Analisi cinematica utilizzando 3D Motion Capture di bere compito in persone con e senza i danni del superiore-estremità

L'obiettivo generale di questa metodologia di motion capture è quello di fornire un metodo oggettivo per valutare la qualità delle prestazioni di movimento e la funzione sensomotoria dell'arto superiore in individui con ictus e in controlli sani. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della riabilitazione neurale, ad esempio in che modo un ictus influenza i movimenti e il recupero degli arti superiori e come queste informazioni possono essere utilizzate per selezionare trattamenti efficaci. Il vantaggio principale di questa tecnica è che i deficit di movimento specifici e il recupero che potrebbero non essere rilevati quando si utilizzano le bilance cliniche tradizionali possono essere quantificati in dettaglio.

Ad assisterci per la dimostrazione della procedura oggi ci sarà Ulla-Britt Bergstrom, che è una terapista occupazionale che lavora presso la Clinica di Riabilitazione Neurale dell'Ospedale Universitario Sahlgrenska. Per impostare il sistema di motion capture, montare quattro telecamere sulla parete a circa uno o tre metri di distanza dall'area di misurazione ad un'altezza compresa tra 1,5 e 2,5 metri di fronte all'area di misurazione. Monta una telecamera sul soffitto appena sopra l'area di misurazione.

Il posizionamento di una delle telecamere sul soffitto con angolo di visione su tutta l'area di misurazione è stato fondamentale per la raccolta dei dati. Ciò ha portato a una raccolta dati riuscita quasi al 100%. Avviare il sistema di telecamere.

Quindi, posizionare il telaio di calibrazione a forma di L sul tavolo con l'asse corto in linea con il bordo del tavolo e l'asse lungo rivolto in avanti. Quindi, aprire il tracciamento 3D nel software di acquisizione dati. Avviare la calibrazione selezionando Acquisisci, quindi calibrare.

Immettere il tempo di calibrazione di 30 secondi e fare clic su OK. Muovi la bacchetta in tutte le direzioni lungo l'intera area di misurazione sopra la sedia e il tavolo per assicurarti che tutte e cinque le telecamere catturino la bacchetta nel maggior numero possibile di orientamenti. Accettare residui di calibrazione inferiori a 0,5 millimetri.

Ora, dirigi il soggetto, che indossa un top senza maniche, a sedersi su una sedia regolabile in altezza con la schiena contro lo schienale della sedia. La parte superiore del braccio deve essere in posizione neutra e addotta. Appoggia il braccio sul tavolo e allinea il polso con il bordo del tavolo.

Gli angoli del ginocchio, dell'anca e del gomito dovrebbero essere di circa 90 gradi. Quindi, posiziona i pennarelli passivi retroriflettenti con doppio nastro adesivo sui punti di riferimento scheletrici della mano, del polso, del gomito, della spalla destra e sinistra, del torace e della fronte testati. Dopodiché, posiziona due pennarelli sulla tazza.

In questa procedura, posizionare un bicchiere di plastica dura con 100 millilitri di acqua a 30 centimetri dal bordo del tavolo nella linea mediana del soggetto. Chiedi al soggetto di eseguire il compito di bere a una velocità comoda e autogestita, raggiungendo e afferrando la tazza. Due, sollevando la tazza dal tavolo verso la sua bocca.

Tre, prendendo come sorso. Quattro, rimettendo la tazza sul tavolo dietro una linea segnata. E cinque, tornando alla posizione iniziale con la mano sul bordo del tavolo.

È importante incoraggiare il paziente a svolgere l'attività nel modo più naturale possibile e, pertanto, solo le tre prove intermedie verranno utilizzate per il calcolo della cinematica per garantire che il paziente abbia familiarità con il test. Assicurati che il soggetto comprenda le istruzioni e possa raggiungere comodamente la coppetta con il braccio meno interessato senza sporgersi in avanti. Prima di ogni registrazione, assicurarsi che la posizione iniziale sia corretta e chiedere al soggetto di essere pronto.

Inizia la cattura selezionando, avvia la cattura e dai istruzioni verbali per dirle di iniziare. Quando il soggetto termina l'attività, interrompere la registrazione selezionando, interrompi. Registrare cinque prove con una breve pausa tra ogni prova, iniziando dal braccio meno interessato.

Verificare se l'acquisizione dei dati raggiunge il 95-100% per ogni marcatore identificato. Quando vengono rilevati dati incompleti, eseguire prove aggiuntive dopo aver identificato il problema e regolato la posizione della seduta o dei marcatori per garantire la piena visibilità dei marcatori al fine di ottenere almeno tre prove di successo. Questa figura mostra il profilo di velocità rappresentativo di un controllo sano che esegue il compito di bere.

Per ogni fase del movimento è possibile osservare un profilo di velocità liscio a forma di campana con un picco dominante, tipico del movimento normale. Al contrario, questa figura mostra che un profilo di velocità di un individuo con corsa moderata rivela un profilo meno liscio con un numero maggiore di picchi di velocità. Inoltre, la velocità di picco in ogni fase di movimento è inferiore e il tempo di movimento totale è più lungo.

Questa è l'animazione del compito di bere eseguita da un controllo sano registrata in tempo reale. Vengono visualizzati gli indicatori sulla testa, sul tronco, sul braccio sinistro e due indicatori sulla tazza, insieme alle traiettorie di movimento. Questa è la stessa animazione di un individuo con ictus.

Si notino le traiettorie di movimento meno fluide e l'aumento del movimento in avanti del tronco durante l'attività di bere. Questo è un esempio dello stesso compito svolto da un individuo con compromissione motoria più grave. Questa persona aveva anche la spasticità.

I sottomovimenti visibili indicano accelerazioni e decelerazioni ripetitive che indicano deficit nella fluidità del movimento. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 10-15 minuti da qualsiasi professionista qualificato senza qualifiche tecniche specifiche. Tuttavia, è necessaria una competenza tecnica per creare e sviluppare un programma per l'analisi dei dati.

Questa procedura è particolarmente rilevante per gli studi clinici grazie a una semplice configurazione con l'acquisizione e l'analisi diretta dei dati di un compito ecologicamente valido. Utilizzando questo metodo, otteniamo cinematiche valide, affidabili e reattive che quantificano gli elementi chiave dell'analisi del movimento nelle persone con ictus. Dopo il suo sviluppo, questo metodo ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della riabilitazione neurale per esplorare la cinematica degli arti superiori in generale, ma anche, in particolare, durante compiti intenzionali come bere da un bicchiere.

Le variabili chiave identificate nel compito di bere per le persone con ictus, come il tempo di movimento, la scorrevolezza, l'angolo del gomito, la velocità e lo spostamento compensatorio del tronco sono anche riconosciute come centrali per l'ictus in altri compiti. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come impostare ed eseguire un'analisi cinematica semplice e clinicamente fattibile di un'attività degli arti superiori utilizzando un sistema ottico di motion capture.