoganamento di punta e l'entità del risarcimento per realizzarla. In sé, aumentando la clearance di punta è importante per camminare sicuro; Tuttavia, riducendo il risarcimento può anche migliorare la poca efficienza22. Nel metodo corrente, i medici avrebbero accesso a entrambi gli insiemi di informazioni come indici di sicuro a piedi e poca efficienza, che può contribuire allo sviluppo di mirate strategie di riabilitazione per migliorare la sicurezza e l'efficienza di camminare in pazienti di riabilitazione.
Data la qualità di cui sopra, questo metodo di misurazione e analisi potrebbe facilitare l'uso di 3DGA nella clinica di riabilitazione, fornendo un metodo oggettivo con cui valutare modelli di andatura in riabilitazione pazienti. Inoltre, potrebbero permettere una stima più accurata dell'effetto dell'intervento rispetto delle ordinarie scale utilizzati nella clinica, che poteva contribuire all'ulteriore miglioramento della qualità di intervento nel campo della riabilitazione.
Questo studio non era senza limitazioni. Considerando il ridotto numero di marcatori e relativamente bassa frequenza di campionamento, l'accuratezza della misura in questo sistema può essere limitata rispetto ai sistemi esistenti. Questo può essere un fattore critico quando si analizzano i movimenti rapidi come quelli dei professionisti dello sport. In particolare, nel valutare angoli articolari o movimenti articolari, il set di marcatore semplificato utilizzato in questo metodo potrebbe essere insufficiente per stimare con precisione le posizioni comuni. Di conseguenza, l'analisi che enfatizza il movimento articolare, come l'analisi per la pianificazione della chirurgia di paralisi cerebrale, potrebbe anche essere limitato con questo sistema semplificato. Anche se il sistema è stato convalidato dalla valutazione clinica, le proprietà psicometriche di questo metodo non sono ancora state definite in confronto con il metodo gold standard. Le limitazioni tecniche dovrebbero essere ulteriormente confermate negli studi futuri.
Tuttavia, in pazienti con disturbi dell'andatura, velocità di movimento è limitata e le differenze in termini di prestazioni sono evidenti quando rispetto ai soggetti sani. Pertanto, nella pratica quotidiana, non potremmo richiedere il livello di accuratezza fornita dai metodi esistenti. Inoltre, in questo metodo, risultati vengono presentati come un modello di andatura media per un periodo di misurazione s 20, che è più lungo di quello dei più convenzionali metodi di misurazione andatura overground. Questa caratteristica potrebbe migliorare l'accuratezza e l'affidabilità della misura.
Per concludere, in questo studio, è stato introdotto un metodo 3DGA semplificata e intuitiva. Per facilitare l'uso di 3DGA a migliorare la qualità delle cliniche di riabilitazione, deve essere sviluppato un metodo di misura clinicamente fattibile. Il metodo clinico-friendly introdotto qui può incoraggiare ulteriore sviluppo dei modelli di misura clinicamente fattibile e l'implementazione di 3DGA in cliniche di riabilitazione al giorno.

Studi precedenti hanno dimostrato l'utilità dell'analisi tridimensionale di andatura (3DGA) per la valutazione dell'andatura dopo ictus1,2,3. Studi con sistemi di analisi di movimento di alta qualità hanno fornito la comprensione sostanziale nei modelli di andatura umana, non solo di quelli di soggetti sani, ma anche quelle dovute a vari disordini di movimento quali ictus o paralisi cerebrale4,5 . Patologia di comprensione, valutazione dei pazienti prima del trattamento per la pianificazione, o gli effetti di intervento di monitoraggio potrebbero tutti essere promossi con 3DGA6. Ulteriormente, parecchi studi recenti hanno dimostrato il potenziale di 3DGA di fornire una guida per formazione riabilitativa7,8.
Tuttavia, l'uso di 3DGA nella pratica clinica quotidiana è ancora limitato. Uno dei problemi principali è il suo processo che richiede tempo. Set di marker comunemente utilizzata in andatura analisi9,10,11 sono composti da più di 30 indicatori per la misurazione del corpo intero. Questi insiemi di marcatore abilitare stima molto precisa del movimento degli arti e del tronco. Ciò contribuisce alla precisione dell'analisi, che di solito sono fatto dai dati di numero limitato di passaggi che potrebbero essere catturati da videocamere posizionate intorno una passerella. Tuttavia, questo richiede una preparazione che richiede tempo e processi di misurazione, che ostacola l'uso di 3DGA nella pratica clinica quotidiana.
Un altro svantaggio dell'utilizzo di 3DGA in una regolazione clinica è che può essere difficile interpretare i risultati forniti12. I risultati di 3DGA sono comunemente riportati nei grafici raffiguranti parametri quali angoli articolari e spostamento di parti del corpo. Tuttavia, la valutazione andatura in cliniche di riabilitazione comporta non solo valutare il movimento delle parti del corpo ma schemi di movimento anche olistico. Quest'ultimo può essere compresa solo valutando le relazioni tra questi parametri, e la difficoltà coinvolti nel fare così fa i clinici meno disposti a utilizzare 3DGA.
Per affrontare questi problemi e facilitare l'uso di 3DGA nella clinica di riabilitazione, proponiamo un metodo di misurazione semplificata e intuitiva per 3DGA. Il metodo di misurazione è costituito da quanto segue: (1) un indicatore semplificato con 12 incastonati; (2) misurazione dei pazienti sul tapis roulant; (3) una figura olistica intuitiva dei modelli di andatura; (4) indici di modello disturbi dell'andatura convalidati attraverso osservazione clinica; e (5) visualizzazione delle caratteristiche di strategia di andatura. Il protocollo indicato in questo studio segue le linee guida della Commissione di etica medica dell'istituzione.

Fornitore verificato - <table><tbody><tr><td>KinemaTracer</td><td>KisseiComtec Co., Ltd.</td><td>KinemaTracer-6Cam</td><td>Un semplice sistema di analisi del movimento 3D basato su video composto da telecamera, workstation e software.</td></tr></tbody></table>

metodo di analisi tridimensionale di andatura orientato alla clinica per la valutazione di disordine di andatura

Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder

Analisi tridimensionale di andatura (3DGA) è indicato per essere un utile strumento clinico per la valutazione dell'anomalia di andatura a causa di disturbi del movimento. Tuttavia, l'uso di 3DGA in cliniche effettivi rimane rara. Possibili motivi potrebbero includere il processo di misurazione richiede molto tempo e difficoltà nella comprensione dei risultati di misurazione, che sono spesso presentati utilizzando un gran numero di grafici. Qui presentiamo un metodo clinico-friendly 3DGA sviluppato per facilitare l'uso clinico di 3DGA. Questo metodo consiste di preparazione semplificata e processi di misurazione che possono essere eseguiti in un breve periodo di tempo in contesti clinici e presentazione risultati intuitiva per facilitare la comprensione dei clinici di risultati. La procedura di misurazione veloce, semplificato è realizzata tramite l'uso di marcatori minimi e la misura dei pazienti su un tapis roulant. Per facilitare la comprensione del clinico, i risultati sono presentati in cifre secondo la prospettiva dei clinici. Una foto panoramica di Lissajous (LOP), che mostra le traiettorie di tutti i marcatori da un punto di vista olistico, viene utilizzata per facilitare la comprensione intuitiva dei reticoli di andatura. Indici di modello di andatura anomala, che si basano sulle prospettive dei clinici nella valutazione di andatura e standardizzati utilizzando i dati di soggetti sani, vengono utilizzati per valutare la consistenza dei modelli tipica andatura anormale nei pazienti del colpo. Un grafico che raffigura l'analisi della strategia di liquidazione di punta, che raffigura come pazienti si affidano alla normale e compensative strategie per raggiungere Punta liquidazione, inoltre è presentato. Questi metodi potrebbero facilitare l'attuazione di 3DGA nelle regolazioni cliniche e incoraggiare ulteriormente lo sviluppo di strategie di misurazione dal punto di vista del clinico.

Il metodo presentato qui è utilizzato per valutare i pazienti con disturbi dell'andatura. I risultati dell'analisi sono presentati nella Figura 2, Figura 3e Figura 4. Queste cifre mostrano i risultati della 3DGA semplificata di un paziente con emiparesi e un controllo sano. La figura 2 Mostra un LOP rappresentante di deambulazione completa di un paziente del colpo. In questo paziente, tipica andatura modelli quali circonduzione, elevazione dell'anca e movimento laterale del tronco sono stati osservati. Nella figura 3 è andatura anormale di un radar grafico visualizzando colpo pazienti indice (Punteggio di deviazione). Punteggi standardizzati di elevazione di circonduzione e anca erano alti, indicando che tali movimenti nei pazienti del colpo erano molto maggiori rispetto allo standard di soggetti sani. Infine, nella figura 4 è un grafico raffigurante punta strategie di liquidazione di un paziente del colpo e un soggetto sano di pari età. Nel soggetto sano, punta liquidazione viene solitamente ottenuta da arto accorciamento, considerando che nel paziente del colpo, viene realizzato principalmente dai movimenti compensativi quali obliquità pelvica e volteggio.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig1.jpg"> Figura 1: immagine panoramica di Lissajous (LOP) composto da tre figure: (A) piano sagittale, piano coronale (B) e (C) piano orizzontale. Ogni traiettoria mostra i movimenti di una media di ciclo del passo degli indicatori comuni e supposto centro di gravità. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig2.jpg"> Figura 2: immagine panoramica di Lissajous (LOP) di un paziente del colpo rappresentante: (A) piano sagittale, piano coronale (B) e (C) piano orizzontale. Aumentato movimento del tronco (freccia bianca), anca escursionismo (freccia nera) e circonduzione (freccia grigia) sono stati osservati da una panoramica olistica utilizzando LOP. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig3.jpg"> Figura 3: grafico a Radar degli indici di andatura anormale. Il Punteggio medio di soggetti sani è impostato su 50. Un punteggio elevato standard rappresenta alta anomalia. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57063/57063fig4.jpg"> Figura 4: grafico che mostra punta strategie di liquidazione in un paziente del colpo contro un soggetto sano. Gioco di punta si ottiene esclusivamente da arto accorciamento nel soggetto sano, considerando che movimenti compensativi (escursionismo dell'anca, abduzione dell'anca e volteggio) influenzano anche la clearance di punta nel paziente del colpo. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57063/57063fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Modelli di andatura</td>
			<td colspan="2">Formula</td>
		</tr>
<tr>
<td>Anca escursionismo</td>
			<td colspan="2">la differenza tra il valore massimo della coordinata Z del marcatore dell'anca durante la fase di oscillazione e la coordinata Z del marcatore anca controlaterale allo stesso tempo, corretta per la differenza media di sinistra-destra della coordinata Z durante il doppio fase di supporto</td>
		</tr>
<tr>
<td>Circonduzione</td>
			<td colspan="2">la differenza di distanza tra la X laterale più coordinare del marcatore congiunta alla caviglia durante 25-75% dell'oscillazione di fase e la X mediale più coordinare durante 25-75% della fase statica</td>
		</tr>
<tr>
<td>Contatto dell'avampiede con</td>
			<td colspan="2">la differenza di distanza tra la coordinata Z del marcatore congiunta alla caviglia e la coordinata Z del marcatore punta contatto iniziale, meno la differenza di distanza tra le coordinate Z del marcatore congiunta alla caviglia e indicatore di punta durante la condizione</td>
		</tr>
<tr>
<td>Retropulsion dell'anca</td>
			<td colspan="2">la distanza media tra la coordinata Y dell'articolazione della caviglia e la coordinata Y dell'articolazione dell'anca in fase statica singola</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eccessiva rotazione esterna dell'anca</td>
			<td colspan="2">la distanza media tra la coordinata X dell'articolazione della caviglia e la coordinata X della punta in fase dinamica</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spostamento laterale eccessivo di il tronco sopra il lato inalterato</td>
			<td colspan="2">la distanza media tra (1) laterale più coordinata X del punto centrale tra i acromions bilaterali nella parte della fase statica doppia in cui la gamba malata si trova dietro la gamba inalterata e la fase di oscillazione di colpite gamba e (2) la coordinata di media X del punto centrale tra le articolazioni della caviglia bilaterale nella parte della fase statica doppia in cui la gamba malata si trova dietro la gamba inalterata</td>
		</tr>
<tr>
<td>Estensore del ginocchio di Spinta</td>
			<td colspan="2">la differenza tra la massima Y coordinare velocità del ginocchio nella fase statica singola del piedino commovente e la velocità di andatura di tapis roulant</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ginocchio flesso andatura</td>
			<td colspan="2">l'angolo di estensione massima del ginocchio nella fase statica singola del piedino commovente</td>
		</tr>
<tr>
<td>Flessione del ginocchio insufficiente durante la fase dinamica</td>
			<td colspan="2">l'angolo di flessione massima del ginocchio nella fase di oscillazione rispetto all'angolo di flessione del ginocchio per individui sani</td>
		</tr>
<tr>
<td>Frusta mediale</td>
			<td colspan="2">la distanza tra il più laterale X coordinata dell'articolazione durante 75-100% della fase statica e il più mediale della caviglia coordinata X dell'articolazione durante 25-75% in fase statica del piedino commovente della caviglia</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">Lateromedial, anteroposteriol e verticale, indica le coordinate X, Y e Z rispettivamente</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabella 1: Formule per modelli di andatura anormale

In questo studio, un metodo di analisi clinico-friendly tridimensionale di andatura, che è stato progettato per essere eseguito in clinica di riabilitazione, è presentato. Il metodo è costituito da un metodo di misura semplificata e intuitive figure per facilitare la comprensione dei clinici dei risultati.

Metodo di analisi tridimensionale di andatura orientato alla clinica per la valutazione di disordine di andatura

Three-dimensional gait analysis (3DGA) is shown to be a useful clinical tool for the evaluation of gait abnormality due to movement disorders. However, ...

L'obiettivo generale di questo metodo è quello di semplificare la misurazione oggettiva dei modelli di andatura per la riabilitazione quotidiana attraverso l'uso dell'analisi del movimento tridimensionale. Questo metodo può diagnosticare il progresso della riabilitazione dell'andatura, in particolare per i disturbi dell'andatura causati da malattie come ictus, lesioni del midollo spinale o fratture dell'anca. Il vantaggio principale di questa tecnica è che questo metodo è facile da collegare.Utilizza una semplice procedura di misurazione e ha una presentazione intuitiva dei dati. A dimostrare la procedura sarà Junya Yamada, un fisioterapista del nostro ospedale. È il tecnico capo del nostro laboratorio di analisi del cammino.Prima di preparare un soggetto, assicurarsi che l'apparecchiatura di imaging sia stata calibrata secondo le istruzioni del produttore. Questo protocollo utilizza un sistema di analisi del movimento semplificato basato su video. Si dice che prelevi campioni a 60 hertz e non è costoso come i sistemi GA 3D standard.Il soggetto deve indossare comodi leggings aderenti alla pelle che consentano un facile fissaggio dei sensori colorati vicino alla pelle. I marcatori, rilevati dall'apparecchiatura di imaging, hanno un diametro di 30 millimetri e necessitano di un posizionamento specifico. Per prima cosa, posiziona i segnapunti su entrambi gli acromion.Quindi, posiziona i segnapunti sui malleoli laterali delle caviglie. Quindi, posiziona i pennarelli sulla quinta testa metatarsale dei piedi. Successivamente, posizionare i marcatori sulle ginocchia, in particolare lungo la linea mediana del diametro anteriore posteriore di ciascun epicondilo laterale del femore.Quindi posizionare i marcatori su entrambe le anche tra la spina iliaca antero-superiore e il grande trocantere, a circa un terzo del percorso dal grande trocantere. Quindi posizionare gli ultimi segnapunti richiesti sulla cresta iliaca, lungo la linea verticale della cresta iliaca che passa attraverso i fianchi. Per le misurazioni, chiedi al soggetto di camminare lungo il tapis roulant mentre le telecamere registrano il movimento dei marcatori.Avviare il tapis roulant a una velocità conservativa, circa il 70 percento della velocità di camminata prevista del soggetto. Quindi aumenta gradualmente la velocità, chiedendo al soggetto di segnalare quando il tapis roulant sembra muoversi alla normale velocità di camminata. Ora, effettua una registrazione di 20 secondi con la fotocamera per le misurazioni.È necessaria una sola 22a registrazione per ogni velocità del tapis roulant testata. Se vengono testate diverse velocità di andatura, lasciare riposare il soggetto per un minuto tra un test e l'altro. Per l'analisi, calcolare prima i parametri della distanza temporale.I dati di contatto e sollevamento del piede vengono calcolati automaticamente dal sistema in base alle traiettorie dei marcatori della punta e della caviglia. Per evitare errori nel rilevamento dei passi, chiedi a due fisioterapisti esperti di verificare l'accuratezza dei tempi. E riparare eventuali errori nella raccolta automatizzata dei dati.Il calcolo di vari parametri può essere effettuato all'interno del software di analisi dell'andatura o in un foglio di calcolo. Successivamente, crea un'immagine di panoramica della logistica o un LOP. Le LOP mostrano le traiettorie del giunto marcatore sui giunti principali.Questi dati descrivevano il modello olistico di andatura del soggetto. Per iniziare il calcolo del LOP, determinare innanzitutto il baricentro virtuale. Assegna a ciascun segmento del corpo un insieme di valori standardizzati, costruisci segmenti di linea e utilizza il centro dei segmenti come centro di gravità virtuale.Quindi calcola il movimento nei piani orizzontale, sagittale e coronale. Ad ogni marcatore, estrai i dati grezzi per i tre componenti per ogni ciclo del passo. Quindi, regola i dati sul baricentro virtuale sul piano orizzontale per annullare lo spostamento orizzontale del soggetto mentre cammina sul tapis roulant.Quindi normalizzare questi valori in base al ciclo del passo e calcolare il valore medio durante il ciclo del passo. Ora, disegna il LOP utilizzando il software di analisi dell'andatura o costruendo un grafico a dispersione che copra l'intervallo di movimento di tutti i marcatori in un foglio di calcolo. Usa le traiettorie delle coordinate di 10 marcatori e il baricentro virtuale.La procedura descritta è stata utilizzata per valutare un paziente con ictus con un'andatura emiparetica e un controllo sano. Nella LOP di un paziente con ictus si può osservare un modello di andatura completo, come la cirduzione, l'elevazione dell'anca e il movimento laterale del tronco. Questo modello di andatura è stato quindi analizzato utilizzando una carta radar.I punteggi standardizzati della circonduzione e dell'elevazione dell'anca erano elevati, indicando che quei movimenti nel paziente con ictus erano molto maggiori dello standard dei soggetti sani. Infine, sono state valutate le strategie di clearance delle dita. In un soggetto sano, la clearance delle dita dei piedi è solitamente ottenuta mediante l'accorciamento degli arti, mentre il paziente con ictus raggiunge la clearance delle dita dei piedi principalmente attraverso movimenti compensatori come l'obliquità pelvica e la volteggiatura.Fin dal suo sviluppo, questa tecnica ha aiutato i pazienti nel campo della medicina riabilitativa ad esplorare i meccanismi dei disturbi dell'andatura e gli interventi terapeutici.

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