Beweging Omscholing met behulp van real-time feedback van Performance

Samenvatting

Omscholing abnormale bewegingspatronen na letsel of ziekte is een belangrijk onderdeel van de fysieke revalidatie. Recente ontwikkelingen in de technologie hebben toegestaan ​​nauwkeurige beoordeling van de beweging tijdens een verscheidenheid aan taken, met vrijwel direct kwantificering van de resultaten. Dit biedt nieuwe mogelijkheden voor aanpassing van defecte bewegingspatronen in real time.

Samenvatting

Elke wijziging van de beweging - vooral bewegingspatronen die zijn aangescherpt over een aantal jaren - vereist reorganisatie van de neuromusculaire patronen die verantwoordelijk is voor het bestuur van de beweging prestaties. Deze motor onderwijs kan worden verbeterd door middel van een aantal methoden die worden gebruikt zowel in onderzoek en klinische settings. In het algemeen verbale feedback van prestaties in real-time of kennis van de resultaten na beweging wordt gewoonlijk klinisch toegepast als een eerste mogelijkheid, om dezen motor leren. Afhankelijk van de voorkeur van de patiënt en de leerstijl, visuele feedback (bijvoorbeeld door het gebruik van een spiegel of verschillende types van video) of proprioceptieve begeleiding gebruik te maken van therapeut touch, worden gebruikt om mondelinge instructies aan te vullen van de therapeut. Inderdaad, een combinatie van deze vormen van feedback is gebruikelijk in de klinische instelling motor leren en optimaliseren resultaten mogelijk.

Laboratorium-based, kwantitatief beweginganalyse is een steunpilaar in het onderzoek instellingen om zorgvuldige en objectieve analyse van een verscheidenheid van bewegingen in gezonde en gewonde bevolkingen. Terwijl de werkelijke mechanismen vastleggen van de bewegingen kunnen verschillen, alle huidige bewegingsanalyse systemen vertrouwen op het vermogen om de beweging van lichaamsdelen en gewrichten volgen en gevestigde bewegingsvergelijkingen op cruciale bewegingspatronen kwantificeren. Vanwege beperkingen in snelheid en verwerken, analyse en beschrijving van de bewegingen van oudsher opgetreden offline na voltooiing van een gegeven testsessie.

Dit document zal worden gewezen op een nieuwe aanvulling op standaard bewegingsanalyse technieken die steunt op de vrijwel direct evaluatie en kwantificering van bewegingspatronen en de weergave van specifieke beweging kenmerken van de patiënt tijdens een bewegingsanalyse sessie. Daardoor kan deze nieuwe techniek een nieuwe methode feedback productietijd dat heeft voordelen over momenteel gebruikte methoden feedback.

Inleiding

Elke belangrijke wijziging van de neuromusculaire of spier-structuur van het onderste lidmaat zal waarschijnlijk een impact hebben op de kenmerken van de beweging en de bijbehorende fysieke functie. Dienovereenkomstig verbetering in fysieke functie is een belangrijke uitkomst van een revalidatie interventie. Normaal repeterende bewegingen zoals wandelen zijn over het algemeen beheerst door motorische programma's die de nodige controle informatie die nodig is om de spieren te activeren met de juiste intensiteit en timing ¹ bevatten. Deze motor's noodzakelijk om het automatisme verkeer te verbeteren, waardoor de mate van controle besteed aan beweging en waardoor aandacht voor andere hogere taken. Echter, gezien de rol van de motorische programma's in beweging en het feit dat deze programma's worden verfijnd over een aantal jaren, het veranderen van beweging prestaties na een blessure of ziekte is een uitdagende onderneming.

Traditioneel beweging omscholing interventionen zijn gegrond op het bieden van voldoende feedback van de beweging de prestaties om ervoor te zorgen dat de nieuwe informatie wordt opgenomen in de nieuwe en evoluerende motor programma. Eenvoudige, maar effectieve, benaderingen omvatten verbale feedback met de wereldwijde instructies (bijv. "buigen meer", "je knie recht te houden") alsook de mechanismen van het verstrekken van visuele feedback zoals het gebruik van een spiegel of video-opname-apparaten. Hoewel deze indirecte strategieën zijn nuttig, vooral in klinische instellingen met beperkte middelen, worden ze beperkt door hun moeilijkheden bij het verstrekken van discrete en kwantificeerbare maatregelen van de beweging variabelen. Daardoor zullen deze technieken vullen met aanvullende meer directe methoden van terugkoppeling zal versterken de motor opnieuw leren gewenst.

Er is veel acceptatie in het onderzoek en de klinische gemeenschappen die het geven van feedback van discrete, kwantificeerbare resultaten van de beweging kenmerken kunnen de prestaties te verbeteren tijdens een overbrenging retraini ng interventie. Zo heeft onmiddellijke visuele of auditieve feedback van spieractivatie intensiteit met behulp van elektromyografische biofeedback apparaten uitgegroeid tot een steunpilaar in de revalidatie van de beweging, in het bijzonder bij mensen met een beroerte ^2-3, hersenverlamming ⁴ of chronische hemiplegie ^5. Daarentegen is feedback van de beweging kinematica (gezamenlijke en segment hoeken) bewezen minder gebruikt vanwege een probleem bij het beoordelen en meten van deze resultaten snel en accuraat. Inderdaad, hoewel kwantitatief, laboratorium-gebaseerde analyse van de beweging prominent aanwezig in de biomechanica onderzoek en is begonnen te worden opgenomen in de klinische setting, is de overgrote meerderheid van bewegingsanalyse gebruik gereserveerd voor offline analyse na het testen. Er is echter een toenemend aantal studies in de literatuur die gebruik maken van nieuwe technologieën om de feedback van de gang maatregelen als een middel ter verbetering van de effectiviteit van de beweging omscholing ^{6 te} voorzien.

ve_content "> Een pathologie die momenteel wordt onderzocht voor het gebruik van real-time biofeedback mogelijkheden geïntegreerd met standaard bewegingsanalyse systemen knie artrose (OA). Recente studies hebben real-time feedback van de gang kinematica speciaal ontworpen om de belasting die door vermindering van gebruikt het kniegewricht gekwantificeerd via de externe knie adductiemoment -. een erkende risicofactor voor OA progressie ⁷ Bijvoorbeeld hebben studies gebruikt real-time biofeedback van grootte van hoek ⁸ dij of slurf hoek ^9-10 Hunt et al. ¹¹ voorzien in een. real-time weergave van de romp hoek in de voorkant van de deelnemers tijdens het lopen proeven en liet de mogelijkheid om tentoongesteld romp lean binnen een enkele training, met begeleide vermindering van de knie adductie moment dat grootheden te verhogen. daarentegen Barrios et al. ⁸ een acht-sessie uitgevoerd gang omscholing interventies gericht op het wijzigen van dynamische frontale vlak kniehoek tijdens houding en toonde significante vermindering van de knie adductie moment dat waarden na een maand ingreep vergeleken met baseline. Deze studies, en soortgelijke studies, hebben vertrouwd op de mogelijkheid om te meten, te analyseren en weer te geven van de variabele van belang zijn voor de patiënt op een continue basis. Deze ontluikende gebied van onderzoek heeft klinische implicaties voor patiënten met diverse pathologieën die invloed bewegingskarakteristieken. Met behulp van voorbeelden van kinematische wijzigingen die relevant zijn voor osteoartritis (OA) van de knie, het doel van dit artikel is het beschrijven van methoden die nodig zijn om een ​​beweging omscholing ingreep met behulp van real-time biofeedback van het lopen de prestaties uit te voeren.

Protocol

1. Systeemvoorbereiding

1. Schakel het vastleggen volume van alle reflecterend materiaal dat kan worden waargenomen door de camera's. Dit vermindert de kans op daadwerkelijke huid-merkers worden verward met stilstaande achtergrond markers tijdens de beweging het testen en verbetert de algehele nauwkeurigheid van de sessie.
2. Kalibreer de camera door te streven alle camera's op vaste markers op vaste posities binnen het laboratorium. Verleng de statische kalibratie dynamische bewegingen met behulp van bewegende markers geplaatst op bekende afstanden. Zorg ervoor dat zoveel mogelijk van de capture volume mogelijk te overbruggen om de kalibratie te optimaliseren.
3. Dient alle materialen (reflecterende markers, meetinstrumenten, etc.) worden gebruikt voor voorbereiding van de patiënt. Dit verbetert de efficiency tijdens het testen en vermindert de patiënt last.

2. Voorbereiding van de patiënt

1. Bloot huid zoveel mogelijk over de gewrichten en lichaamsdelen bestemd te meten. Minimaliseer het Amount van loszittende kleding en ervoor zorgen dat kledingstukken die kunnen interfereren met het vermogen van de camera's aan de reflecterende markers te visualiseren zijn beperkt. Dit kan met tape of clips. Indien mogelijk voor dat markers rechtstreeks aangebracht op de huid.
2. Bereid de huid voor marker fixatie. Scheren of schuren op het gebied kan noodzakelijk zijn in gevallen waar het haar aanwezig is of wanneer de huid oppervlak overmatig bezwete of vettig. Veeg het gebied duidelijk met behulp van alcohol of een vergelijkbare vloeistof kan nuttig zijn. Deze stappen zijn belangrijk voor hechting tussen de marker en de huid te maximaliseren en markers kunnen vallen.
3. Palperen voor belangrijke anatomische oriëntatiepunten op basis van de markering moet worden gebruikt. Het merken van de huid op de werkelijke mijlpaal zal de nauwkeurigheid verbeteren voor marker plaatsen en informatie nodig in gevallen van markers uit tijdens de beoordeling vallen.
4. Bevestig reflecterende markeringen over de anatomische oriëntatiepunten op basis van despecificaties van de markering in te stellen. De meeste marker sets zal een minimum van 12-15 markers bilateraal geplaatst over de onderste ledematen en diverse anatomische oriëntatiepunten van het bovenlichaam. Het is belangrijk op te merken dat het vermogen om opnieuw maken werkelijke skelet beweging is afhankelijk van de positionering van huid-merkers. Als zodanig moet zorgvuldig overwogen worden bij de bepaling van de biomechanische model te gebruiken.
5. Maat voor belangrijke antropometrische data, indien nodig. Afhankelijk van de biomechanische model kunnen deze gegevens nodig zijn om segmentlengten, posities gezamenlijke draaipunten en totale inerte eigenschappen van de bewegende segmenten en ledematen tijdens offline verwerking van biomechanica berekenen.

3. Motion Analyse en levering van real-time feedback

1. Laat het onderwerp staan ​​in het midden van de vangst volume voor een eerste statische proef duurt ongeveer 3 sec. Deze proef is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat alle relevantevante markers zijn zichtbaar en het segmenteren van oriëntaties te berekenen.
2. Met de gegevensverzameling software, label alle markers van toepassing en een template specifiek voor de antropometrische kenmerken van het individu. Matching marker plaatsing aan de individuele lichaamslengte zal de real-time tracking en analyse van gegevens. Het is vooral belangrijk om een ​​model van beweging die kan opnemen ontslagen van de markeerdraad positionering. In gevallen waarin marker occlusie of drop-off optreedt, de mogelijkheid om extra marker posities in voorkomend geval aan de bevoegde kinematische karakteristieke produceren en real-time weergave handhaven zonder onderbrekingen in de data te kunnen benutten.
3. Voer een eerste beweging analyse proces duurt 10 tot 30 sec. Dit is nodig om basisgegevens verkrijgen en kan ook worden gebruikt als de eerste mechanisme van feedback van de resultaten voor de patiënt. Overleg met de patiënt met betrekking tot relevante bevindingen is het van belang om te helpen bij de motor learning nodig is bij de productie van nieuwe bewegingspatronen.
4. De therapeut Leg het doel van de beoogde verplaatsing modificatie. Dit moet zowel biomechanische en klinische beweegredenen voor de wijziging en hoe het is uniek voor de bepaalde pathologie. Demonstratie van de beweging wijziging door de therapeut zal verbeteren motorisch leren door de patiënt. De beweging modificatie zal kenmerkend worden bepaald op basis van de biomechanische en klinische presentatie van de patiënt tijdens de behandeling of onderzoek vraag of uitsluitend onderzocht voor onderzoeksdoeleinden.
5. Begin de beweging omscholing sessie. Bij gebruik van een loopband, dat het onderwerp hun gewenste snelheid kiezen en een paar minuten aan een steady-state bereikt. Dit maakt het ook mogelijk de patiënt te worden vertrouwd en comfortabel met de apparatuur, experimentele set-up, en protocol.
6. Geef feedback aan de patiënt tijdens de uitvoering van de beweging. Dit kan de vorm aannemen van veel verschillende benaderingen en combinaties daarvan is gunstig tijdens vroege trainingsfase. Begin met minder technische methoden, zoals verbale feedback en vooruitgang tot real-time biofeedback. Gebruik van real-time biofeedback moet altijd duidelijk weergave van maximaal een uitkomstvariabele op een moment.
7. Zorg voor voldoende tijd voor de patiënt om de nieuwe beweging te oefenen. Effectief motorisch leren wordt niet onmiddellijk bereikt. In plaats daarvan zal constant praktijk van de nieuwe bewegingskarakteristieken bij te dragen herformulering van de motor programmaverantwoordelijke voor die beweging. Een typische omscholing ingrijpen noodzakelijk wordt 8 tot 10 gerichte trainingen, van telkens tussen de 30 en 60 minuten.

4. Patiënt De-briefing en Latere Trainingen

1. Bespreek de belangrijkste bevindingen en resultaten van de sessie met de patiënt. Belangrijke factoren om zich te concentreren op moet ook variabiliteit in de prestaties, de naleving van de voorgeschreven beweging modificatie en verdere beschrijving van de ratio en het belang van de wijziging.
2. Verzamelen van bijdragen met betrekking tot de sessie van de patiënt. Aangezien elke patiënt voorkeuren waarschijnlijk verschillen, kan het nodig zijn om de levering van de interventie voor een bepaalde persoon te wijzigen. Deze moeten worden geïdentificeerd vroeg om de doeltreffendheid te optimaliseren.
3. Bepaal het plan voor latere trainingen, indien nodig. Als een multi-sessie ingreep wordt gekozen, moet de daaropvolgende trainingen gebruik maken van een vervaagde feedback benadering van motorisch leren te verbeteren. Zorg voor minder algemene feedback en afwisselend tijdsblokken van feedback en geen feedback in toekomstige sessies.

Resultaten

Een voorbeeld van een beweging omscholing sessie gericht op verhoogde laterale romp hellingshoek in een patiënt met knieartrose wordt getoond in figuur 2. Na ongeveer 15 minuten van de training met behulp van een combinatie van verbale en spiegel op basis van feedback van de prestaties, werd de patiënt voorzien van real-time gegevens met betrekking tot het bedrag van laterale romp flexie. Training met deze werkwijze werd nog 10 min. Tijdens de normale (ongewijzigde) proeven, de patiënt vertoonde een zel...

Discussie

Real-time feedback van de prestaties tijdens de bewegingen zoals lopen kan een waardevolle aanvulling op de standaard bewegingsanalyse benaderingen. Hoewel in de relatieve kinderschoenen zal naar specifieke en afzonderlijke bewegingen modificaties zeker profiteren van de mogelijkheid om de gewenste modificatie met nauwkeurigheid en in real-time te produceren. Bijvoorbeeld, als de patiënt een bepaalde hoeveelheid beweging modificatie kan dit bedrag worden gemeten en die tijdens de werkelijke beweging. De hier gepresentee...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Naam van het reagens	Vennootschap	Catalogusnummer	Opmerkingen (optioneel)
Reflecterende markeringen	3x3 Ontwerp		12 mm diameter
Marker tape schijven	Korting Disposables	TD-22 elektrode Kraag, 8 mm	Opgemaakt gebruik is als elektrode kragen
Bewegingsanalyse camera's	Motion Analysis Corporation
Biofeedtrak	Motion Analysis Corporation
Matlab	De Mathworks