이 논문은 보행 개시의 자세 조직을 조사하기 위해 개발 된 재료와 방법을 설명합니다. 이 방법은 힘 플랫폼 기록과 무게 중심과 압력 중심을 계산하는 역학의 직접적인 원리를 기반으로 합니다.
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이 논문에서
요약
초록
직교 자세와 정상 상태 이동 사이의 과도 단계인 보행 개시(GI)는 신체 움직임과 균형 제어의 기초가 되는 기본 자세 메커니즘에 대한 통찰력을 얻기 위해 문헌에서 고전적으로 사용되는 기능적 작업이자 실험적 패러다임입니다. GI를 조사하는 것은 또한 노인 및 신경계 참가자(예: 파킨슨병 환자)의 자세 장애의 생리병리학을 더 잘 이해하는 데 기여했습니다. 따라서 특히 낙상 예방 측면에서 중요한 임상적 의미가 있는 것으로 인식되고 있습니다.
이 논문은 학자, 임상의 및 고등 교육 학생에게 생체 역학적 접근 방식을 통해 GI 자세 조직을 조사하기 위해 개발 된 재료 및 방법에 대한 정보를 제공하는 것을 목표로합니다. 이 방법은 힘 플랫폼 기록과 역학의 직접적인 원리를 기반으로 무게 중심과 압력 중심의 운동학을 계산합니다. 이 두 가상 지점 간의 상호 작용은 안정성과 전신 진행 조건을 결정하기 때문에이 방법의 핵심 요소입니다. 이 프로토콜은 참가자가 처음에는 똑바로 서서 최소 5m 트랙이 끝날 때까지 걷기 시작하는 것을 포함합니다.
GI 속도 (천천히, 자발적, 빠름)와 시간적 압력 수준을 변경하는 것이 좋습니다-보행은 출발 신호 전달 후 (높은 수준의 시간적 압력) 또는 참가자가 준비가되었다고 느낄 때 가능한 한 빨리 시작될 수 있습니다 (낮은 수준의 시간적 압력). 이 방법으로 얻은 생체 역학적 매개 변수 (예 : 예상 자세 조정의 지속 시간 및 진폭, 스텝 길이 / 너비, 성능 및 안정성)가 정의되고 계산 방법이 자세히 설명되어 있습니다. 또한 건강한 젊은 성인에서 얻은 전형적인 값이 제공됩니다. 마지막으로, 대안적인 방법(모션 캡처 시스템)에 관한 방법의 중요한 단계, 한계 및 중요성이 논의된다.
서론
보행 개시 (GI)는 직교 자세와 정상 상태 이동 사이의 과도 단계로, 전신 추진과 안정성을 동시에 요구하는 복잡한 운동 작업 중 자세 제어를 조사하기 위해 문헌에서 고전적으로 사용되는 기능적 작업 및 실험 패러다임입니다1. 파킨슨병2, 뇌졸중3, 진행성 핵상 마비4 및 "고수준 보행장애"5와 같은 신경계 질환이 있는 환자는 보행을 시작하는 데 어려움을 겪는 것으로 알려져 있어 낙상 위험이 증가합니다. 따라서 기초 과학과 임상 과학 모두 보행 개시 중 자세 조절 메커니즘에 대한 통찰력을 얻고, 과학적 지식을 얻고 보행 및 균형 장애의 병태생리학을 더 잘 이해하고 적절한 개입을 통해 치료할 수 있는 개념과 방법을 개발하는 것이 중요합니다.
보행 개시의 생체 역학적 조직의 개념은 아래에 설명되어 있으며,이 조직을 조사하기 위해 고안된 고전적인 방법은 프로토콜 섹션에 자세히 설명되어 있습니다. GI는 스윙 힐 오프 전에 전신에서 발생하는 동적 현상에 해당하는 "예상 자세 조정"(APA) 단계, "언로딩"단계 (스윙 힐 오프와 토 오프 사....
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프로토콜
아래에 설명 된 프로토콜은 Université Paris-Saclay의 인간 연구 윤리위원회의 지침을 따릅니다. 참가자들은 동의서를 승인하고 서명했습니다.
1. 참가자
- 실험에 최소 15 명의 건강한 젊은 성인 참가자 (20-40 세)를 포함하십시오.
참고: 이 권장 과목 수는 GI에 대한 문헌에서 고전적으로 고려되는 것과 일치합니다. - 보행 보조기, 시각, 청각 또는 정형 외과 적 문제, 확인 된 신경 장애, 치매,인지 장애 (예 : 미니 정신 상태 시험에서 < 25 점) 및 낙상 병력이있는 참가자는 제외합니다.
- 참가자들에게 실험의 성격과 목적을 알린 후 서면 동의를 제공하도록 요청하십시오.
- 실험이 헬싱키 선언에서 정한 표준을 준수하는지 확인하십시오.
2. 실험실 준비
- 힘 플랫폼이 첫 번째 단계의 끝에서 전체 스윙 풋이 그 위에 놓일 수 있을 만큼 충분히 길었는지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 두 개의 소거리 포스 플랫폼을 사용하여 참가자가 첫 번째 플랫폼에서 초기 자세로 서 있고 첫 번째21
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결과
보행 개시 중 힘 플랫폼에서 얻은 대표적인 생체 역학적 시간 플롯에 대한 설명
시간적 압력의 수준이나 GI 속도에 대한 지시에 관계없이 스윙 힐 오프는 APA가 체계적으로 선행됩니다. 이러한 APA는 압력 중심의 후방 및 스윙 레그 측면 이동을 특징으로 할 수 있습니다(그림 2). 이러한 예상 압력 이동 중심은 무게 중심의 반대 방향(즉, 전방 및 자세 다리 쪽)으로의 가속을 촉진합니다. 전후 방향을 따라 무게 중심의 속도는 스윙 발 접촉 직후 피크까지 점진적으로 증가합니다. 중간 방향을 따라 무게 중심 속도는 먼저 스윙 토오프 부근에서 스탠스 다리 쪽으로 정점을 찍은 다음 발 접촉 직후 스윙 다리 쪽으로 정점을 찍습니다. 수직 방향을 따라 무게 중심 속도는 중간 자세 부근에서 아래쪽으로 정점을 찍습니다. 그런 다음 방향을 바꾸고 발 접촉 부근에서 0에 가까운 값에 도달합니다.
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토론
이 논문의 목표는 학자, 임상의 및 고등 교육 학생들에게 보행 개시 (GI)의 생체 역학적 조직을 조사하기 위해 실험실에서 사용 된 방법 ( "글로벌"방법)에 대한 정보를 제공하는 것이 었습니다. 프로토콜의 중요한 단계, 방법의 한계, 및 대체 방법 및 응용 프로그램이 아래에서 논의됩니다.
프로토콜의 중요한 단계는 GI의 타이밍 이벤트(즉, APA 발병, 스윙 힐 오프 및 토 오프, 리어 풋 오프)를 감지하는 것입니다. GI 조직과 관련된 시간적 및 공간적 변수의 값은 이러한 이벤트의 올바른 감지에 달려 있습니다. 각각에 대해 몇 가지 탐지 방법이 제안되었습니다 (이러한 제안 된 방법은 완전하지 않습니다). 시험 및 실험 조건 전반에 걸쳐 일관성을 보장하고 문헌의 연구 간에 비교할 수 있도록 데이터 분석 전반에 걸쳐 동일한 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 올바른 타이밍 이벤트가 제대로 감지되도록 두 가지 이상의 다른 방법을 사용하는 것이 좋습니다(이러한 방법에서 시간 기능.......
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공개 사항
저자는 경쟁 이익이 없습니다.
감사의 글
저자는 ANRT와 LADAPT에 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 힘 플랫폼AMTI | 1개의 대형[120 cm x 60 cm] 또는 2개의 작은[60 cm x 40 cm] 힘 플랫폼Python | ||
| 또는 Matlab | Python 또는 MathWorks | 실험 변수 계산을 위한 프로그래밍 언어 | |
| Qualisys 트랙 관리 | Qualisys | 힘 플랫폼의 동기화, 원시 생체 역학적 흔적(3D 힘 및 모멘트)의 기록 및 온라인 시각화를 위한 소프트웨어 | |
| Visual3D | C-Motion Inc | 원시 생체 역학 흔적 처리(저역 통과 필터링) 처리를 위한 소프트웨어 |
참고문헌
- Yiou, E., Caderby, T., Delafontaine, A., Fourcade, P., Honeine, J. L. Balance control during gait initiation, State-of-the-art and research perspectives. World Journal of Orthopedics. 8 (11), 815-828 (2017).
- Delval, A., Tard, C., Defebvre, L.
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재인쇄 및 허가
