Przekwalifikowanie ruchu z wykorzystaniem informacji zwrotnej o wydajności w czasie rzeczywistym

Trenowanie nieprawidłowych wzorców ruchowych po kontuzji lub chorobie jest kluczowym elementem rehabilitacji fizycznej. Ostatnie postępy technologiczne umożliwiły dokładną ocenę ruchu podczas różnych zadań, z niemal natychmiastową kwantyfikacją wyników. Daje to nowe możliwości modyfikacji błędnych wzorców ruchowych w czasie rzeczywistym.

Ogólnym celem tej procedury jest zebranie, przeanalizowanie i wyświetlenie odpowiednich danych dotyczących ruchu człowieka w jak najkrótszym czasie. Osiąga się to poprzez przeprowadzenie najpierw sesji analizy ruchu w linii bazowej w celu określenia normalnej charakterystyki ruchu. Drugim krokiem jest określenie, która charakterystyka ruchu zostanie zmodyfikowana na podstawie analizy charakterystyk normalnych.

Następnie przeprowadzane są próby modyfikacji ruchu, które polegają na wyświetlaniu danych ruchowych w czasie rzeczywistym w połączeniu z celem obrazującym ilość zmian do osiągnięcia. Ostatnim krokiem jest określenie skuteczności zmodyfikowanego ruchu na podstawie wcześniej ustalonych wyników i zaplanowanie kolejnych sesji odpowiednich. Ostatecznie modyfikacja ruchu w czasie rzeczywistym jest wykorzystywana w celu zapewnienia szybkiej i dokładnej metody zmiany parametrów ruchu.

Główną zaletą tej techniki w porównaniu ze standardową analizą ruchu jest to, że nie ma opóźnień między zbieraniem a analizą danych. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie zaburzeń ruchowych, takie jak to, które techniki modyfikacji ruchu są najbardziej wykonalne i które z nich są najbardziej skuteczne w przywracaniu funkcji. Procedurę zademonstruje Jud, doktorant z laboratorium Aby rozpocząć przygotowanie systemu do tego protokołu, najpierw wyczyść objętość przechwytywania wszelkich materiałów odblaskowych, które mogą być obserwowane przez kamery.

Zmniejsza to ryzyko pomylenia rzeczywistych markerów na skórze ze stacjonarnymi markerami tła podczas testowania i poprawia ogólną dokładność sesji. Następnie skalibruj kamery, kierując wszystkie kamery na nieruchome znaczniki w ustalonych pozycjach w laboratorium. Następnie rozszerz kalibrację statyczną na ruchy dynamiczne za pomocą ruchomych znaczników umieszczonych w znanych odległościach.

Upewnij się, że pokryłeś jak największą objętość przechwytywania, aby zoptymalizować kalibrację. Teraz uporządkuj wszystkie materiały, w tym znaczniki odblaskowe i urządzenia pomiarowe, które mają być używane do przygotowania pacjenta. Poprawia to wydajność podczas badań i zmniejsza obciążenie pacjenta Aby rozpocząć przygotowanie pacjenta Najpierw należy odsłonić jak najwięcej skóry na stawach i segmentach ciała, które mają być mierzone.

Zminimalizuj ilość luźnych ubrań i użyj taśmy lub klipsów, aby ograniczyć wszelkie elementy odzieży, które mogą zakłócać zdolność kamer do wizualizacji odblaskowych znaczników. Następnie, aby uzyskać maksymalne przyleganie markera do skóry, wytrzyj obszar z czysta. Za pomocą alkoholu do nacierania.

Teraz zbadaj palpacyjnie kluczowe anatomiczne punkty orientacyjne na podstawie zestawu markerów, które mają być użyte. Oznaczenie skórki w rzeczywistym punkcie orientacyjnym poprawi dokładność umieszczania znaczników i dostarczy informacji niezbędnych w przypadku odpadnięcia znaczników. Podczas oceny należy umieścić znaczniki odblaskowe na anatomicznych punktach orientacyjnych zgodnie ze specyfikacją zestawu znaczników.

Większość zestawów markerów będzie zawierała co najmniej 12 do 15 markerów umieszczonych obustronnie nad kończynami dolnymi i różnymi anatomicznymi punktami orientacyjnymi górnej części ciała. Ważne jest, aby pamiętać, że zdolność do odtworzenia rzeczywistego ruchu szkieletu będzie zależeć od umiejscowienia markerów opartych na skórze. W związku z tym należy dokładnie rozważyć przy określaniu modelu biomechanicznego, który ma być używany.

W razie potrzeby wykonaj pomiary ważnych danych antropometrycznych. W zależności od modelu biomechanicznego, dane te mogą być potrzebne do obliczenia długości segmentów, położenia wspólnych środków obrotu oraz ogólnych właściwości bezwładności ruchomych segmentów i kończyn podczas przetwarzania danych biomechanicznych w trybie offline. Aby rozpocząć analizę ruchu i dostarczanie informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym, najpierw poproś badanego, aby stanął w środku przestrzeni przechwytywania w celu przeprowadzenia wstępnej próby statycznej trwającej około trzech sekund.

Próba ta jest konieczna, aby upewnić się, że wszystkie istotne markery są widoczne i obliczyć orientację segmentów. Teraz za pomocą oprogramowania do zbierania danych oznacz wszystkie markery zgodnie z potrzebami i utwórz szablon specyficzny dla cech antropometrycznych danej osoby. Pasujący znacznik.

Dopasowanie do indywidualnego rozmiaru ciała poprawi śledzenie i analizę danych w czasie rzeczywistym. Szczególnie ważne jest stworzenie modelu ruchu, który może uwzględniać nadmiarowość pozycjonowania znaczników. Następnie wykonaj kilka wstępnych prób analizy ruchu.

Jest to wymagane do uzyskania danych wyjściowych i może być również wykorzystywane jako pierwszy mechanizm przekazywania pacjentowi informacji zwrotnej o wynikach. Poproś terapeutę, aby wyjaśnił cel zamierzonej modyfikacji ruchu. Powinno to obejmować zarówno biomechaniczne, jak i kliniczne uzasadnienie modyfikacji oraz to, w jaki sposób jest ona unikalna dla danej patologii.

Demonstracja modyfikacji ruchu przez terapeutę poprawi uczenie się motoryczne pacjenta. Modyfikacja ruchu jest zazwyczaj określana na podstawie biomechanicznego i klinicznego obrazu pacjenta podczas leczenia lub pytania badawczego, które ma być zbadane. Choćby w celach badawczych.

Teraz rozpocznij sesję treningu ruchowego. Jeśli korzystasz z bieżni, dopasuj prędkość jak najbardziej do samodzielnie wybranej przez pacjenta prędkości chodzenia po równym podłożu i zapewnij kilka minut na osiągnięcie stałego stanu chodzenia. Pozwala to również pacjentowi zapoznać się i poczuć się komfortowo ze sprzętem, konfiguracją eksperymentalną i protokołem.

Przekaż pacjentowi informację zwrotną podczas wykonywania ruchu. Zacznij od mniej technicznych metod, takich jak werbalna informacja zwrotna, a następnie przejdź do biofeedbacku w czasie rzeczywistym. Biofeedback w czasie rzeczywistym powinien obejmować przejrzyste wyświetlanie maksymalnie jednej zmiennej ruchowej na raz.

Połączenie tych podejść jest korzystne podczas wczesnego treningu. Daj pacjentowi wystarczająco dużo czasu na przećwiczenie nowego ruchu. Skuteczne uczenie się motoryczne nie osiąga się natychmiast.

Zamiast tego, ciągłe ćwiczenie nowych cech ruchowych pomoże w zapewnieniu przeformułowania programu motorycznego odpowiedzialnego za ten ruch. Typowa interwencja przekwalifikowania może wymagać od ośmiu do 10 sesji treningowych w skupieniu, z których każda trwa od 30 do 60 minut. Na koniec wykonaj kilka prób analizy ruchu poza bieżnią.

Jest to ważny krok w celu określenia, jakie natychmiastowe efekty retencji wystąpiły w wyniku trenowania. Dane te można również wykorzystać do bardziej dogłębnej analizy charakterystyki ruchu w trybie offline. Po sesji.

Podczas podsumowania omów z pacjentem ważne ustalenia i wyniki sesji. Ważnymi czynnikami, na których należy się skupić, powinny być zmienność i wydajność, przestrzeganie zalecanej modyfikacji ruchu oraz dalszy opis uzasadnienia i znaczenia modyfikacji. Uzyskaj również informacje dotyczące sesji od pacjenta.

Biorąc pod uwagę, że preferencje każdego pacjenta będą się prawdopodobnie różnić, może być konieczna modyfikacja sposobu świadczenia interwencji dla danej osoby. Preferencje te powinny być zidentyfikowane wcześnie, aby zoptymalizować skuteczność. Na koniec ustal plan kolejnych sesji treningowych, jeśli zajdzie taka potrzeba, jeśli wybrana zostanie interwencja wielosesyjna.

Kolejne sesje treningowe powinny wykorzystywać podejście oparte na wyblakłej informacji zwrotnej, aby poprawić uczenie się motoryczne, dostarczać mniej ogólnych informacji zwrotnych i naprzemiennie między blokami czasowymi informacji zwrotnej i brakiem informacji zwrotnej w przyszłych sesjach. Tutaj widzimy próbkę bocznego kąta pochylenia tułowia podczas normalnej próby chodzenia oraz próby, w której pacjent został poinstruowany, aby uzyskać maksymalne boczne pochylenie tułowia wynoszące około sześciu stopni. Przedstawione dane pochodzą z pojedynczego cyklu chodu, w którym 0% to początkowy kontakt jednej kończyny, a 100% to palec u nogi tej samej kończyny.

Wynikający z tego wpływ na obciążenie stawu kolanowego można zobaczyć tutaj. Ogólny wzorzec ruchu stawu kolanowego i następujące po nim obciążenie w obrębie stawu nie różnił się znacząco między normalnymi i zmodyfikowanymi próbami. Zamiast tego magnituda została zmniejszona przez cały czas.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić standardową sesję analizy ruchu i uzupełnić ją o możliwość dostarczania pacjentowi informacji o wydajności w czasie rzeczywistym.