Siedzenie, stanie i chodzenie od 120% wysokości kolan: nowatorskie podejście do oceny dynamicznej kontroli postawy niezależnie od kończyny prowadzącej

Tutaj prezentujemy nowatorski protokół do pomiaru stabilności pozycyjnej w kluczowych momentach podczas jazdy z pozycji siedzącej do stojącej i chodzącej, wykorzystując środek nacisku do odległości środka ciężkości całego ciała. Zostało to wyprowadzone z platformy siłowej i technologii trójwymiarowego przechwytywania ruchu. Paradygmat jest wiarygodny i może być wykorzystany do oceny osób z zaburzeniami neurologicznymi.

Ogólnym celem tego protokołu jest pomiar dynamicznej stabilności pozycyjnej podczas siedzenia, stania i chodzenia. Złożony ruch przejściowy, który osoby z patologią często uważają za trudne. Główną zaletą tej techniki jest to, że wykorzystuje ona najlepsze dostępne oszacowania środka ciśnienia i środka masy całego ciała lub COP, BOM, aby zapewnić złożoną miarę stabilności.

Implikacje tej techniki mogą również wpływać na praktykę kliniczną. Miarodajne pomiary stabilności mogą być wykorzystane do przewidywania rekonwalescencji i oceny leczenia w celu poprawy wskaźników powrotu do zdrowia od siedzenia do chodzenia. Procedurę, przez którą przejdzie nasz uczestnik, zademonstruje Michael Attwaters, doktorant z laboratorium.

Zacznij od otwarcia zastrzeżonego oprogramowania śledzącego na komputerze. Ustaw częstotliwość przechwytywania na 60 Hz i ustaw parametry śledzenia 3D, które obejmują błąd przewidywania wynoszący 20 milimetrów, maksymalną wartość resztkową wynoszącą dwa milimetry, minimalną długość trajektorii odpowiadającą dwóm klatkom oraz maksymalny odstęp między ramkami wynoszący 10 klatek. Następnie zidentyfikuj każdy z ośmiu indywidualnych elementów platformy siłowej z każdego wzmacniacza platformy formy do odpowiedniego przetwornika analogowo-cyfrowego.

Upewnij się, że wszystkie wstępnie określone ustawienia kalibracji z każdej platformy siły, współczynniki skalowania i kanały analogowe zostały określone. Dodatkowo skonfiguruj oprogramowanie tak, aby odczytywało odczyt płytki siły linii bazowej w ciągu ostatnich 10 klatek przechwytywania. Wybierz mnożnik 17 dla częstotliwości przechwytywania ruchu, aby zapewnić odpowiednią częstotliwość próbkowania analogowego wynoszącą 1020 Hz.

Przygotowując się do kalibracji przestrzeni 3D, należy umieścić strukturę odniesienia w kształcie litery L na podłodze w objętości przechwytywania, tak aby długa oś tej struktury była skierowana w kierunku wewnętrznym. Następnie na stronie ustawień kalibracji w oprogramowaniu wybierz różdżkę jako typ kalibracji o długości 750 milimetrów. I wybierz orientację układu współrzędnych z dodatnią osią C skierowaną do góry i dodatnią osią Y jako długim ramieniem.

Kliknij w porządku. Kliknij ikonę kalibracji i ustaw zamierzoną długość przechwytywania kalibracji na 60 sekund. Następnie zidentyfikuj katalog plików, w którym zostaną zapisane wyniki.

Kliknij OK, aby rozpocząć kalibrację. Przesuń różdżkę kalibracyjną w objętości przechwytywania, obracając i przesuwając różdżkę wokół zamierzonej objętości przechwytywania przez 60 sekund. Następnie sprawdź wyniki kalibracji i zaakceptuj kalibrację z błędami szczątkowymi pojedynczej kamery mniejszymi niż 1,5 milimetra.

Kliknij w porządku. Na koniec zlokalizuj platformy siłowe w skalibrowanej przestrzeni 3D, umieszczając jeden pasywny znacznik odblaskowy o średnicy dziewięciu milimetrów w każdym z czterech rogów każdej platformy. Uzyskaj pięciosekundowe nagranie i zidentyfikuj każdą platformę, system odniesienia i znacznik w przestrzeni 3D.

Na ten temat użyj podwójnej taśmy klejącej i bandaży samozabezpieczających, aby przykleić odblaskowe znaczniki do anatomicznych punktów orientacyjnych kończyn dolnych i górnych, tułowia, głowy i segmentów miednicy, zgodnie z wybranym technicznym układem odniesienia. Następnie poinstruuj badaną, aby stała nieruchomo w środku objętości przechwytywania. Otwórz odpowiednie oprogramowanie śledzące z wcześniej ustawionymi parametrami próbkowania.

W oprogramowaniu potwierdź wizualnie, że wszystkie znaczniki są uwzględnione. Następnie kliknij ikonę nagrywania, aby zakończyć pięciosekundowe przechwytywanie statyczne. Zacznij od usunięcia wszystkich markerów anatomicznych.

Aby ustawić ostateczną pozycję karmienia, poproś badanego, aby usiadł na stołku ze stopami na poszczególnych platformach siłowych, jednej i dwóch. Dostosuj pozycję trzonka po dominującej stronie obiektu 10 stopni do tyłu od pionu za pomocą goniometru z wysuwanym ramieniem. Ustaw stopę niedominującą równomiernie w linii, a następnie użyj zacisków blokujących, aby odpowiednio ustawić szerokość między stopami do określonej odległości biokromialnej między bocznymi granicami stopy.

Następnie wyreguluj orientację płaszczyzny poprzecznej każdej stopy tak, aby każda granica stopy przyśrodkowej była umieszczona w jednej linii z kierunkiem jazdy. Następnie za pomocą markera narysuj końcowe pozycje stóp na powierzchni zdejmowanej platformy siłowej. W oprogramowaniu potwierdź wizualnie, że wszystkie znaczniki są uwzględnione, a następnie kliknij ikonę nagrywania, aby zakończyć 15-sekundowe dynamiczne przechwytywanie.

Po pięciu sekundach dynamicznego przechwytywania włącz włącznik światła operatora, który informuje badanego, aby wstał ze stołka i zatrzymał się, wszedł na platformę trzecią i czwartą, podszedł do włącznika światła, zatrzymał się, a następnie wyłączył światło dominującą ręką. Na koniec zresetuj włącznik światła i sprawdź, czy nie ma zaniku znaczników, uwzględniając wszystkie znaczniki podczas odtwarzania próby w zwolnionym tempie. W zastrzeżonym oprogramowaniu śledzącym zidentyfikuj i oznacz wszystkie markery z prób statycznych i dynamicznych oraz przytnij niechciane przechwycenie, przesuwając slajdy czasowe na początek i koniec zadania.

Wykorzystaj funkcję automatycznej identyfikacji znaczników lub funkcji celowania, aby oznaczyć znaczniki, aby oprogramowanie konsekwentnie konstruowało i obliczało względną trajektorię ciała sztywnego w przestrzeni 3D. Jeśli znacznik wypadł na więcej niż 10 klatek, zlokalizuj brakującą trajektorię w panelu niezidentyfikowanych trajektorii. Na koniec sformatuj i wyeksportuj wszystkie statyczne i dynamiczne próby w formacie C3D do oprogramowania do przetwarzania końcowego i analizy biomechanicznej.

W płaszczyźnie przyśrodkowej bocznej środek masy całego ciała lub BCOM następuje sinusoidalne przemieszczenie po rozpoczęciu chodu, a środek nacisku COP przesuwa się dalej na boki podczas postawy pojedynczej kończyny podczas kroków pierwszego i drugiego. W płaszczyźnie przednio-tylnej COP przy wysiadaniu z miejsca zaczyna się przed BCOM. I chociaż oboje poruszają się do przodu podczas wznoszenia, ich separacja stopniowo się zmniejsza, zanim połączą się w pozycji pionowej.

Pozioma odległość separacji między COP i BCOM podczas wznoszenia, pauzy, inicjacji chodu, kroku pierwszego i kroku drugiego, pokazuje złożoną interakcję przemieszczenia COP i BCOM, zapewniając wskaźnik stabilności pozycyjnej. Po opanowaniu tej techniki przechwytywania ruchu można wykonać w ciągu kilku minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo, a lokalne przetwarzanie końcowe można usystematyzować w celu uchwycenia stabilności pozycji, którą COP BCOM mierzy w czasie rzeczywistym. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak mierzyć dynamiczną stabilność pozycyjną za pomocą odległości COP BCOM podczas siedzenia, stania i chodzenia.