Method Article

건강한 참가자의 하부 사지 생체 역학 분석

DOI:

10.3791/60720

⸱

April 15th, 2020

 , 
1Orthopaedic Research Institute, Bournemouth University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 기사에서는 개인의 하반신 생체 역학을 측정하는 데 사용할 수있는 최신 기술 중 두 가지에 대한 포괄적 인 실험 방법론을 소개합니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

생체 역학 분석 기술은 인간의 움직임의 연구에 유용합니다. 이 연구의 목적은 상업적으로 이용 가능한 시스템을 사용하여 건강한 참가자의 하반신 생체 역학 평가를 위한 기술을 소개하는 것이었습니다. 걸음걸이 분석 및 근력 테스트 시스템을 위한 별도의 프로토콜이 도입되었습니다. 걸음걸이 평가의 정확성을 극대화하려면 마커 배치및 자가 주행 러닝머신 적응 시간에 주의를 기울여야 합니다. 유사 하 게, 참가자 위치, 연습 재판, 그리고 구두 격려 근육 강도 테스트에 세 가지 중요 한 단계. 현재 의증거는 이 문서에 설명된 방법론이 더 낮은 사지 생체 역학의 평가를 위해 효과적일 지도 모른다는 것을 건의합니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

생체 역학의 분야는 주로 응력, 변형, 하중 및 생물학적 시스템의 움직임 - 고체 및 유체 모두의 연구를 포함한다. 그것은 또한 구조, 크기, 모양 및 신체의 움직임에 기계적 효과의 모델링을 포함한다1. 몇 년 동안,이 분야의 발전은 정상 및 병리학 적 걸음걸이, 신경 근육 제어의 역학, 성장과 형태2의역학에 대한 우리의 이해를 향상시켰다.

이 문서의 주요 목적은 개인의 낮은 사지 생체 역학을 측정하기 위해 사용할 수있는 최신 기술의 두 가지에 대한 포괄적 인 방법론을 제시하는 것입니다. 걸음걸이 분석 시스템은 Sloot et al3에의해 설명된 바와 같이, SP 알고리즘을 통합하여 러닝머신의 속도를 조절하는 증강 현실 환경과 결합된 자가 이동(SP) 러닝머신을 사용하여 보행 생체역학을 측정및 정량화한다. 근력 테스트 장비는 상지 재활을 위한 평가 및 치료 도구로 사용된다4. 이 장치는 동위 원소 및 동위 원소 모드에서 다양한 운동 또는 작업 시뮬레이션 작업의 다양한 생리학적 패턴을 객관적으로 평가할 수 있습니다. 현재 상지 강도 측정5에 대한

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Protocol

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보고된 방법은 본머스 대학 연구 윤리 위원회 (참조 15005)에서 윤리적 인 승인을받은 연구에서 따랐다.

1. 참가자

  1. 연구에 참여하는 건강한 성인(23~63세, 평균 ±S.D.; 42.0±13.4, 체질량 70.4±15.3 kg, 신장 175.5±9.8 cm; 15남성, 15명의 암컷)을 모집한다. 이 연구를 위해 30명의 참가자가 모집되었습니다.
  2. 참가자의 현기증, 균형 문제 또는 걷기 어려움의 자기 보고 된 역사가 없는지 확인 합니다.
  3. 참가자는 균형 이나 보행에 영향을 미치는 어떤 알려진된 신경 근육 부상 또는 조건에서 고통 을 하지 않았는지 확인.

2. 걸음걸이 분석을 위한 설치 및 절차

  1. 이중 벨트 힘 플레이트 계측 러닝머신, 10카메라 모션 캡처 시스템 및 광학 흐름을 제공하는 가상 환경으로 구성된 걸음걸이 분석시스템(그림 1)을사용합니다.
  2. 참가자가 사이클링 반바지 나 레깅스와 같은 매우 단단한 비 반사 의류를 입고 있는지 확인하십시오.
  3. 양면 점착 테이프를 사용하여 25개의 패시브 반사 ....

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Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

공간-시간적, 운동학 및 운동 걸음걸이 매개변수의 평균 및 표준 편차는 표 2에구비되어 있다. 모든 30명의 참가자에 대한 MVIC 데이터는 표 3에요약되어 있습니다. 보행 매개변수의 그래픽 표현을 보여주는 한 참가자의 왼쪽 및 오른쪽에 대한 일반적인 데이터 세트는 각각 그림 4 및 그림 5에제공됩니다.

제시된 데이터는 모든 참가자에 걸쳐 얻은 결과를 나타내며, 보행 및 등각 강도 테스트15에대해 얻은 교과서 참조 결과와 일치합니다.

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 연구의 기여는 이전에 함께 설명되지 않은 결합 된 보행 분석 및 근육 강도 테스트를위한 기술을 하나의 프로토콜 내에서 정확하고 포괄적으로 설명하는 것입니다.

걸음걸이 분석에 대한 정확한 결과를 얻기 위해 1) 마커 배치 및 2) 적응 시간이라는 두 가지 영역이 있습니다. 측정된 데이터의 정확도는 사용된 모델의 정확도에 크게 좌우됩니다. 정확도에 영향을 미치는 다른 주요 요인으로는 기본 골격 구조에 대한 표면적인 피부 변형으로 인한 잘못된 마커 이동 및 추적시스템(16)의분해등이 있다. 그림 2는 HBM 하체 모델에서 모든 마커의 정확한 배치를 보여줍니다. 녹색으로 인쇄 된 마커의 배치에 특별한주의를 기울여야합니다. 이들은 생체 역학 골격을 정의하기 위하여 초기화 도중 이용됩니다. 참가자들은 SP 러닝머신 걷기17,,

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개 할 것이 없다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 MATLAB 데이터 처리에 대한 그의 조언에 대한 박사 조나단 윌리엄스 감사드립니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
701 Small leverBaltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크Primus RS가 무릎 확장/굴곡을 측정하도록 설계된 고유한 첨부 파일 - https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-small-lever
D-Flow 소프트웨어 - Vresion 3.26Motekforce Link사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크GRAIL 시스템을 제어하는 데 사용되는 소프트웨어 - https://summitmedsci.co.uk/products/motek-dflow-hbm-software/
Gait Offline Analysis (GOAT) - 버전 2.3Motekforce Link사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크보행 매개변수 분석에 사용되는 소프트웨어 - https://www.motekmedical.com/product/grail/
보행 실시간 분석 대화형 랩(GRAIL)Motekforce Link사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크GRAIL 시스템은 가상 현실 기반 자기 주도(SP) 트레드밀 - https://www.motekmedical.com/product/grail/
701Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크Primus RS가 무릎 확장/굴곡을 측정하도록 설계된 고유한 부착물 - https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-802-leg-pad
포지셔닝 체어Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크Participant Positioning Chair는 하지의 평가 및 치료를 위해 설계되었습니다. 의자는 여러 위치에 맞게 설계되었습니다. https://www.btetech.com/product/primus/
Primus RSBaltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)사용할 수 없음 - 설명에 제공된 온라인 링크Primus RS 장비는 Isotonic, Isometric 및 Isokinetic 저항 모드에서 실시간 객관적인 데이터를 캡처하고 보고합니다 - https://www.btetech.com/wp-content/uploads/BTE-Rehabilitation-Equipment-PrimusRS-Brochure-1.pdf
용 다리 패드를 사용하여 보행 생체 역학을 측정하고 정량화합니다.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lu, T. W., Chang, C. F. Biomechanics of human movement and its clinical applications. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 28 (2 Suppl), S13-S25 (2012).
  2. Kaufman, K., An, K., et al. Kelley and Firestein's Textbook of Rheumatology (Tenth Edition)

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