Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Cilt Hareket Artifacti Minimize bir Akromion Marker Kümesini kullanma Dinamik Skapular Kinematiğinin Ölçümü

doi: 10.3791/51717 Published: February 10, 2015

Summary

Bu rapor bir pasif işaretleyici hareket yakalama cihazı kullanırken skapular kinematiği elde akromion işaretleyici küme yöntemi benimsemeye nasıl ayrıntılarını sunar. Literatürde açıklandığı gibi, bu yöntem, cilt hareket artefaktı en aza indirerek, skapula kinematik bir invazif olmayan, sağlam üç-boyutlu, dinamik ve geçerli bir ölçüm sağlar.

Abstract

Dinamik skapular kinematiği ölçümü nedeniyle cilt yüzeyinin altında skapula sürgülü doğasına karmaşıktır. Çalışmanın amacı açıkça bir pasif işaretleyici hareket yakalama sistemini kullanırken ölçümlerin geçerliliğini ve güvenilirliğini etkileyebilecek hata kaynakları dikkate alınarak, skapular kinematiği belirleme akromion işaretleyici küme (AMC) yöntemini tarif oldu. AMC yöntemi skapular kinematiği geçerli ölçümler elde etmek mümkündür işaretleyici küme göre arka akromiyondan üzerinde ve anatomik yerlerinden kalibrasyon ile marker bir küme yerleştirerek içerir. Yöntemin güvenilirliği, 120 °, onlar kol yükseklik gerçekleştirilen gibi 15 sağlıklı birey (yaş 19-38 yıl, sekiz erkek) bir grup iki gün arasında incelenmiş ve frontal, skapular ve sagital planlarda düşürücü oldu. Sonuçlar arasında günlük güvenilirlik Mult yukarı skapular rotasyonu (Katsayısı için iyi olduğunu gösterdiiple Korelasyon; CMC = 0.92) ve kol yükseklik aşamasında iç rotasyon (= 0.53 CMC) için arka eğim (CMC = 0.70), ancak adil. dalga hatası iç rotasyon (5.4 ° ° 7.3) ile karşılaştırıldığında, yukarı dönme (4.4 ° 2.7 °) ve posterior tilt (1.3 ° ° 2.8) daha düşük bulunmuştur. indirme sırasında güvenirlik yükseklik fazı sırasında gözlenen sonuçlar kıyaslanabilir. Bu çalışmada belirtilen protokol yapışık ise, AMC yükselmesi ve kol hareketinin düşürücü aşamalarında yukarı dönme ve posterior tilt güvenilir bir ölçüm sağlar.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Skapular kinematiği amacı, kantitatif ölçüm omuz sıkışma 2-8 gözlenen kol yüksekliği sırasında bu tür azaltılmış yukarı dönme ve posterior tilt gibi omuz disfonksiyonu 1 ile ilişkili anormal hareket modelleri, bir değerlendirmesini sağlayabilir. Skapular kinematiği ölçümü, ancak nedeniyle cilt yüzeyi altındaki 1 kemiğin derin pozisyon ve kayma doğaya zordur. Cilt yüzeyinin altında 9 kayar gibi yeterince skapula izlemek yok anatomik üzerinde yansıtıcı belirteçleri ekleyerek tipik kinematik ölçme teknikleri. Çeşitli yöntemler de dahil olmak üzere bu zorlukları aşmak için literatürde kabul edilmiş; görüntüleme (X-ışını veya manyetik rezonans) 10-14, 15,16, kemik işaretçilerine 17-22, manuel palpasyon 23,24, ve akromion yöntemi 3,5,19,25 Goniometers. Her yöntemin, ancak dahil kendi sınırlamaları vardır: exradyasyona maruz kalması, iki boyutlu görüntü tabanlı analiz durumunda projeksiyon hataları, skapula konumu öznel yorumunu tekrarlanan gerektirir, doğada statik veya (örneğin kemik iğneler) çok invaziv.

Bu zorlukların bazılarının ortadan kaldırılması için bir çözelti, bir elektromanyetik sensor akromiyonun 25 omurgasından gelen skapula en dış kısmında öne doğru uzanan bir kemik düz kısım düz kısmına bağlı olduğu akromion yöntemi kullanılmasıdır skapula. akromiyon yöntemini kullanarak arkasındaki prensip fikir akromion scapula 26 diğer sitelere kıyasla cilt hareketi dışlayıcı az miktarda gösterilmiştir gibi, cilt hareketi paraziti azaltmak için. akromiyon yöntemi non-invaziv ve skapular kinematiği dinamik üç boyutlu ölçüm sağlar. Doğrulama çalışmaları kol el sırasında 120 ° 'ye kadar geçerli olmak üzere akromion yöntemi göstermiştirevation faz elektromanyetik sensörleri 17,27 kullanılmıştır. Işaretleyici tabanlı hareket yakalama cihazları bir küme, akromion işaretleyici küme (AMC) düzenlenmiş belirteçlerin bir dizi kullanırken, gerekli ve etkin-işaretleyici hareket yakalama sistemi 28 kullanırken geçerli olduğu gösterilmiştir ve pasif-kalem kullanarak iken kol yükseklik ve kol 29 indirme sırasında hareket yakalama sistemi.

skapular kinematiği ölçmek için bir pasif işaretleyici hareket yakalama cihazı ile AMC kullanımı omuz sıkışma 30 adrese bir müdahale aşağıdaki skapular kinematiği değişiklikleri değerlendirmek için kullanılır olmuştur. Bu yöntemin geçerli kullanımı, ancak, doğru belirteçlerin küme uygulamak için yeteneğine bağlıdır, pozisyon hangi bir hareket geçerli aralığında olan anatomik yerlerinden 32 ve sağlanması kol hareketleri kalibre sonuçları 31 etkilediği gösterilmiştir (örneğin 120 ° kol yükseklik) 29 altında. OAktif işaretleyici tabanlı hareket yakalama sistemini kullanırken de işaret küme reapplication öne sürülmüştür, skapular arka tilt 28 artan hata kaynağı olarak bulundu. O skapular kinematiği istikrarlı bir ölçüsünü verir sağlamak için akromion yöntemi arasında günlük güvenilirliğini kurmak, bu nedenle önemlidir. Ölçümler nedeniyle bir müdahaleye skapula kinematik değişiklikler, sağlayacak güvenilir sağlanması, örneğin, ölçülebilir ve incelenecek. skapular kinematiği ölçmek için kullanılan yöntemler başka 29,33 tarif edilmiştir; Bu çalışmanın amacı, olası hata kaynakları dikkate alınarak, bir pasif-işaretleyici hareket yakalama sistemini kullanarak bu yöntemleri uygulamak için bir adım-adım kılavuz ve başvuru aracı sağlamak ve ölçme yönteminin güvenilirliğini incelemektir .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NOT: İnsan katılımcıların kullanımı Southampton Üniversitesi'nde Sağlık Bilimleri Fakültesi Etik Kurul tarafından onaylandı. Veri toplama başladı önce tüm katılımcılar onam formları imzaladı. Bu çalışmada kinematik sunulan veriler 12 kameradan oluşan bir pasif işaretleyici hareket yakalama sistemi kullanılarak kaydedildi için; Altı 4-megapiksel kamera ve 120 Hz örnekleme frekansında çalışan altı 16-megapiksel kamera.

1. Katılımcı Hazırlık

  1. Üst vücut giyim kaldırmak veya bir spor sutyeni, yelek, ya da askısız üst giymek konular isteyin. Bu giyim belirteçleri hareketine müdahale veya kameralar görünümünden belirteçleri tıkamaz önemlidir.
  2. "L", her yüzü boyunca uzunluğu 70 mm plastik biçimli parçadan oluşan bir akromion işaret kümesi oluşturmak. AMC, her yönüyle her iki ucunda ucunda diğeri e üç yansıtmalı işaretçileri takınach boy karşılamak (Şekil 1).
  3. Akromiyon çift taraflı yapışkan bant kullanılarak, skapular omurga karşılayan akromiyonun arka kısmı üzerine akromion işaretleyici küme (AMC) takın. Mediale işaret skapula omurga takip etmelidir plaka bir yönü, diğer skapuler düzlemine (Şekil 1) anterior işaret etmelidir.
  4. Kayışları (Şekil 2) kullanılarak üst kol ayarlanmış bir küme işaretleyici takın.
  5. Uluslararası Biyomekanik 33 Derneği (Şekil 1 ve 2) tarafından önerilen aşağıdaki anatomik noktalara yansıtmalı belirteçler takın: sternal çentik (IJ, sternal çentik Derin ortak), kılıç şeklinde süreci (PX; sternum çoğu kaudal noktası), C7 (C7 vertebra spinöz proses), T8 (T8 vertebra spinöz proses), sternoklaviküler eklem (SC, sternoklaviküler eklem çoğu ventral nokta), Radyal stiloidi (En kaudal point radyal stiloid üzerine) ve ulnar stiloid (ulnar stiloid çoğu kaudal noktası).

Şekil 1,
Şekil 1:.. Akromion işaretleyici küme pozisyonu, C7 ve T8 anatomik belirteçleri Bu rakam akromion işaretleyici küme Hum kullanarak düşürücü kol sırasında skapular kinematik Ölçme Warner, MB, Chappell, PH ve Stokes, MJ modifiye edilmiştir. Mov. Sci 31, 386-396, doi:.: Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Şekil 2,
Şekil 2: sternal çentik için Marker yerleri (IJ), kılıç şeklinde bir süreç (PX), sternoklaviküler (SC), üst kol küme, ulnar stiloid (ABD), radyal stiloidi (RS).

2. ve katılımcıt Kalibrasyon

NOT: scapula anatomik yerlerinden yerler akromion işaretleyici küme göre tespit edilmesi gerekir. Yerlerinden Kalibrasyon her katılımcı için gereklidir.

  1. 'T' oluşumu (Şekil 3) yerleştirilmiş dört adet yansıtıcı belirteçleri içeren bir kalibrasyon değnek oluşturun. İlk değnek işaretleyici kalibrasyon değnek ucundan mesafeyi ölçün.
  2. Palpe ve Biyomekanik 33 Uluslararası Derneği tarafından önerilen aşağıdaki anatomik işaretlerini bulun. Simgesel kalibrasyon değnek uca (Şekil 3) yerleştirin. Değnek üzerinde işaretler sağlanması hareket yakalama sistemi ile verilerin üç saniye yakalayın, AMC ve üst kol küme kameralar tüm görebilir.
    1. Akromiyoklaviküler eklem (AC) - klavikula üzerinde bir el, sonra klavikula acromion ulaştığı noktaya kadar yanal hareket Yeri.Klavikula ve akromiyondan arasındaki eklem değnek ucu yerleştirin.
    2. Acromion açısı (AA) - en yanal noktasına skapula omurga boyunca palpe ediniz. En yanal noktası (Şekil 3) ile akromiyonun dorsalinde değnek ucu yerleştirin.
    3. Scapula (TS) medial omurga - en medial noktasına skapula omurga boyunca palpe ediniz. Omurga skapula medial sınırını buluştuğu noktada değnek ucu yerleştirin.
    4. Scapula (AI) alt açı - skapula medial sınırı boyunca inferiora palpe ediniz. Skapula en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin.
    5. Medial epikondil (EM) - fleksiyon onların başparmak yukarı bakacak şekilde, ileriye dönük 90 ° katılımcının dirsek ile, medial epikondil bulmak için dirsek medial tarafında bir el koyun. Medial epikondil en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin. Yanal epicondyles (EL) - katılımcının dirsek ile fleksiyonda 90 ° onların başparmak yukarı bakacak şekilde, ileriye dönük olarak, lateral epikondil bulmak için dirseğin yan tarafında bir el koyun. Lateral epikondil en kaudal noktada değnek ucu yerleştirin.
  3. Yaklaşık 40 ° kol yükseklik sıfır derece kol yüksekliğinden, tamamen uzatılmış dirsek ile üst kol ile bir sirkumdiksiyon hareketi gerçekleştirmek için katılımcıdan, glenohumeral eklem merkezini belirlemek için. Onlar protraksiyon / geri çekilmesini ve omuz kompleksinin yükseklik / depresyon en aza indirmek amacıyla iken bu hareketi gerçekleştirmek gerekir; Gerekirse araştırmacı yardımı sağlayabilir. Yaklaşık 30 saniye boyunca bu hareketi kaydediniz.

Şekil 3,
Şekil 3: Kalibrasyon değnek kullanılansaygı akromiyon işaretleyici küme (AMC) ile anatomik kemik işaretini bulmak için.

3. Deney Protokolü

  1. 120 ° kol yüksekliği sıfırdan kol yükseklik gerçekleştirmek için katılımcı isteyin, ve sonra sagital, frontal ve skapular düzleminde yanlarında geri aşağı geri kalanına kendi kolunu indirin. skapular düzlemi frontal düzlemde yaklaşık 40 ° ön olduğunu.

Kinematik Verilerinin 4. Post-işleme

Not: Aşağıdaki adımlar detay dinamik hareket çalışmalar sırasında skapular kinematiği hesaplamak için gerekli prosedür. Bu adımlar açıklanan ve yoğun araştırdı literatür 21,33,34 içinde ve aşağıdaki bölümün amacı, bir sentezini sağlamak ve adım-adım kılavuz skapular kinematiği elde etmek için gerekli modelleme adımları uygulamaya etmektir edilmiştir. Bu adımların uygulanması ile ilgili kinematik modelleme yazılımı içinde gerçekleştirilmektedir. Yazılım contains yerelden küresele koordinat dönüşüm sistemleri ve Euler açısı rotasyonların hesaplama koordine yerel, global gelen koordinat dönüştürme sistemini koordinat yerel sistemlerin oluşturulmasını sağlamak amacıyla komutları. Scapula, humerus ve toraks sağlayacak Bu adımlar katı cisimlerin olarak tanımlanmalıdır. Daha sonra saygı ile skapula toraks dönme ve saygı toraks ile humerus sonra tespit edilebilir.

  1. AMC üzerindeki belirteçlerin koordinatlarını kullanarak, AMC (Şekil 4a) için keyfi bir yerel koordinat sistemini tanımlar. Her skapular anatomik dönüm kalibrasyon deneme için, aşağıdaki adımları kullanarak saygı ile, AMC yerel koordinat sistemi anatomik dönüm noktası konumunu temsil değnek, ucu konumunu belirler.
    NOT: Kinematik modelleme yazılımı yerel yaratılması, küresel gelen koordinat sistemleri ve koordinat dönüştürme etkinleştirmek için komutları içerirYerel koordinatlara, örnek komutları için bakınız Şekil 4.
    1. Kinematik modelleme yazılımı aşağıdaki komutu kullanarak değnek (Şekil 4a) için bir yerel koordinat sistemi oluşturmak için değnek üzerinde işaretler kullanın: AMC = [AMCO, AMCA-AMCO, AMCO-AMCM, xyz] nerede AMCO, AMCA ve AMCM AMC işaretçi verilen etiketler vardır.
    2. Kinematik modelleme yazılımı kullanarak, küresel koordinat sisteminde değnek ucu konumunu hesaplar. Bu verilen örnekte çubuğun X ekseni boyunca işaretleyici 1 (M + -1) 83 mm (Şekil 4b); Değnek = [M1, M1-M2, M3-M4, xyz] ve Wandtip = M1 + {83,0,0} * TUTUM (Wand) M1, M2, M3 ve M4 belirteçleri verilen etiketler şunlardır: komutunu kullanın asa üzerine.
    3. Modelleme komutlarını kullanarak AMC ($% AA) (Şekil 4c) yerel koordinat sistemi ile ilgili değnek ucu konumunu belirleyin: $% AA = WandTip / AMC ve PARAM ($% AA).
    4. Tekrar her skapular anatomik dönüm için 4.1.3 için 4.1.1 adımları.
    5. Yukarıdaki adımları kullanarak kullanarak, yerine AMC, humerus işaretleyici küme göre medial ve lateral epicondyles yerini belirleyin.
  2. Scapula göre glenohumeral eklem merkezinin yerini hesaplamak için dinamik kalibrasyon deneme kullanın. Humerus ve skapula arasında sarmal ekseni pivot noktası olarak, skapula ile ilgili, glenohumeral eklem merkezinin konumunu hesaplayın. Bu teknikle ilgili daha fazla ayrıntı için Veeger 35 bakın.
  3. Humerus lateral (EL) arasında orta-mesafe olarak dirsek eklem merkezini (ELJC) hesaplayın ve medial epicondyles (EM); ELJC = (EM + EL) / 2.
  4. Dinamik çalışmalar sırasında, küresel koordinat sistemi (Şekil 5) içinde anatomik yerini belirlemek için AMC ile ilgili anatomik yerlerinden bilinen konumunu kullanın.
    Şekil 5 görmek için komutları içerir.
    1. Nokta 4.1 açıklandığı gibi AMC ($% AA) göre akromion açısı işaretinin yerini gösteren 5a Bakınız Şekil.
    2. Akromiyon açısını oluşturmak için dinamik duruşma sırasında her zaman noktası için küresel koordinat sistemine $% AA sanal belirteç konumunu dönüştürme (AA) dönüm (Şekil 5b) aşağıdaki kinematik modelleme komutu kullanarak: AA = $% AA * AMC ve ÇIKIŞ (AA).
    3. Tekrar her anatomik dönüm için 4.4.2 adımları.
  5. Aşağıdaki kinematik modelleme komutunu kullanarak belirli bir katı cismin her ekseni temsil ilgili belirteçler arasındaki birim vektörleri hesaplayarak toraks ve skapula için yerel koordinat sistemi tanımlayın: skapula = [AA, TS-AA, AA AI, zxy] . Toraks = [IJ, MUTHX-MLTHX, IJ-C7, yzx], MUTHX IJ ve C7 dönüm arasındaki orta nokta ve MLTHX PX ve T8 yerler arasında orta noktası olduğu.
    NOT: eksen tanımı Biyomekanik Uluslararası Derneği '(ISB) önerileri 33 (Tablo 1 ve Şekil 6) dayanmaktadır.
    1. Benzer bir yöntem kullanarak, ISB 33 tarafından tavsiye edilen humerus 'Seçenek 2' kullanmak için bir yerel koordinat sistemini tanımlar.
      Not: Seçenek 2 gleohumeral ortak merkezi tarafından oluşturulmuş yeterli uçağı, dirsek eklem merkez ve ulna stiloid gerektirir, dirsek fleksiyonu bir ölçüde gereklidir yani. Katılımcı tam dirsek uzantısı yaklaşırsa, humerus eksenler kararsız hale gelebilir ve bu nedenle 'Seçenek 1' (Tablo 1) kullanılmalıdır. Wu ve diğ. (2005), daha fazla ayrıntı için.
  6. Dinamik deneme esnasında her bir zaman noktası için toraksa skapula nisbetle yönünü belirlemekAşağıdaki kinematik modelleme komutu kullanarak 33 iç rotasyon (Y), yukarı doğru rotasyon (X ') ve posterior tilt (Z') bir rotasyon dizisi ile Euler açısı ayrışma yöntemiyle: ScapularKin = - <Toraks, skapula, yxz> ( Şekil 7).
  7. Y olmayan bir kardan rotasyon dizisi (yükseklik düzlemi), X '(yükseklik) ve Y' (eksenel döndürme) 36 İlgili kinematik modelleme yazılımı kullanarak kullanarak dinamik yargılama sırasında toraks göre humerus yönünü belirleyin.
    NOT: Bir makro Bu yazıda kullanılan kinematik modelleme yazılımı içinde olmayan kardan rotasyon dizileri belirlemek için üretici indirmek için kullanılabilir.

Tablo 1
IJ ve C7 arasında MUTHX = orta noktası. PX ve T8 arasında MLTHX = orta noktası. GH = glenohumeral ortak merkezi. ELJC = dirsek eklem merkezi.

Matematiksel operatörler:

İki vektörleri ^ = çapraz ürün

|| = Bir vektör mutlak değeri

Tablo 1: Yerel Her sert segmenti için koordinat sistemi.

5. Veri Azaltma ve Analizi

Not: Aşağıdaki veri azaltma ve analiz aşamaları karekodların manipülasyon izin verir (örneğin MATLAB gibi) sayısal modelleme yazılımı yapılmaktadır. kinematik veri yüksekliği ve humerus hareketinin düşürücü aşamalarında, hareketin her aşaması için normalize zaman ayrılır, daha sonra skapular kinematiği humerus yükseklik açısına göre ifade edilir.

  1. (Şekil 8), aşağıda tarif edildiği gibi, humerus yükseklik yükselmesine ve indirme faz belirler. Bu fazlar humerus bir yükseklik açısında (Şekil 8) açısal hızı tespit edilir. ElevationLoweringPhases.m fonksiyonunu bakındosya.
    1. Humerus açısal hız maksimum humerus açısal hızının bir eşik 2% aştığında humerus yükseklik başlangıcını belirler.
    2. Humerus açısal hız aşağıda maksimal humerus açısal hız 2% düştüğü noktaya, ya da humerus yükseklik 120 ° 'yi olarak yükseklik aşamasının sonuna belirleyin.
    3. Açısal hız aşağıda asgari açısal hız veya humerus yükseklik altına 120 ° düştüğü noktanın 2% düştüğünde humerus düşürücü faz başlangıç ​​belirleyin.
    4. Açısal hız, minimum açısal hız 2% aştığında düşürücü faz sonunu belirlemek.
  2. 101 veri noktaları (Şekil 9) hareketin her aşamasında kinematik verileri interpolating verileri Normale. Time_normalisation.m işlevi dosyasına bakın.
  3. Vs yukarı r kol açısı (derece) çizerek humerus yükselmesine ilişkin skapula kinematik Express-rotasyon (derece) (Şekil 10). PlotScapHumRhythm.m işlevi dosyasına bakın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Hiçbir omuz, boyun veya kol yaralanmaları tarihini bilseydim on beş katılımcılar çalışmanın (Tablo 2) üzerine alındı. Içi rater arasında (gün) güvenilirliği değerlendirmek için, katılımcılar en az 24 saat ve 7 gün maksimum ile ayrılmış iki veri toplama oturumlara katıldılar. Yukarıda ayrıntılı olarak her veri toplama oturumu sırasında, aynı araştırmacı, yansıtıcı belirteçler, akromion işaretleyici küme ve anatomik dönüm kalibrasyonları takmak için protokol uygulandı. Dinamik çalışmalardan elde edilen kinematik dalga güvenilirlik çoklu korelasyon (CMC), 37 katsayısı kullanılarak değerlendirildi. Dalga formu ölçüm hatası gün arasında hatanın bir miktar (σ b) 38 değerlendirmek için kullanıldı.

Yaş (yıl) Ağırlık (kg) Okilolu olan (m) Vücut kitle indeksi (kg / m²)
Grup (n = 15) 24.9 ± 4.4 65.8 ± 11.7 1.7 ± 0.1 22.6 ± 2.3
19-38 48-86 1,5-1,9 18,3-36,5
Erkekler (n = 8) 25.1 ± 1.5 73.4 ± 9.9 1.8 ± 0.06 23.2 ± 2.4
23-27 62-86 1,7-1,9 19,8-26,4
Dişiler (n = 7) 24.6 ± 1.5 57 ± 6.3 1.6 ± 0.06 </ Td> 21.9 ± 2.2
23-27 48-68,5 154-170 18,3-24,2

Tablo 2. Katılımcı demografik, standart sapma (SD) ve aralık ortalama ±.

içi hakem arasında (gün) güvenilirlik humerus yükseklik sırasında yukarı dönme ve arka tilt (> 0.69) yüksek CMC (> 0.92) üretilen ve kol hareketinin bütün düzlemlerde düşürücü. İç rotasyon kol yükseklik ve düşürücü (Tablo 3) tüm uçakları sırasında alt CMC değerleri (0,44-0,76) göstermiştir. Bu da iç rotasyon ile karşılaştırıldığında, iyi güvenilirlik gösteren, genellikle daha düşük yukarı dönüş için hata değerleri (σ b = 2.7 ° 4.4 °) ve posterior tilt (σ b = 1.3 ° ° 2.8) ile dalga ölçüm hatası yansıdı ( σ b = 3.9 ° 7.3 °) (Tablo 3). Yükseklik ve düşürücü aşamalarında (Şekil 10) hem sırasında yukarı dönme, arka tilt ve iç rotasyon için elde benzer dalga desenleri ile gün arasında herhangi bir önyargı, Orada görünmedi.

Şekil 4,
Şekil 4. A) Yerel (Lokal değnek bağlı dört işaretlerini kullanarak değnek koordinat sistemi akromion işaretleyici küme AMC (AMCO, AMCA, AMCM). B üç belirteçleri tarafından belirlenen (AMC)) koordinat sistemi M1, M2, M3 ve M4). değnek ucu sonradan, değnek. C) küresel koordinat sistemi içinde anatomik dönüm noktası konumunu temsil değnek, ucu yeri X ekseni boyunca M1 işaretleyici bir nokta olarak 83 mm hesaplanır yerel göre belirlenirAMC koordinat sistemi. Örnek kinematik modelleme komutlar her adım için verilmiştir. Bu rakam akromiyon işaretleyici küme. Hum kullanarak düşürücü kol sırasında skapular kinematik Ölçme Warner, MB, Chappell, PH ve Stokes, MJ modifiye edilmiştir. Mov. Sci 31, 386-396, doi:.: Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Şekil 5,
Şekil 5. A) yerel göre akromion açısı işaretinin konumu küresel koordinat sistemi (siyah eksenler) kadar) yerelden akromion açısı (AA) işaretinin dönüşüm akromion işaretleyici küme. B koordinat sistemi.

Şekil 6,
Şekil 6. Yerel koordinat sistemiscapula (TS) ve Biyomekanik Öneriler Uluslararası Derneği aşağıdaki alt açı (AI) akromion açısı (AA) yerleri tarafından tanımlanan scapula, medial omurganın. Örnek kinematik modelleme komutları sağlanmaktadır. Bu rakam akromiyon işaretleyici küme. Hum kullanarak düşürücü kol sırasında skapular kinematik Ölçme Warner, MB, Chappell, PH ve Stokes, MJ modifiye edilmiştir. Mov. Sci 31, 386-396, doi:.: Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Şekil 7,
Şekil iç rotasyon (Y) bir rotasyon dizisi aşağıdaki toraks göre her eksen etrafında skapula 7. Euler açısı rotasyonları, yukarı rotasyon (X ') ve posterior tilt (Z "). Bu rakam Warner, MB, Chappell, PH ve Stokes, MJ Ölçüm skapula modifiye edilmiş akromiyon işaretleyici küme. Hum kullanarak düşürücü kol sırasında r kinematiği. Mov. Sci 31, 386-396, doi:.: Http: //dx.doi.org/10.1016/j.humov.2011.07.004 (2012).

Şekil 8,
Şekil 8. A) humeral yükselmesi ve her bir aşamanın başlangıç ​​ve sonunu belirlemek için kullanılan yeşil noktalı çizgiler. B) humeral açısal hız ile gösterilen her bir fazın başlangıcı ve sonu ile indirilmesi. üstteki kırmızı kesik çizgi yükseklik fazının başlangıcını ve sonunu belirlemek için kullanılan eşiği temsil eder. alt kırmızı kesikli çizgi başlangıç ​​ve düşürme aşamasının sonunu belirlemek için kullanılan eşik temsil eder. Yeşil noktalı çizgiler açısal hız eşikleri aşmış hangi noktalarını temsil eder.

ig9highres.jpg "/>
Zamana göre normalleştirmek için 101 veri noktaları üzerinde interpolasyon edilmiş kol yüksekliği sırasında Şekil 9. skapular yukarı dönme.

Şekil 10,
Şekil günden (siyah) ve iki gün (gri) için skapula 10. Kinematik dalga. Gösterilen sagital düzlem kol hareketi sırasında skapula rotasyonları vardır; yukarı yükseklik (A) sırasında rotasyon ve yükseklik (C) sırasında faz (B), posterior eğimini düşürücü ve yükseklik (E) sırasında faz (D) ve iç rotasyon düşürücü ve indirme faz (F). Kesikli çizgiler ± 1 standart sapmasını temsil eder.

Skapular rotasyon Sagital düzlem Skapular uçak Frontal düzlemde
CMC Dalga hatası CMC Dalga hatası CMC Dalga hatası
İç rotasyon Yükseklik 0.44 ± 0.3 7.3 ° ± 1.6 0.50 ± 0.2 6.7 ° ± 0.8 0.44 ± 0.3 3.9 ° ± 1.5
0.93 ± 0.1 3.1 ° ± 1.6 0.94 ± 0.1 3.4 ° ± 1.0 0.93 ± 0.1 2.7 ° ± 1.5
Arka tenteli 0.69 ± 0.2 2.3 ° ± 0.9 0.78 ± 0.2 1,4 ° ± 0.5 0.82 ± 0.2 1.3 ° ± 0.3
İç rotasyon Indirme 0.53 ± 0.3 7.0 ° ± 1.4 0.45 ± 0.2 7.2 ° ± 1.1 0.76 ± 0.2 5.4 ° ± 2.9
Yukarı doğru rotasyon 0.94 ± 0.0 4.4 ° ± 1.0 0.92 ± 0.1 4.3 ° ±1.1 0.94 ± 0.1 3.9 ° ± 1.7
Arka tenteli 0.70 ± 0.2 2.5 ° ± 1.4 0.77 ± 0.2 1.8 ° ± 0.9 0.87 ± 0.1 2.8 ° ± 0.8

CMC çoklu korelasyon katsayısı =.

Çoklu korelasyon ve dalga hata katsayısı ile belirlenen akromion işaretleyici küme Tablo 3. içi-hakem arasında (-gün) güvenilirlik.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

skapular kinematiği belirlemek için metodoloji seçimi çok önemlidir, ve geçerlik, güvenirlik ve araştırma çalışması için uygunluğu göz önüne alınmalı. Çeşitli yöntemler literatürde kabul edilmiş, ancak her yöntem kendi sınırlamaları vardır. akromiyon işaretleyici küme skapulanın non-invaziv dinamik kinematik ölçümü sağlayarak gibi 2D görüntüleme veya skapula yere tekrarlanan yorumunu gerektiren gelen projeksiyon hataları gibi bu sınırlamaların, bir dizi üstesinden gelir. Ancak, AMC yöntemi, özellikle yüksek kol yükseklik açılarında, hala deri hareket artefakt duyarlı ve gündeme bu yüksek kol pozisyonlarda yöntemin geçerliliğini getiriyor. Bu çalışmada açıklanan yöntemin geçerliliği değerlendirildi bir çalışmada, 120 ° ölçüm hatası çok büyük hale gelmekte ve yöntemi artık 29, geçerli yukarıda kol yüksekliği göstermiştir. Ancak, damızlıky de 120 derecenin altında bir konuma kol döner kol, yüksek kol yükseklik takip ederken akromion işaretleyici küme yöntemi 29 geçerli olmaya devam ettiğini göstermiştir. Bu 32 yüksek kol ile anatomik yerlerinden kalibrasyonunu yaparak yüksek kol yükseklik açılarında hataları azaltmak mümkündür. Ancak, bu alt kol yükseklik açılarında hatayı artırır. Bu nedenle, bu skapular kinematiği tespit edildiği için çalışmanın amaçlarını düşünün ve anatomik işaretlerini kalibre etmek için optimal kol yükseklik konumunu karar vermek önemlidir.

Herhangi bir ölçüm tekniği için sipariş uygun bir araç olarak kabul edilmesi için onun güvenilirliğini kurmak önemlidir. Bu çalışmada sunulan veriler akromion işaretleyici küme sırasıyla skapula yukarı dönme ve posterior tilt için iyi arasında günlük güvenilirliği mükemmel sahip olarak sınıflandırılabilir göstermiştir. Bu bulgu olduğunda gözlendiyükseklik sırasında tüm kinematik dalga inceleyerek ve akromion işaretleyici küme kol hareketinin her iki evresinde ölçüm güvenilir bir yöntem olduğunu gösteren, aşamaları düşürücü. Bir önceki çalışmalarda, akromion işaretleyici küme konumlandırma farklı müfettişler karşılaştırırken olumsuz güvenilirlik 27,28, skapular arka eğim özellikle güvenilirliğini etkiler gösterilmiştir olmuştu. 28 sonuç bu çalışmaya, ancak, o arka eğim oldu göstermek gün arasında, güvenilir bir ölçümü. Van Andel çalışmasında (2008) ve bu çalışmada hareket yakalama sistemi (vs aktif işaretleyici. Pasif işaretleyici) türünü içerir ve akromion işaretleyici küme tasarım ve bağlantı yeri arasında metodoloji farklılıklar gözlenen farklılıkları hesaba olabilir . Buna ek olarak, bu akromiyonun farklı alanları üzerine akromion markör panelinin konumlandırılması ölçme işlemi doğruluğunu etkilediği bilinmektedir31 rement. Bu çalışma günü güvenilirliği arasında iyi göstermesine rağmen geçerli ve güvenilir sonuçlar elde sağlamak için katılımcıya akromion işaretleyici küme takarken, bakım alınmalıdır.

Iyi ve mükemmel güvenilirlik yukarı dönme ve posterior tilt gözlendi rağmen tüm kinematik dalga incelerken, skapula iç rotasyon adil güvenilirlik kötü gösterdi. Sırasıyla = yukarı dönme ve arka tilt (CMC = 0.94 ve 0.85, hata 3.3 ° ve 3.4 ° karşılaştırıldığında bu da iç rotasyon (0.82) ve daha hata (4.3 °) için düşük CMC sonuçlar bulduk önceki çalışmalarla uyum içindedir ) 39,40. İç rotasyon skapular rotasyonların en güvenilir, bu nedenle,. iç rotasyon yoksul güvenilirliği nedeni diğer skapular rotasyon kıyasla gözlenen hareket alt aralığı (~ 5 °) bağlı olabilir. k bildirilen hatalarinematic dalga hataları gerçekleşen hareket daha büyük bazı durumlarda bunun anlamı 3.9 ° 7.3 ° arasındadır. Buna ek olarak, katılımcı içinde değişkenlik 3,18,41 doğal büyüktür. zayıf güvenilirlik, bu nedenle, ölçüm tekniğinin bir sonucu olarak, ama doğal kişiler arasındaki farklılıkları çok hareket küçük bir aralık ile birlikte olmayabilir. İç skapular dönüş tekrarlanan ölçümler incelerken dikkatli alınmalıdır.

skapular kinematik ölçme amacı genellikle omuz sıkışma 1 olan hastalarda klinik olarak gözlenen skapular diskinezi, ölçmek ve daha sonra omuz sıkışma 30 etkilerini azaltmak için tedavi müdahaleleri aşağıdaki skapular kinematiği değişiklikleri değerlendirmek için. Bu çalışmada açıklanan teknik bir moto aşağıdaki omuz sıkışma bireylerin bir grup skapular kinematiği değişiklikleri göstermek için kullanılır olmuşturr kontrol egzersiz 30 yeniden eğitim ve 29 geçerli ve güvenilir olduğu gösterilmiştir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Passive marker capture system Vicon Motion Systems N/A
Nexus Vicon Motion Systems N/A Data capture software
Bodybuilder Vicon Motion Systems N/A Modeling software
14 mm retro reflective markers Vicon Motion Systems VACC-V162B
6.5 mm retro reflective markers Vicon Motion Systems VACC-V166
Calibration wand Vicon Motion Systems N/A
Plastic base N/A N/A Constructed 'in-house'
Matlab Mathworks N/A Numerical modelling software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kibler, W. B., et al. Clinical implications of scapular dyskinesis in shoulder injury: the 2013 consensus statement from the 'scapular summit'. British Journal of Sports Medicine. 47, 877-885 (2013).
  2. Luckasiewicz, A. C., McClure, P. W., Michener, L. A., Pratt, N., Sennett, B. Comparison of 3-dimensional scapular position and orientation between subjects with and without shoulder impingement. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 29, 574-586 (1999).
  3. Ludewig, P. M., Cook, T. M. Alterations in shoulder kinematics and associated muscle activity in people with symptoms of shoulder impingement. Physical Therapy. 80, 276-291 (2000).
  4. McClure, P. W., Bialker, J., Neff, N., Williams, G., Karduna, A. R. Shoulder function and 3-dimensional kinematics in people with shoulder impingement syndrome before and after a 6-week exercise program. Physical Therapy. 84, 832-848 (2004).
  5. Lin, J. J., et al. Functional activity characteristics of individuals with shoulder dysfunctions. Journal of Electromyography and Kinesiology. 15, 576-586 (2005).
  6. Tate, A. R., McClure, P. W., Kareha, S., Irwin, D., Barbe, M. F. A clinical method for identifying scapular dykinesis, Part 2: Validity. Journal of Athletic Training. 44, 165-173 (2009).
  7. Timmons, M. K., et al. Scapular kinematics and subacromial-impingement syndrome: a meta-analysis. Journal of Sports Rehabilitation. 21, 354-370 (2012).
  8. Endo, K. Y. K., Yasui, N. Influence of age on scapulo-thoracic orientation. Clinical Biomechanics. 16, 1009-1013 (2004).
  9. Lovern, B., Stroud, L. A., Evans, R. O., Evans, S. L., Holt, C. A. Dynamic tracking of the scapula using skin-mounted markers. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers. 223, 823-831 (2009).
  10. Inman, V. T., Sanders, J. B., Abbott, L. C. Observations on the function of the shoulder joint. Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 26, 1-30 (1944).
  11. Saha, A. K. Mechanics of elevation of the glenohumeral joint. Acta Orthopaedica Scandanavia. 44, 668 (1973).
  12. Freedman, L., Munro, R. R. Abduction of the arm in the scapular plane: scapular and glenohumeral movements. A roentgenographic study. Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 48, 1503-1510 (1966).
  13. Poppen, N. K., Walker, P. S. Normal and abnormal motion of the shoulder. Journal of Bone and Joint Surgery (Am). 58, 195-201 (1976).
  14. Graichen, H., et al. Magnetic resonance-based motion analysis of the shoulder during elevation). Clinical Orthopedic Related Research. 370, 154-163 (2000).
  15. Youdas, J. W., Carey, J. R., Garrett, T. R., Suman, V. J. Reliability of goniometric measurements of active arm elevation in the scapula plane obtained in a clinical setting. Arch. Phys. Med. Rehabil. 75, 1137-1144 (1994).
  16. Doody, S. G., Freedman, L., Waterland, J. C. Shoudler movement during abduction in the scapula plane. Arch. Phys. Med. Rehabil. 51, 595-604 (1970).
  17. Karduna, A. R., McClure, P. W., Michener, L. A., Sennett, B. Dynamic measurements of three-dimensional scapular kinematics: a validation study. Journal of Biomechanical Engineering. 123, 184-191 (2001).
  18. McClure, P. W., Michener, L. A., Sennett, B., Karduna, A. R. Direct 3-dimensional measurement of scapular kinematics during dynamic movements in vivo. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 10, 269-277 (2001).
  19. Bourne, D. A., Choo, A. M. T., Regan, W. D., MacIntyre, D. L., Oxland, T. R. Three-dimensional rotation of the scapula during functional movements: an in vivo study in healthy volunteers. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 16, 150-162 (2007).
  20. Braman, J. P., Engel, S. C., LaPrade, R. F., Ludewig, P. M. In vivo assessment of scapulohumeral rhythm during unconstrained overhead reaching in asymptomatic subjects. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 16, 960-967 (2009).
  21. Ludewig, P. M., Hassett, D. R., LaPrade, R. F., Camargo, J. A., Braman, J. P. Comparison of scapular local coordinate systems. Clinical Biomechanics. 25, 415-421 (2010).
  22. Ludewig, P. M., et al. Motion of the shoulder complex during multiplanar humeral elevation. The Journal of Bone and Joint Surgery. 91, 378-389 (2009).
  23. Johnson, G. R., Stuart, P. R., Mitchell, S. A method for the measurement of three-dimensional scapular movement. Clinical Biomechanics. 8, 269-274 (1993).
  24. Helm, F. C., Pronk, G. M. Three-dimensional recording and description of motions of the shoulder mechanism. Journal of Biomechanical Engineering. 117, 27-40 (1995).
  25. McQuade, K. J., Smidt, G. L. Dynamic Scapulohumeral rhythm: The effects of external resistance during elevation of the arm in the scapular plane. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 27, 9 (1998).
  26. Matsui, K., Shimada, K., Andrew, P. D. Deviation of skin marker from bone target during movement of the scapula. Journal of Orthopaedic Science. 11, 180-184 (2006).
  27. Meskers, C. G. M., Jvan de Sande, M. A., de Groot, J. H. Comparison between tripod and skin-fixed recording of scapular motion. J. Biomech. 40, 941-948 (2007).
  28. Andel, C. J., van Hutten, K., Eversdijk, M., Veeger, D. J., Harlaar, J. Recording scapular motion using an acromion marker cluster. Gait and Posture. 29, 123-128 (2009).
  29. Warner, M. B., Chappell, P. H., Stokes, M. J. Measuring scapular kinematics during arm lowering using the acromion marker cluster. Hum. Mov. Sci. 31, 386-396 (2012).
  30. Worsley, P., et al. Motor control retraining exercises for shoulder impingement: effects on function, muscle activation, and biomechanics in young adults. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 22, e11-e19 (2013).
  31. Shaheen, A. F., Alexander, C. M., Bull, A. M. J. Effects of attachment position and shoulder orientation during calibration on the accuracy of the acromial tracker. J. Biomech. 44, 1410-1413 (2011).
  32. Prinold, J. A. I., Shaheen, A. F., Bull, A. M. J. Skin-fixed scapula trackers: A comparison of two dynamic methods across a range of calibration positions. J. Biomech. 44, 2004-2007 (2011).
  33. Wu, G., et al. ISB recommendation on definitions of joint coordinate systems of the various joints for the reporting of human joint motion - Part II: shoulder, elbow, wrist and hand. J. Biomech. 38, 981-992 (2005).
  34. Karduna, A. R., McClure, P. W., Michener, L. A. Scapular kinematics: effects of altering the Euler angle sequence of rotations. J. Biomech. 33, 1063-1068 (2000).
  35. Veeger, H. E. J. The position of the rotation center of the glenohumeral joint. J. Biomech. 33, 1711-1715 (2000).
  36. Doorenbosch, C. A. M., Harlaar, J., Veeger, H. E. J. The globe system: an unambiguous description of shoulder positions in daily life movements. J. Rehabil. Res. Dev. 40, 147-156 (2003).
  37. Kadaba, M. P., et al. Repeatability of kinematic, kinetic, and electromyographic data in normal adult gait. Journal of Orthopaedic Research. 7, 849-860 (1989).
  38. Schwartz, M. H., Trost, J. P., Wervey, R. A. Measurement and management of errors in quantitative gait data. Gait and Posture. 20, 196-203 (2004).
  39. Jaspers, E., et al. The reliability of upper limb kinematics in children with hemiplegic cerebral palsy. Gait and Posture. 33, 568-575 (2011).
  40. Thigpen, C. A., Gross, M. T., Karas, S. G., Garrett, W. E., Yu, B. The repeatability of scapular rotations across three planes of humeral elevation. Research in Sports Medicine. 13, 181-198 (2005).
  41. Groot, J. H. The variability of shoulder motions recorded by means of palpation. Clinical Biomechanics. 12, 461-472 (1997).
Cilt Hareket Artifacti Minimize bir Akromion Marker Kümesini kullanma Dinamik Skapular Kinematiğinin Ölçümü
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Warner, M. B., Chappell, P. H., Stokes, M. J. Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact. J. Vis. Exp. (96), e51717, doi:10.3791/51717 (2015).More

Warner, M. B., Chappell, P. H., Stokes, M. J. Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact. J. Vis. Exp. (96), e51717, doi:10.3791/51717 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter