Analiza kinematyczna z wykorzystaniem przechwytywania ruchu 3D podczas picia u osób z i bez upośledzenia kończyn górnych

Ogólnym celem tej metodologii przechwytywania ruchu jest zapewnienie obiektywnej metody oceny wydajności ruchowej, jakości i funkcji sensomotorycznej kończyny górnej u osób po udarze mózgu i u zdrowych osób z grupy kontrolnej. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie rehabilitacji neuronalnej, takie jak to, w jaki sposób udar wpływa na ruchy kończyn górnych i powrót do zdrowia oraz jak można wykorzystać te informacje do wyboru skutecznych metod leczenia. Główną zaletą tej techniki jest to, że specyficzne deficyty ruchowe i regeneracja, które mogą być niewykryte przy użyciu tradycyjnych skal klinicznych, mogą być szczegółowo określone ilościowo.

W dzisiejszej demonstracji procedury pomoże nam Ulla-Britt Bergstrom, która jest terapeutką zajęciową pracującą w Klinice Rehabilitacji Neuronalnej w Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska. Aby ustawić system przechwytywania ruchu, zamontuj cztery kamery na ścianie w odległości około jednego do trzech metrów od obszaru pomiarowego na wysokości od 1,5 do 2,5 metra w kierunku obszaru pomiaru. Zamontuj jedną kamerę na suficie tuż nad obszarem pomiaru.

Umieszczenie jednej z kamer na suficie z kątem widzenia na całym obszarze pomiarowym było kluczowe dla zbierania danych. Zaowocowało to prawie w 100% udanym zebraniem danych. Uruchom system kamer.

Następnie umieść ramkę kalibracyjną w kształcie litery L na stole tak, aby krótka oś znajdowała się w jednej linii z krawędzią stołu, a długa oś była skierowana do przodu. Następnie otwórz śledzenie 3D w oprogramowaniu do akwizycji danych. Rozpocznij kalibrację, wybierając pozycję przechwytywania, a następnie skalibruj.

Wprowadź czas kalibracji wynoszący 30 sekund i kliknij, w porządku. Przesuwaj różdżkę we wszystkich kierunkach w całym obszarze pomiarowym nad krzesłem i stołem, aby upewnić się, że wszystkie pięć kamer rejestruje różdżkę w jak największej liczbie orientacji. Akceptuj resztki kalibracji poniżej 0,5 milimetra.

Teraz skieruj osobę, ubraną w bluzkę bez rękawów, aby usiadła na krześle o regulowanej wysokości, opierając się plecami o oparcie krzesła. Górna część ramienia powinna znajdować się w neutralnej pozycji przywodzionej. Oprzyj rękę na stole i wyrównaj nadgarstek z krawędzią stołu.

Kąty kolan, bioder i łokci powinny wynosić około 90 stopni. Następnie umieść odblaskowe znaczniki pasywne z podwójną taśmą klejącą na szkieletowych punktach orientacyjnych badanej dłoni, nadgarstka, łokcia, prawego i lewego ramienia, klatki piersiowej i czoła. Następnie umieść dwa znaczniki na kubku.

W tej procedurze umieść twardy plastikowy kubek ze 100 mililitrami wody w odległości 30 centymetrów od krawędzi stołu w linii środkowej obiektu. Poproś badanego, aby wykonał zadanie picia w wygodnym, samodzielnym tempie, sięgając i chwytając kubek. Druga, podnosząc filiżankę ze stołu w kierunku jej ust.

Trzy, biorąc jako łyk. Cztery, stawiając filiżankę z powrotem na stole za zaznaczoną linią. I pięć, wracając do pozycji wyjściowej z ręką na krawędzi stołu.

Ważne jest, aby zachęcić pacjenta do wykonania zadania tak naturalnie, jak to tylko możliwe, dlatego tylko trzy środkowe próby zostaną wykorzystane do obliczenia kinematyki, aby upewnić się, że pacjent jest zaznajomiony z badaniem. Upewnij się, że pacjent rozumie instrukcje i może wygodnie dosięgnąć kubka mniej dotkniętym ramieniem bez pochylania się do przodu. Przed każdym nagraniem upewnij się, że pozycja początkowa jest prawidłowa i poproś obiekt, aby był gotowy.

Rozpocznij przechwytywanie, wybierając, rozpocznij przechwytywanie i wydaj instrukcje słowne, aby powiedzieć jej, aby rozpoczęła. Gdy obiekt zakończy zadanie, zatrzymaj nagrywanie, wybierając opcję zatrzymaj. Nagraj pięć prób z krótką przerwą między każdym badaniem, zaczynając od mniej dotkniętego ramienia.

Sprawdź, czy akwizycja danych sięga od 95 do 100% dla każdego zidentyfikowanego markera. W przypadku wykrycia niekompletnych danych należy przeprowadzić dodatkowe próby po zidentyfikowaniu problemu i dostosowaniu pozycji siedzenia lub znaczników, aby zapewnić pełną widoczność markerów, aby uzyskać co najmniej trzy udane próby. Rysunek ten przedstawia reprezentatywny profil prędkości zdrowej osoby z grupy kontrolnej wykonującej zadanie picia.

Dla każdej fazy ruchu można zaobserwować gładki profil prędkości w kształcie dzwonu z jednym dominującym szczytem, co jest typowe dla normalnego ruchu. W przeciwieństwie do tego, rysunek ten pokazuje, że profil prędkości osoby z umiarkowanym skokiem ujawnia mniej gładki profil ze zwiększoną liczbą szczytów prędkości. Ponadto prędkość szczytowa w każdej fazie ruchu jest niższa, a całkowity czas ruchu jest dłuższy.

Jest to animacja zadania picia wykonywanego przez zdrową grupę kontrolną, rejestrowana w czasie rzeczywistym. Wyświetlane są znaczniki na głowie, tułowiu, lewym ramieniu i dwa znaczniki na kubku do picia wraz z trajektoriami ruchu. Jest to ta sama animacja osoby z udarem.

Zwróć uwagę na mniej płynne trajektorie ruchu i zwiększony ruch tułowia do przodu podczas zadania picia. Jest to przykład tego samego zadania wykonywanego przez osobę z poważniejszym upośledzeniem ruchowym. Osoba ta również cierpiała na spastyczność.

Widoczne ruchy podrzędne wskazują na powtarzające się przyspieszenia i opóźnienia, co oznacza braki w płynności ruchu. Po opanowaniu tej techniki może być wykonana w ciągu 10 do 15 minut przez każdego wyszkolonego profesjonalistę bez szczególnych kwalifikacji technicznych. Do stworzenia i rozwoju programu do analizy danych potrzebna jest jednak wiedza techniczna.

Procedura ta jest szczególnie istotna w przypadku badań klinicznych ze względu na prostą konfigurację z prostym pozyskiwaniem danych i analizą zadania uzasadnionego z ekologicznego punktu widzenia. Stosując tę metodę, uzyskujemy prawidłową, wiarygodną i responsywną kinematykę, która określa ilościowo kluczowe elementy analizy ruchu u osób po udarze. Po jej opracowaniu, metoda ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się rehabilitacją neuronalną do zbadania kinematyki kończyn górnych w ogóle, ale także podczas celowych zadań, takich jak picie ze szklanki.

Kluczowe zmienne zidentyfikowane w zadaniu picia dla osób po udarze, takie jak czas ruchu, płynność, kąt nachylenia łokci, prędkość i kompensacyjne przemieszczenie tułowia, są również uznawane za kluczowe dla udaru w innych zadaniach. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonfigurować i przeprowadzić prostą i klinicznie wykonalną analizę kinematyczną zadania kończyny górnej przy użyciu optycznego systemu przechwytywania ruchu.