Name: Analiza biomechaniczna kończyn dolnych zdrowych uczestników (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: Poznaj metodologię biomechaniczną analizy kończyn dolnych u zdrowych uczestników wykorzystującą analizę chodu i testy siły mięśniowej. Protokół ten wspiera projektowanie badań naukowych i protokołów rehabilitacyjnych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Chcielibyśmy podziękować Dr. Johnathanowi Williamsowi za jego rady dotyczące przetwarzania danych w MATLAB.

Opisana metoda została zastosowana w badaniu, które otrzymało etyczną aprobatę od Komitetu Etyki Badań Uniwersytetu w Bournemouth (Odnośnik 15005).
1. Uczestnicy
<ol>
	<li>Do udziału w badaniu należy zrekrutować zdrowe osoby dorosłe (w wieku od 23 do 63 lat, średnia ± S.D.; 42,0 ± 13,4, masa ciała 70,4 ± 15,3 kg, wzrost 175,5 ± 9,8 cm; 15 mężczyzn, 15 kobiet). Do tego badania zrekrutowano trzydziestu uczestników.</li>
	<li>Upewnij się, że u uczestników nie ma zgłaszanej przez nich historii zawrotów głowy, problemów z równowagą lub trudności z chodzeniem.</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy nie cierpieli na żadne znane urazy nerwowo-mięśniowe lub stany wpływające na równowagę lub chodzenie.</li>
</ol>
2. Konfiguracja i procedury analizy chodu
<ol>
	<li>Użyj systemu analizy chodu (<silna klasa="xfig">Rysunek 1) składającego się z bieżni z podwójnym pasem, systemu przechwytywania ruchu z 10 kamerami i środowiska wirtualnego, które zapewnia przepływ optyczny.</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnik ma na sobie bardzo obcisłą odzież nieodblaskową, taką jak spodenki rowerowe lub legginsy.</li>
	<li>Za pomocą dwustronnych taśm klejących przymocuj 25 pasywnych znaczników odblaskowych i umieść je zgodnie z konfiguracją dolnej części ciała Modelu Ciała Ludzkiego (HBM)7, jak opisano w Tabeli 1 i <silna klasa="xfig">Rysunek 2. Informacje zawarte w tym dokumencie pochodzą z Podręcznika referencyjnego HBM8.</li>
	<li>Użyj linijki do stawów, aby zmierzyć wymagane szerokości kolan i kostek dla klasy HBM<sup="xref">6.</li>
	<li>Przymocuj uczestnika do uprzęży bezpieczeństwa, która jest przymocowana do ramy nad głową.</li>
	<li>Rozpocznij nową sesję w bazie danych i upewnij się, że jest aktywna (podświetlona).</li>
	<li>Korzystając z karty tematu, utwórz nowego uczestnika za pomocą przycisku Etykietowanie szkieletu.</li>
	<li>Przejdź do pliku "Kończyna dolna HBM_N2.vst", a następnie wprowadź imię i nazwisko uczestnika. Nowy uczestnik pojawi się w okienku Tematy.</li>
	<li>Przejdź do okienka Narzędzia i otwórz kartę Przygotowanie tematu.</li>
	<li>Wyzeruj płytki siłowe za pomocą zakładki Sprzęt. Upewnij się, że na płyty siłowe nie jest wywierany żaden ciężar.</li>
	<li>Przygotuj uczestnika do próby ROM, przygotowując go na środku bieżni.</li>
	<li>Aby upewnić się, że uczestnik może przyzwyczaić się do bieżni we własnym tempie, poproś go, aby chodził z komfortową prędkością przez 5 minut na początku sesji9,10.</li>
	<li>Po aklimatyzacji i bez żadnego czasu zwłoki poproś uczestnika o chodzenie przez minimum 5 min10,11.</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy są ślepi na czas nagrań.</li>
	<li>Upewnij się, że uruchomiłeś bieżnię i rozpocznij rejestrację danych, klikając przycisk Rozpocznij nagrywanie12. Można to zrobić za pomocą zintegrowanego oprogramowania (Tabela materiałów).</li>
	<li>Zatrzymaj nagrywanie po uzyskaniu żądanej ilości danych. Zaleca się zebranie trzech zestawów po 25 cykli.</li>
	<li>Otwórz oprogramowanie do przetwarzania (Tabela materiałów) i usuń szum o wysokiej częstotliwości z danych, wybierając filtr dolnoprzepustowy do danych znacznika, taki jak filtr Butterwortha drugiego rzędu z częstotliwością odcięcia 6 Hz.</li>
	<li>Przejdź do pozycji Plik, a następnie wybierz pozycję Eksportuj, aby zapisać jako .csv.</li>
	<li>Określ poszczególne kroki na podstawie danych o sile pionowej i użyj znaczników stopy, aby ustalić zdarzenia chodu13.</li>
	<li>Analizuj parametry chodu, takie jak dane kinematyczne, kinetyczne i przestrzenno-czasowe w Matlab R2017a (plik uzupełniający).</li>
</ol>
3. Konfiguracja i procedury do testu siły mięśniowej
<ol>
	<li>Użyj sprzętu do testowania siły mięśniowej (dynamometr multimodalny) (<silna klasa="xfig">Rysunek 3), aby zmierzyć siłę mięśni uczestników w oparciu o maksymalny dobrowolny skurcz izometryczny (MVIC)14.</li>
	<li>Przymocuj narzędzie/podkładkę numer 701 do głowicy ćwiczeniowej dynamometru.</li>
	<li>Izometryczna siła mięśni prawego i lewego kolana uczestnika testu.</li>
	<li>Uczestnicy badania w pozycji siedzącej na krześle z oparciem.</li>
	<li>Za pomocą przełącznika góra/dół wyrównaj oś dynamometru z anatomiczną osią obrotu stawu kolanowego. Umieść podkładkę narzędzia centralnie w dolnej części goleni kości piszczelowej.</li>
	<li>Utrzymuj kolano w zgięciu pod kątem 90°, biodro w neutralnej rotacji i odwodzeniu, a stopę w zgięciu podeszwowym.</li>
	<li>Połóż dłonie uczestnika na jego brzuchu i ustabilizuj tułów, biodra i połowę uda na krześle za pomocą pasków na rzepy.</li>
	<li>Przeprowadź próbę próbną, aby uczestnicy mogli przyzwyczaić się do manewru testowego.</li>
	<li>Poinstruuj uczestnika, aby wyprostował kolano (wywierał nacisk w górę na podkładkę), a następnie zgiął (wywierał nacisk w dół na podkładkę), aby wywrzeć maksymalny skurcz na polecenie Go przez 3 sekundy.</li>
	<li>Udzielaj słownych podpowiedzi i zachęt ("Pchnij" w górę i "Ciągnij" w dół) podczas testów wytrzymałościowych.</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy są świadomi, że mogą natychmiast przerwać test, jeśli doświadczą nietypowego bólu lub dyskomfortu.</li>
	<li>Pozwól uczestnikom odpocząć przez 2 minuty.</li>
	<li>Powtórz kroki 3.1 - 3.12, trzy razy dla lewej i prawej nogi i zapisz dane w niutonach (N).</li>
	<li>Zapisz wszystkie dane i wyeksportuj je jako raport do analizy.</li>
</ol>

<ol><li>Lu, T. W., Chang, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanics+of+human+movement+and+its+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22The+Kaohsiung+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Biomechanics of human movement and its clinical applications.</a> The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 28 (2 Suppl), S13-S25 (2012).</li>
<li>Kaufman, K., An, K., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaufman%2C+K+%22Kelley+and+Firestein%27s+Textbook+of+Rheumatology+%28Tenth+Edition%29%22">Kelley and Firestein's Textbook of Rheumatology (Tenth Edition)</a>. Firestein, G. S., et al. , Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-31696-5.00006-1 78-89 (2017).</li>
<li>Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-paced+versus+fixed+speed+treadmill+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Self-paced versus fixed speed treadmill walking.</a> Gait & Posture. 39 (1), 478-484 (2014).</li>
<li>Beaton, D. E., O'Driscoll, S. W., Richards, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grip+strength+testing+using+the+BTE+work+simulator+and+the+jamar+dynamometer%3A+A+comparative+study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Hand+Surgery%22%5BJournal%5D)">Grip strength testing using the BTE work simulator and the jamar dynamometer: A comparative study.</a> The Journal of Hand Surgery. 20 (2), 293-298 (1995).</li>
<li>Jindal, P., Narayan, A., Ganesan, S., MacDermid, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+strength+differences+in+healthy+young+adults+with+and+without+generalized+joint+hypermobility%3A+a+cross-sectional+study%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Sports+Science%2C+Medicine+%26+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Muscle strength differences in healthy young adults with and without generalized joint hypermobility: a cross-sectional study.</a> BMC Sports Science, Medicine & Rehabilitation. 8, 12(2016).</li>
<li>Muehlbauer, T., Granacher, U., Borde, R., Hortobágyi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-Discriminant+Relationships+between+Leg+Muscle+Strength%2C+Mass+and+Gait+Performance+in+Healthy+Young+and+Old+Adults%5BTitle%5D)+AND+%22Gerontology%22%5BJournal%5D)">Non-Discriminant Relationships between Leg Muscle Strength, Mass and Gait Performance in Healthy Young and Old Adults.</a> Gerontology. 64 (1), 11-18 (2018).</li>
<li>van den Bogert, A. J., Geijtenbeek, T., Even-Zohar, O., Steenbrink, F., Hardin, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+real-time+system+for+biomechanical+analysis+of+human+movement+and+muscle+function%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+Biological+Engineering+%26+Computing%22%5BJournal%5D)">A real-time system for biomechanical analysis of human movement and muscle function.</a> Medical & Biological Engineering & Computing. 51 (10), 1069-1077 (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22HBM2+Reference+Manual%22">HBM2 Reference Manual</a>. , Motek Medical B.V. The Netherlands. 9-11 (2017).</li>
<li>Sloot, L. H., van der Krogt, M. M., Harlaar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+adding+a+virtual+reality+environment+to+different+modes+of+treadmill+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Effects of adding a virtual reality environment to different modes of treadmill walking.</a> Gait Posture. 39 (3), 939-945 (2014).</li>
<li>Liu, W. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+and+Validity+of+the+6-Minute+Walk+Test+Using+the+Gait+Real-Time+Analysis+Interactive+Lab+in+Patients+with+COPD+and+Healthy+Elderly%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Reproducibility and Validity of the 6-Minute Walk Test Using the Gait Real-Time Analysis Interactive Lab in Patients with COPD and Healthy Elderly.</a> PLoS One. 11 (9), e0162444(2016).</li>
<li>Herman, T., Mirelman, A., Giladi, N., Schweiger, A., Hausdorff, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Executive+Control+Deficits+as+a+Prodrome+to+Falls+in+Healthy+Older+Adults%3A+A+Prospective+Study+Linking+Thinking%2C+Walking%2C+and+Falling%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journals+of+Gerontology%3A+Series+A%22%5BJournal%5D)">Executive Control Deficits as a Prodrome to Falls in Healthy Older Adults: A Prospective Study Linking Thinking, Walking, and Falling.</a> The Journals of Gerontology: Series A. 65 (10), 1086-1092 (2010).</li>
<li>Geijtenbeek, T., Steenbrink, F., Otten, B., Even-Zohar, O. Proceedings of the 10th International Conference on Virtual Reality Continuum and Its Applications in Industry. , ACM. Hong Kong, China. 201-208 (2011).</li>
<li>Zeni, J. A., Higginson, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+parameters+and+stride-to-stride+variability+during+familiarization+to+walking+on+a+split-belt+treadmill%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biomechanics+%28Bristol%2C+Avon%29%22%5BJournal%5D)">Gait parameters and stride-to-stride variability during familiarization to walking on a split-belt treadmill.</a> Clinical Biomechanics (Bristol, Avon). 25 (4), 383-386 (2010).</li>
<li>Meldrum, D., Cahalane, E., Conroy, R., Fitzgerald, D., Hardiman, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximum+voluntary+isometric+contraction%3A+reference+values+and+clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Amyotroph+Lateral+Sclerosis%22%5BJournal%5D)">Maximum voluntary isometric contraction: reference values and clinical application.</a> Amyotroph Lateral Sclerosis. 8 (1), 47-55 (2007).</li>
<li>Ancillao, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAncillao%2C+A+%22Modern+Functional+Evaluation+Methods+for+Muscle+Strength+and+Gait+Analysis%22">Modern Functional Evaluation Methods for Muscle Strength and Gait Analysis</a>. , Springer. 133(2018).</li>
<li>Mun, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+the+reduction+of+skin+marker+artifacts+during+walking+%3A+Application+to+the+knee%5BTitle%5D)+AND+%22KSME+International+Journal%22%5BJournal%5D)">A method for the reduction of skin marker artifacts during walking : Application to the knee.</a> KSME International Journal. 17 (6), 825-835 (2003).</li>
<li>Liu, P. C., Liu, J. F., Chen, L. Y., Xia, K., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+pneumatic+compression+devices+combined+with+anticoagulants+for+prevention+of+symptomatic+deep+vein+thrombosis+after+total+knee+arthroplasty%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Therapeutics+and+Clinical+Risk+Management%22%5BJournal%5D)">Intermittent pneumatic compression devices combined with anticoagulants for prevention of symptomatic deep vein thrombosis after total knee arthroplasty: a pilot study.</a> Therapeutics and Clinical Risk Management. 13, 179-183 (2017).</li>
<li>Al-Amri, M., Al Balushi, H., Mashabi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intra-rater+repeatability+of+gait+parameters+in+healthy+adults+during+self-paced+treadmill-based+virtual+reality+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+in+Biomechanics+and+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Intra-rater repeatability of gait parameters in healthy adults during self-paced treadmill-based virtual reality walking.</a> Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 20 (16), 1669-1677 (2017).</li>
<li>Zeni, J. Jr, Richards, J., Higginson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+simple+methods+for+determining+gait+events+during+treadmill+and+overground+walking+using+kinematic+data%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Two simple methods for determining gait events during treadmill and overground walking using kinematic data.</a> Gait & Posture. 27 (4), 710-714 (2008).</li>
<li>Tsaopoulos, D. E., Baltzopoulos, V., Richards, P. J., Maganaris, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+correction+of+dynamometer+moment+for+the+effects+of+segment+motion+during+isometric+knee-extension+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Mechanical correction of dynamometer moment for the effects of segment motion during isometric knee-extension tests.</a> Journal of Applied Physiology. 111 (1), 68-74 (2011).</li>
<li>Abernethy, P., Wilson, G., Logan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength+and+power+assessment.+Issues%2C+controversies+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Strength and power assessment. Issues, controversies and challenges.</a> Sports Medicine. 19 (6), 401-417 (1995).</li>
<li>Kroll, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+a+Selected+Measure+of+Human+Strength%5BTitle%5D)+AND+%22Research+Quarterly%2C+American+Association+for+Health%2C+Physical+Education+and+Recreation%22%5BJournal%5D)">Reliability of a Selected Measure of Human Strength.</a> Research Quarterly, American Association for Health, Physical Education and Recreation. 33 (3), 410-417 (1962).</li>
<li>Anzak, A., Tan, H., Pogosyan, A., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doing+better+than+your+best%3A+loud+auditory+stimulation+yields+improvements+in+maximal+voluntary+force%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Doing better than your best: loud auditory stimulation yields improvements in maximal voluntary force.</a> Experimental Brain Research. 208 (2), 237-243 (2011).</li>
<li>Belkhiria, C., De Marco, G., Driss, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+verbal+encouragement+on+force+and+electromyographic+activations+during+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sports+Medicine+and+Physical+Fitness%22%5BJournal%5D)">Effects of verbal encouragement on force and electromyographic activations during exercise.</a> Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 58 (5), 750-757 (2018).</li>
<li>Bickers, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+verbal+encouragement+work%3F+The+effect+of+verbal+encouragement+on+a+muscular+endurance+task%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Does verbal encouragement work? The effect of verbal encouragement on a muscular endurance task.</a> Clinical Rehabilitation. 7 (3), 196-200 (1993).</li>
<li>Karaba-Jakovljevic, D., Popadic-Gacesa, J., Grujic, N., Barak, O., Drapsin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motivation+and+motoric+tests+in+sports%5BTitle%5D)+AND+%22Medicinki+Pregled%22%5BJournal%5D)">Motivation and motoric tests in sports.</a> Medicinki Pregled. 60 (5-6), 231-236 (2007).</li>
<li>Andreacci, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+frequency+of+encouragement+on+performance+during+maximal+exercise+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sports+Science%22%5BJournal%5D)">The effects of frequency of encouragement on performance during maximal exercise testing.</a> Journal of Sports Science. 20 (4), 345-352 (2002).</li>
<li>Rendos, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variations+in+Verbal+Encouragement+Modify+Isokinetic+Performance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Strength+and+Conditioning+Research%22%5BJournal%5D)">Variations in Verbal Encouragement Modify Isokinetic Performance.</a> Journal of Strength and Conditioning Research. 33 (3), 708-716 (2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Wkładem tego badania jest dokładne i kompleksowe opisanie w ramach jednego protokołu technik połączonej analizy chodu i badania siły mięśni, które wcześniej nie były opisywane razem.
Aby uzyskać dokładne wyniki analizy chodu, istnieją dwa obszary, które wymagają maksymalnej uwagi: 1) rozmieszczenie znaczników i 2) czas aklimatyzacji. Dokładność mierzonych danych jest w dużym stopniu uzależniona od dokładności zastosowanego modelu. Inne kluczowe czynniki wpływające na dokładność obejmują błędne...

Dyscyplina biomechaniki przede wszystkim obejmuje badanie naprężeń, odkształceń, obciążeń i ruchu systemów biologicznych - zarówno stałych, jak i płynnych. Obejmuje również modelowanie wpływu mechanicznego na strukturę, rozmiar, kształt i ruch ciała1. Przez wiele lat rozwój w tej dziedzinie pogłębił naszą wiedzę na temat normalnego i patologicznego chodu, mechaniki kontroli nerwowo-mięśniowej oraz mechaniki wzrostu i formy2.
Głównym celem tego artykułu jest przedstawienie kompleksowej metodologii dwóch najnowszych dostępnych technologii pomiaru biomechaniki kończyn dolnych u osób. System analizy chodu mierzy i określa ilościowo biomechanikę chodu za pomocą bieżni do samodzielnego wykonywania (SP) w połączeniu ze środowiskiem rzeczywistości rozszerzonej, które integruje algorytm SP do regulacji prędkości bieżni, zgodnie z opisem Sloot i in3. Sprzęt do testowania siły mięśniowej jest używany jako narzędzie oceny i leczenia rehabilitacji kończyn górnych4. Urządzenie to może obiektywnie oceniać różne fizjologiczne wzorce ruchowe lub zadania symulacji pracy w trybie izometrycznym i izotonicznym. Obecnie jest uznawany za złoty standard pomiaru siły kończyn górnych5, ale dowody związane konkretnie z kończyną dolną pozostają niejasne. W artykule wyjaśniono szczegółowy protokół przeprowadzania oceny chodu i siły izometrycznej kończyny dolnej.
W ramach analizy biomechanicznej warto połączyć oceny sprawności funkcjonalnej (takie jak analiza chodu) ze specyficznymi testami wydajności mięśniowej. Dzieje się tak dlatego, że chociaż można założyć, że zwiększona siła mięśni poprawia wydajność funkcjonalną, nie zawsze musi to być oczywiste6. Wiedza ta jest niezbędna do lepszego projektowania przyszłych protokołów rehabilitacji i strategii badawczych w celu oceny tych podejść.

<table><tbody><tr><td>701 Mała dźwignia</td><td>Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)</td><td>Niedostępne - Link online podany w opisie</td><td>Unikalna przystawka zaprojektowana dla Primus RS do pomiaru wyprostu / zgięcia kolana - <a href="https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-small-lever" target="_blank">https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-small-lever</a></td></tr><tr><td>D-Flow Software - Vresion 3.26</td><td>Motekforce Link</td><td>Not Available - Link online podany w opisie</td><td>Oprogramowanie używane do sterowania systemem GRAIL - <a href="https://summitmedsci.co.uk/products/motek-dflow-hbm-software/" target="_blank">https://summitmedsci.co.uk/products/motek-dflow-hbm-software/</a></td></tr><tr><td>Gait Offline Analysis (GOAT) - Wersja 2.3</td><td>Motekforce Link</td><td>Niedostępny - Link online podany w opisie</td><td>Oprogramowanie służące do analizy parametrów chodu - <a href="https://www.motekmedical.com/product/grail/" target="_blank">https://www.motekmedical.com/product/grail/</a></td></tr><tr><td>Gait Real-time Analysis Interactive Lab (GRAIL)</td><td>Motekforce</td><td>Link Not Available - Link online podany w opisie</td><td>System GRAIL mierzy i określa ilościowo biomechanikę chodu za pomocą bieżni do samodzielnego wykonywania (SP) opartej na rzeczywistości wirtualnej - <a href="https://www.motekmedical.com/product/grail/" target="_blank">https://www.motekmedical.com/product/grail/</a></td></tr><tr><td>Podkładka pod nogi dla 701</td><td>Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)</td><td>Niedostępna - Link online podany w opisie</td><td>Unikalna przystawka zaprojektowana dla Primus RS do pomiaru wyprostu / zgięcia kolana - <a href="https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-802-leg-pad" target="_blank">https://store.btetech.com/collections/primus/products/701-802-leg-pad</a></td></tr><tr><td>Krzesło do pozycjonowania</td><td>Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)</td><td>Niedostępne - Link online podany w opisie</td><td>Fotel Pozycjonowania Uczestnika jest przeznaczony do oceny i leczenia dolnych teremecji. Krzesło przeznaczone jest do pracy w wielu pozycjach. <a href="https://www.btetech.com/product/primus/" target="_blank">https://www.btetech.com/product/primus/</a></td></tr><tr><td>Primus RS</td><td>Baltimore Therapeutic Equipment Company (BTE)</td><td>Niedostępne - Link online podany w opisie</td><td>Sprzęt Primus RS przechwytuje i raportuje obiektywne dane w czasie rzeczywistym w trybach odporności izotonicznej, izometrycznej i izokinetycznej - <a href="https:// www.btetech.com/wp-content/uploads/BTE-Rehabilitation-Equipment-PrimusRS-Brochure-1.pdf" target="_blank">https://www.btetech.com/wp-content/uploads/BTE-Rehabilitation-Equipment-PrimusRS-Brochure-1.pdf</a></td></tr></tbody></table>

analiza biomechaniczna kończyn dolnych zdrowych uczestników

Lower Limb Biomechanical Analysis of Healthy Participants

Techniki analizy biomechanicznej są przydatne w badaniu ruchu człowieka. Celem pracy było wprowadzenie techniki oceny biomechanicznej kończyn dolnych u zdrowych uczestników z wykorzystaniem dostępnych na rynku systemów. Wprowadzono odrębne protokoły dla systemów analizy chodu i testowania siły mięśniowej. Aby zapewnić maksymalną dokładność oceny chodu, należy zwrócić uwagę na rozmieszczenie znaczników i czas aklimatyzacji na bieżni we własnym tempie. Podobnie, pozycjonowanie uczestnika, próba próbna i zachęta werbalna to trzy krytyczne etapy w testowaniu siły mięśni. Obecne dane sugerują, że metodologia opisana w tym artykule może być skuteczna w ocenie biomechaniki kończyn dolnych.

Średnie i odchylenia standardowe parametrów czasoprzestrzennych, kinematycznych i kinetycznych chodu przedstawiono w Tabeli 2. Dane MVIC dla wszystkich 30 uczestników podsumowano w Tabeli 3. Typowy zestaw danych dla lewej i prawej strony jednego uczestnika, ukazujący graficzną reprezentację parametrów chodu, przedstawiono odpowiednio na Rysunku 4 i Rysunku 5.
<p class="jove_content" fo:keep-t...

Ten artykuł przedstawia obszerną metodologię eksperymentalną dotyczącą dwóch najnowszych dostępnych technologii pomiaru biomechaniki kończyn dolnych u osób.

Analiza biomechaniczna kończyn dolnych zdrowych uczestników

Biomechanical analysis techniques are useful in the study of human movement. The aim of this study was to introduce a technique for the lower limb ...

Techniki analizy biomechanicznej są przydatne w badaniu ruchu człowieka. Technika ta może być wykorzystana do wyrównania oceny biomechanicznej u zdrowych uczestników przy użyciu dostępnych na rynku systemów. W analizie biomechanicznej przydatne jest posiadanie specyficznych testów funkcji, takich jak analiza chodu, w połączeniu z testami dotyczącymi wydajności mięśni.Zrozumienie związku między siłą mięśni a zdolnością do wykonywania zadań funkcjonalnych, takich jak chodzenie, jest potrzebne w przyszłym projektowaniu badań naukowych i protokołów rehabilitacyjnych. Dzisiaj nasz protokół demonstruje Francesco Ferraro, kierownik badania w naszym zespole. Przed rozpoczęciem analizy upewnij się, że uczestnik ma na sobie obcisłą nieodblaskową odzież, taką jak spodenki rowerowe lub legginsy i użyj dwustronnej taśmy klejącej, aby przymocować 25 pasywnych znaczników odblaskowych na uczestniku zgodnie z konfiguracją dolnej części ciała modelu ludzkiego ciała, jak pokazano na ilustracji.Użyj linijki do stawów, aby zmierzyć wymaganą szerokość kolan i kostek dla modelu i przymocuj uczestnika do uprzęży bezpieczeństwa, która jest przymocowana do ramy nad głową. Rozpocznij nową sesję w bazie danych i upewnij się, że sesja jest aktywna. Na karcie Temat kliknij przycisk Etykietowanie szkieletu i przejdź do pliku Lower Limb HBM N2 VST, aby utworzyć nowego uczestnika.Wprowadź imię i nazwisko uczestnika i kliknij przycisk OK. Imię i nazwisko uczestnika pojawi się w oknie tematów. W oknach narzędzi otwórz kartę Przygotowanie tematu. Kliknij, aby wyzerować płytki siłowe i poproś uczestnika, aby stanął na środku bieżni podczas chodzenia z komfortową prędkością przez pięć minut bezpośrednio po aklimatyzacji i kliknij Rozpocznij nagrywanie w oprogramowaniu, aby rozpocząć rejestrowanie danych chodu.Zatrzymaj nagrywanie po uzyskaniu żądanej ilości danych. Aby usunąć szum o wysokiej częstotliwości w danych, otwórz oprogramowanie do przetwarzania, wybierz filtr dolnoprzepustowy dla danych znacznika i określ poszczególne kroki na podstawie danych siły pionowej za pomocą znaczników stopy, aby ustalić zdarzenia wzmocnienia. Wyeksportuj dane jako plik CSV.Następnie można analizować parametry chodu, takie jak kinematyczne, kinetyczne i przestrzenne dane czasowe. Aby zmierzyć siłę mięśni uczestnika w oparciu o maksymalny dobrowolny skurcz izometryczny, najpierw przymocuj podkładkę narzędziową o numerze 701 do głowicy do ćwiczeń na hamowni i poproś uczestnika, aby usiadł na krześle z oparciem. Aby przetestować izometryczną siłę mięśni kolana, użyj przełącznika góra/dół, aby wyrównać oś dynamometru z anatomiczną osią obrotu kolana i umieść podkładkę narzędzia centralnie w dolnej części goleni kości piszczelowej.Poproś uczestnika, aby ustawił kolano w zgięciu pod kątem 90 stopni, z biodrem w neutralnej rotacji i odwodzeniu, a stopą w zgięciu podeszwowym. Następnie poproś uczestnika, aby położył ręce na brzuchu i ustabilizował tułów, biodra i środkową część uda na krześle za pomocą pasków na rzepy. Aby zapoznać uczestnika z manewrem testowym, poproś uczestnika, aby wyprostował kolano przed zgięciem, aby wywrzeć maksymalny skurcz na polecenie idź przez trzy sekundy, dostarczając słowne podpowiedzi i zachęty.Kiedy uczestnik czuje się komfortowo z zabiegiem, upewnij się, że może natychmiast przerwać test, jeśli odczuwa jakikolwiek nietypowy ból lub dyskomfort i pozwól uczestnikowi odpocząć przez dwie minuty. Następnie powtórz próbę trzy razy dla lewej nogi i trzy razy dla prawej nogi, jak właśnie pokazano, rejestrując i eksportując dane w niutonach. W tym miejscu pokazano średnią i odchylenie standardowe parametrów przestrzennych, tempomatycznych, kinematycznych i kinetycznych chodu 30 uczestników z reprezentatywnej analizy.Jak zaobserwowano w tej tabeli podsumowującej średnią i odchylenie standardowe maksymalnego dobrowolnego skurczu izometrycznego stawów kolanowych uczestników, średnio prawe kolano wykazało nieco bardziej solidne wyprostowanie i zgięcie u ocenianych uczestników. W tej analizie offline oceny chodu jednego uczestnika można zaobserwować przestrzenne dane czasowe oraz kinematyczny i kinematyczny cykl chodu po lewej stronie uczestnika. Dane te zostały podobnie odtworzone, gdy oceniano dane przestrzenne czasowe oraz kinematyczny i kinematyczny cykl chodu dla prawej strony uczestnika.Badania kliniczne wykazały wyraźne powiązania między cechami biomechaniki człowieka a różnymi schorzeniami. Protokół ten może być wykorzystany do dokładnego i kompleksowego testowania połączonej analizy chodu i siły mięśni w sposób, który nie został wcześniej opisany. Przyszłe badania w chirurgii ortopedycznej będą wymagały dokładnych i powtarzalnych technik pomiaru chodu.Dane zebrane za pomocą opisanej techniki są zgodne z międzynarodowymi danymi referencyjnymi do analizy chodu i izometrycznych testów siły mięśniowej.

lower-limb-biomechanical-analysis-of-healthy-participants

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Właściwości inercyjne segmentu ciała są wymagane do modelowania dynamiki odwrotnej. Za pomocą techniki płytki oscylacyjnej i reakcyjnej zmierzono właściwości inercyjne protez poniżej kolana. Zastosowanie bezpośrednich pomiarów bezwładności protezy w modelu dynamiki odwrotnej protezy nogi skutkowało mniejszymi wielkościami wypadkowych sił i momentów stawowych.

Techniki oscylacji i reakcji do szacowania właściwości bezwładności protezy poniżej kolana

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.

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

To badanie dotyczyło kinematyki kończyn dolnych i siły reakcji podłoża (GRF) podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach. Badani zostali podzieleni na grupy osób noszących doświadczone i nieposiadających doświadczenia. Trójwymiarowy system analizy ruchu ze skonfigurowaną platformą siłową rejestrował ruchy stawów kończyn dolnych i GRF.

Wykorzystanie złotego standardu metod analizy chodu do oceny wpływu doświadczenia na mechanikę kończyn dolnych podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach

Podczas lądowania, kości dolnej części ciała doświadczają dużych obciążeń mechanicznych i są zdeformowane. Pomiar deformacji kości jest niezbędny, aby lepiej zrozumieć mechanizmy urazów spowodowanych stresem kostnym związanych z uderzeniami. Nowatorskie podejście łączące modelowanie układu mięśniowo-szkieletowego specyficzne dla danego tematu i analizę elementów skończonych służy do pomiaru obciążenia kości piszczelowej podczas ruchów dynamicznych.

Tematyczny model mięśniowo-szkieletowy do badania naprężeń kości podczas ruchu dynamicznego

Tutaj prezentujemy protokół do oceny różnic w mechanizmach kontuzji między profesjonalnymi i amatorskimi graczami podczas wykonywania maksymalnego prawego wykroku w badmintonie, analizując kinematykę kończyn dolnych.

Metody analizy biomechanicznej do oceny wydajności zawodowych graczy w badmintona

To badanie badało biomechaniczne cechy zmiennych kinematycznych kończyn dolnych między początkową a końcową fazą biegu na bieżni 5 km. Dane kinematyczne kończyn dolnych 10 biegaczy zebrano za pomocą trójwymiarowego systemu przechwytywania ruchu na bieżni odpowiednio w fazie początkowej (0,5 km) i końcowej (5 km).

Analiza porównawcza kinematyki kończyn dolnych między początkową a końcową fazą biegu na bieżni na 5 km

To badanie porównało cechy biomechaniczne kończyny dolnej podczas nieplanowanego zakończenia chodu przy różnych prędkościach chodu. Dane kinematyczne i kinetyczne kończyn dolnych od piętnastu osób o normalnej i dużej prędkości chodzenia zebrano przy użyciu systemu analizy ruchu i platformy nacisku podeszwowego.

Charakterystyka biomechaniczna kończyn dolnych związana z nieplanowanym zakończeniem chodu przy różnych prędkościach chodzenia

Osoby z przewlekłą niestabilnością stawu skokowego (CAI) wykazują niedobór kontroli postawy i opóźnioną aktywację mięśni kończyn dolnych. Komputerowa posturografia dynamiczna w połączeniu z elektromiografią powierzchniową zapewnia wgląd w koordynację układu wzrokowego, somatosensorycznego i przedsionkowego z regulacją aktywacji mięśni w celu utrzymania stabilności postawy u osób z CAI.

Ocena kontroli postawy i aktywacji mięśni kończyn dolnych u osób z przewlekłą niestabilnością stawu skokowego

To badanie testowo-retestowe oceniało przepływ krwi w nogach mierzony techniką ultrasonograficzną dopplera podczas ćwiczeń prostowników kolan na jednej nodze. Zbadano wiarygodność metody w ciągu dnia, między dniami i między oceniającymi. Podejście wykazało wysoką niezawodność śróddzienną i akceptowalną wiarygodność międzydzienną. Jednak wiarygodność między oceniającymi była niedopuszczalnie niska podczas odpoczynku i przy niskich obciążeniach roboczych.

Ultradźwiękowa ocena przepływu krwi w nogach na podstawie dopplera podczas ćwiczeń prostowników kolan na jednej nodze w niekontrolowanym otoczeniu

Obecny protokół przedstawia eksperymentalną konfigurację zaprojektowaną do zbadania wpływu manipulacji szerokością kroku na biomechanikę działania za pomocą systemu przechwytywania ruchu. Celem jest poszerzenie odpowiednich zbiorów danych i zbadanie wpływu różnych szerokości stopni na łańcuch kinematyczny kończyny dolnej człowieka.

Wpływ manipulacji szerokością kroku na biomechanikę biegu

Protokół ten opisuje ustandaryzowane podejście do ilościowej analizy rozkładu ciśnienia podeszwowego, równowagi stopy i kąta osi stopy podczas zadań zmiany kierunku 45° za pomocą płytki naciskowej Footscan, umożliwiającej powtarzalną ocenę dwustronnych wzorców obciążeń kończyn przy kontrolowanej prędkości podejścia.

Wpływ ruchu zmiany kierunku (COD) na ciśnienie podeszwowe i równowagę stopy w kończynach obustronnych

Poznaj metodologię biomechaniczną analizy kończyn dolnych u zdrowych uczestników wykorzystującą analizę chodu i testy siły mięśniowej. Protokół ten wspiera projektowanie badań naukowych i protokołów rehabilitacyjnych.

Analiza biomechaniczna kończyn dolnych zdrowych uczestników

Przeglądaj więcej filmów