Трёхмерная кинематическая характеристика задачи на подбор объекта с помощью захвата движения

Summary

Этот протокол представляет стандартизированный подход к захвату движений всего тела для оценки задачи на подъём объекта, иллюстрируя, как различные стратегии движения и компенсаторные паттерны можно количественно охарактеризовать во время этой общей функциональной деятельности.

Abstract

Задача подбора предметов — это фундаментальная деятельность повседневной жизни, которая объединяет координацию туловища, нижней и верхней конечностей, равновесие и визуомоторный контроль в одном экологически обоснованном движении. Несмотря на актуальность, стандартизированные протоколы количественной оценки стратегий захвата объектов с использованием захвата движений всего тела остаются ограниченными. Цель этого протокола — продемонстрировать стандартизированный метод захвата и анализа задачи на подбор объекта с использованием трёхмерного захвата движения по всему телу и иллюстрировать, как можно выявлять и классифицировать различные стратегии движения. Протокол подробно описывает подготовку участников, комплексное размещение маркеров, выполнение задачи и представительный кинематический анализ. Тридцать участников выполнили задание по подъёму объектов, в ходе которого было собрано четырнадцать кинематических переменных. Стратегии движения были классифицированы на приседания, доминирующие с шарниром и гибридные паттерны, представляющие собой различные и промежуточные подходы вдоль континуума стратегий движения. Репрезентативные результаты демонстрируют явные различия в кинемике суставов между группами стратегий, особенно в колене и голеностопе, с дополнительным вкладом от движения туловища. Различия между доминантными и недоминантными условиями кисти дополнительно иллюстрируют чувствительность задания к компенсаторным адаптациям движений. Этот протокол предоставляет практическую и воспроизводимую основу для оценки стратегий подбора объектов и координации всего тела во время функциональных движений.

Introduction

Оценка движений человека является центральной для клинических и исследовательских оценок здоровья опорно-двигательного и^{функционального аппарата 1}. Традиционно оценка движений в значительной степени опиралась на визуальное наблюдение, которое, хотя и клинически ценно, по своей сути субъективно, зависит от опыта оценщика и ограничено в способности последовательно фиксировать тонкие модели координации. Технологии захвата движений, включая как системы на основе маркеров, так и без маркеров, позволяют подробно и количественно изучать движение всего тела с увеличением^{доступн....}

Protocol

Исследование (IRB-2018-04-014) было одобрено институциональным обзорным советом Технологического университета Наньян в Сингапуре и проведено в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации 1964 года, или аналогичными этическими стандартами. Все участники предоставили письменное информированное согласие перед участием.

1. Подготовка участников

ПРИМЕЧАНИЕ: Задание включает в себя поднятие стандартизированного предмета с пола в комфортном темпе, возвращение в стойкость и передачу предмета, как описано в разделе 7.

1. Попросите....

Results

Тридцать участников выполнили задание по подъёму объекта, в ходе которого было собрано 14 кинематических переменных. Затем участников классифицировали на три группы стратегий, представляющих различные и промежуточные подходы вдоль континуума движений, интерпретируемых как доминирующие приседания (Группа 1), доминантные с шарнирами (Группа 2) и гибридные стратегии (Группа 3). Статистически значимых различий между группами по возрасту, полу, росту или весу не наблюдалось (Таблица 2.......

Discussion

Этот протокол демонстрирует стандартизированный подход к захвату и анализу задачи по подъёму объектов с использованием трёхмерного захвата движения на весь корпус и иллюстрирует, как различные стратегии движения можно количественно охарактеризовать. Участники были целенаправленно отобраны и сгруппированы для отражения различных и промежуточных паттернов стратегий движения, наблюдаемых в выборке. Визуальный осмотр кинематики суставов показал, что величина сгибания колена является основной.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Коробка для задания «Забрать»	Н/Д	Н/Д	70 мм x 70 мм x 70 мм (Lx W x H) 3D-печать с использованием филамента с полимолочной кислотой (PLA) (eSUN; Shenzhen Esun Industrial Co., Китай).
Кластерные маркеры	Куалисис, AB	и middot; 160146 Верхняя часть тела<б/> и средняя точка; 160145 Нижняя часть тела<бр/> и средняя точка; 160149 SuperWrap для кластера	Кластеры включали два кластера на верхней части тела (верхние руки) и четыре кластера на нижней части тела (два на бёдрах и два на голках).
Кластерные маркеры (пользовательские)	Н/Д	Н/Д	Специально разработанные кластерные маркеры для отслеживания запястья (RFA, LFA) и руки (RHMC, LHMC) печатались на 3D-принтере с использованием филамента полимолочной кислоты (PLA) (eSUN); Shenzhen Esun Industrial Co., Китай).
Компьютерная рабочая станция	Дженерик	NA	Процессор Intel Core i9, 32 ГБ оперативной памяти, 10 ТБ жёсткий диск, NVIDIA RTX2080
Двусторонний клейкий скотч	Куалисис, AB	160188 Двусторонний клейкий скотч	Для прикрепления основания маркера к коже
Силовая пластина	Кистлер	Тип 9260AA6	Две пластины (600 и многократно; 500 x 50 мм), встроенные под пол, по одной на каждую ногу.
Гипоаллергенная клеевая кожная лента	3M	Микропоры
База маркера	Optitrack	База маркера M4
Система захвата движения	Куалисис, AB	Miqus Video Aqus A12	x2, Full HD / 2 МП, разрешение 1920 и больше; 1080 x12, 12 МП 300fps, разрешение 4096 и раз; 3072, FOV 54 и раз; 42 градуса; (моторизованно)
Неодимовые магниты	Дженерик	Н/Д	Диаметр 15 мм, толщина 1 мм
Менеджер трассы Qualisys (QTM)	Куалисис, AB	Версия 2019	Программное обеспечение используется для записи движений во время эксперимента и постобработки данных.
Ретрорефлексивные маркеры	Optitrack	12,7 мм (1/2) маркеры M4
Visual3D	HAS-Motion	Версия 2021	Программное обеспечение используется для биомеханического моделирования и создания соответствующих углов соединения