Abstract
人間の歩行の空間的および時間的特性は頻繁に主に整形外科や神経学患者1-4でなく、健康な高齢者5,6に、可能な歩行障害を特定するために評価されます。このプロトコールに記載定量歩行分析は（材料の表を参照）は、ポータブル設定が容易であるため、臨床で使用される可能性を有し、最近導入された光電システムを用いて行われる（サブジェクト調製物は、試験の前に必要とされない）、および保守·センサーのキャリブレーションを必要としません。光電システムは、廊下を作成するために、互いに平行に配置され、進行7の線に対して垂直に配向された発光と受光ダイオードの高密度床系光電セルの一連の構成。システムは、単にによる記録領域内の足の存在のために、例えば、光信号の中断を検出する。テンポラル歩容パラメータと連続したステップの1次元空間座標は、その後、そのようなステップ長、単一肢支持体及びその有効性基準器に対して最近7,9が実証された歩行速度8、などの一般的な歩容パラメータを提供するように計算される。測定手順は非常に簡単です。一人の患者は、5分未満で試験することができ、総合的なレポートには、1分未満で生成することができる。
Introduction
ウォーキングは、日常生活の中で最も重要な物理的な活動の一つであり、歩行劣化を呈することがある高齢者や患者集団の生活の質の主要な決定要因である。歩行機能の臨床評価は、老化および/または整形外科的/神経学的な病状によって誘発される潜在的な変化を明らかにすることなく、治療の機能的利益を証明することが重要である。異なる装置は、歩容パラメータ、 例えば 、力プレート、ビデオベースの三次元運動解析、本体に取り付けられた加速度計10,11、及び計装通路マットまたはトレッドミル12の定量的評価のために開発されている。しかしながら、これらのシステムは、主にそれらが動作するには複雑であるため、調査研究のためにではなく、臨床目的のために使用される低アクセス性、および脆弱なセンサーを有している。
床系光電システムは、最近、有効な校正を提供することであり、導入された一時的な機能や、歩行ステップの1D空間座標のculation。この計測器の既存のシステムに比べていくつかの利点がある：それは、取り扱いが容易であり、データは非常に迅速に収集され、それは詳細なレポートを作成するために、単純であり、それは、システムの長さを変えることができることを意味するモジュラーシステムである。従って、群内の長手方向の評価の変化及び断比較において群間差を測定するために安心して使用することができる。記載されているプロトコルの目標は、機器とその設置に焦点を当てる、と客観的かつ率直に、高齢者や患者集団における時空間歩容パラメータを評価するための評価手順を記述するためである。
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Protocol
プロトコルは、チューリッヒの現地人材倫理委員会（KEKチューリッヒ）のガイドラインに従っています。
1.ハードウェアの取り付け（図1）
- （および進行のラインに）約1mの間の設定距離と廊下を作成するために、フロアベースバーの2つの10-mのセットを使用し、それらが互いに平行に置く。
注：この距離は、8メートルまで増加させることができる。各バーは、1mの長さを有し、96発光ダイオードで構成されている。 - 右側の光透過性（T）単位と左の受光（R）ユニットを配置することにより、バーを設置するための光透過性（T）と受光（R）単位を区別すること歩行方向に対して側。
注：最初のメーターバー（TとRの両方）が銀ドラムを持っている。残りの9メートル上に配置されたTとRバーはすべて等しいと交換可能です。 - キャップ（無線）での行のすべてのバーを接続します。 2ポウを使用してくださいR用品：バー（TとR）のセットごとに1。
- USBケーブルでノートPCへの最初のRバーを接続します。
- 次回のオフライン検証のための最初のバー（ 例えば 、開始足）にカメラを置き、USBケーブルでノートパソコンに接続します。
- トラックの始まりと終わりの前と後のマーク2メートルを入れてください。
- まず、RとTバーのオン·オフスイッチを用いた光電デバイスのスイッチをオンにします。
- 全てのRバー上にあるコントロールLEDがグリーンに点灯していることを確認してください。
注：そうであれば、システムが正しく配置され、テストが開始することができます。制御LEDの1つまたは複数の赤色である場合しかし、システムが正確に位置決めおよび/または接続されていない。彼らは完全にカチックリックしてから再びオフとオンシステムの電源を入れていることを確認して、すべてのキャップを制御します。
図1. photoelectricシステムは、光透過性（T）と受光（R）は、約1mの距離で互いに平行に配置されたユニットで構成され、カメラに近い制御目的のためにスタートエリアに設置されている。ラップトップは、第1のRバーとカメラにUSBケーブルで接続されている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
2.ソフトウェアのインストールとテストの準備
- www.optogait.com/Support/Downloadsから光電システムを動作するソフトウェアをロードします。注意：このプロトコルは、バージョン1.8.1を用いて説明する。
- ソフトウェアは、次のように新しいテストを作成する歩行分析のために最初に使用された場合には（そうでなければ2.3に進む）。
- [ テスト]を選択し定義/変更のテストをクリックしてください。今歩行テストをクリックし、 重複したテストを選択します。テストが複製されるように、ポップアップウィンドウの Confirmをクリックします。
- 名前を変更するには、重複してテストをダブルクリックして（ 例えば 、歩行テスト10バール）とバーの数が10を選択します。 図2に示されている歩行テストのための標準的なパラメータを使用してください。最後に、すべての変更を保存するために保存]を選択します。
- データベースに新しい患者を追加します。 患者を選択して、[挿入 ]をクリック/患者を変更し、データを入力するために新しい患者をクリックしてください。次に、データを保存します 。
光電システムを初めて使用されるとき、図2に、本 プロトコールに記載のように10バールとの歩行試験のための標準設定は、これらの設定を持っているが定義される。このプロトコルで始まる足が定義されていません。このシステムは、患者が記録領域に入り、患者が測定ユニットを離れると計測を停止したときの測定を開始する。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
3.試験手順
- 常に患者13に同じ指示を与える。
- 二つの異なる速度で10 mの歩道に沿ってフラット底の靴で歩くて服用するよう指導：通常よりも速いペースで歩く "（（"あなたのために快適であるペースで歩く」）、および通常より速くあなたは、通常は）「歩くだろう。
- 歩行試験中に直進探すために患者情報を確認して下さい。
- より良い試験条件を標準化するために、同じ足で最初のステップを開始するために患者情報を確認して下さい。
- 第1の光電バーの前に2メートルを歩き始めるために患者に依頼し、各TR締結する一定の歩行速度13を維持するために、最後のバーから2メートルIAL。
- 患者への通常の速度で1裁判を実証している。
- 各速度での1の実験的トライアルに続いて3習熟トライアルを実行するために患者を要求する。常に最初に通常の速度試験を完了してください。
- ソフトウェアと準備を取得するには、 テストをクリックし、作成したテストと測定を開始するために実行します 。
- は 、Selectをクリックする患者を選択し、[ 確認をクリックすることで患者を選択します。
- 、歩行テスト10バーを選択]をクリックし、テストなどを選択することで、テストを選択します。唯一このテストは測定のために選択されていることを確認してください。
- それは全体の散歩を記録できるようにカメラを置きます。ノートパソコンの画面上でライブ映像を確認しながら、カメラの位置を変更します。
- 最後に、実行をクリックもう一度。
注：ここでソフトウェアは測定に移ることができます。できるだけ早く患者がバーに入ると、システムは、計測を開始し、ポップアップウィンドウが起動する足を求めて表示されます。
- 歩容パラメータが正しく計算されるように、適切な足をクリックします。
注：テストが開始されると、カメラが自動的に記録されます。 - テストを保存します。
4.データ解析
- 完成した試験を表示するには、 結果をクリックしてください。 [ テスト解析部へのテストのリストからテストを転送する目的の試験の横にある矢印をクリックしてください。今選択したテストを表示するには、[表示 ]をクリックします。この研究で行われたすべてのテストの結果のセクションを参照してください。
注：すべてのテストデータを持つウィンドウ（ 図3）が表示されます。ウィンドウの左側に、各種機能を起動するためのいくつかのコマンドボタンがある。ウィンドウの他の部分は4ティを提示現在のテストに関する情報のPES。情報の各セットは、構成コマンドを使用して非表示/表示することができる。上から下までの項目は以下の通りである：ビデオ、結果を表示するチャート、数値データ、および光電バーを持つテーブル。 - 歩行レポート（ 図3）を表示する歩容データをクリックします。
- レポートを印刷するには、Print（レポートを持つウィンドウが表示されます）をクリックします。
NOTE：そのまま、あるいは修正することができるように、レポートを印刷することができる。異なる時空間パラメータについては、以下の結果が報告書に提示されている：平均左側と右側の±標準偏差（SD）値は、歩行変動14,15を表す変動（CV）の係数、と左の間のパーセント差をと右側（非対称）。- 必要に応じて次のように、レポートを変更：（ステップ4.3）上記のようなレポートを開きます。左のSIDに表示するボタンをクリックするか、 非表示にするレポートの提示されたデータとグラフを適応させる画面の電子メール。
- ロゴおよび/ またはレポート上のフッターを変更するには、これらのパラメータを変更するために、それぞれのボタン（ 変更のロゴや変更フッター ）をクリックしてください。
- 例えば 、異なる機会に実施された2つ以上のテスト、前を比較し、介入後、テストの横にある矢印をクリックすることで結果のセクションで別のテストを選択し、 比較ボタンをクリックしてください。
注：別のテストのすべてのパラメータを直接比較したレポートが表示されます。
すべての試験データの図3のスクリーンショット。コマンドボタン（最終的に変更することができ、レポートが生成された印刷をクリックすることによって、 例えば ）ウィンドウの左側に表示される。他のチャートは数値データ、および光電バーとの結果が、表を表示し、ビデオ：ウィンドウの一部は、上から下へ、現在のテストに関する次の情報を提示する。これらの詳細は、右側にある[設定 ] ボタンを使用して非表示/表示することができます。データの実際のビューはそれぞれ、 歩容データや歩行レポートをクリックすることで変更することができ、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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Representative Results
最近の研究では、整形外科患者と健常高齢対照7における時空間歩容パラメータの評価のための基準器（検証済み電子歩道）に対する光電システムの有効性を実証した。歩行変数の同じ群間差は、2つのシステムによって検出された。併存的妥当性は良好であったが（p <0.001）、0.933と0.999の間の範囲の内相関係数を、系統的なバイアスた（p <0.001）は、2つの計測器の間で観察された。スイング時間とステップ長は、電子通路の場合よりも、光電システムに短かったまま立脚時間とサイクル時間が大幅に長かった。同様に、歩行速度、ケイデンスは、わずかであった（1~2％）であるが、光システムのための有意に低い。
代表的なレポートからのデータは、図4に示されている。報告書は、の結果を示している12ステップ（6左と6右）と通常の速度で行わ裁判を歩く。この試験の時空間歩容パラメータは、左側と右側の平均±SD及びCVとして提示される。また、左右のサイドの間のパーセント差（差分量）を提示する。左側と右側のデータはそれぞれ、紫、ターコイズに示されている。そのようなステップ長として最も一般的な歩容パラメータ、立脚期は、相、単一の支持、ス テップ時間、ケイデンス、および速度をスイング（上の線）を瞬時である実際の試験（ 図3）の間に計算され、画面上に表示。同じ値がオフライン歩行レポート（ 図4）に示されている。両側の間のパーセント差は、介入の前後に、 例えば 、歩行回復の良好な指標である、いわゆる横方向（または両側）の非対称性を表す。対称歩行機能の回復はとてもREGに患者のリハビリテーションにおける主要な目標の一つである日常活動におけるAINの独立性。 CVは、一般に、16,17の落下や神経変性疾患などの臨床的に関連する症候群の患者で増加し、したがって、それが神経学患者のためと軽度認知機能障害を有する被験者に関連するアウトカム指標であるされ、歩行変動性の指標として使用されていると認知症。
整形外科患者が正常な速度で行わウォーキングトレイルの図4.代表歩行レポート。上の図は、（フィート当たり）異なる時間歩容パラメータを持つ単純化された歩行周期を提示します。テーブルのプレゼントは、選択されたテストのための連続したステップのテストデータを平均した。平均±標準偏差（SD）、左右のサイド用variati係数：異なる時空間歩行については、以下の結果が提示されているパラメータ左右のサイド用（CV）、および左右のサイド間のパーセントの差（差分）で。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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Discussion
ここで紹介するプロトコルは、最近導入された光電システムを有する患者の空間的および時間的歩容パラメータ（整形外科、神経、心肺など）、健康な高齢者を評価するために使用することができる。システムの全体の長さ及び幅は、利用可能なスペースと予算に応じて調節することができる。 （ヨーロッパでは）推定コストは10メートルのシステムと推奨される最小の長さのメートル当たり約2800ドルで、床ベースの歩行分析のために3メートルです。光電システムの新機能はまた、最近、それによって2D足音パターンの計算を可能にするグリッドのようなものを作成し、TとRの棒に対して垂直に配置されている二つの追加のバーで廊下を閉じることからなる、導入されている。さらに、唯一の2つの1メートルのバーは、この検証を必要とするにもかかわらず、トレッドミルベースの歩行分析のために使用することができる。
measuremenを開始する前にそれは、すべてのバーが正しく接続されていることを確認することが重要ですtsは。これは、各光電バー上に配置された赤/緑のLED制御によって促進される。別の重要なステップは、各テストの開始時に選択しなければならない出発足の定義である。間違った側を選択した場合には、オフラインの変更はいつでも行うことができ、ビデオから始まる足（および他の最終的な疑い）を検証した後に、（適切なテストを開き、 歩行レポートを選択し、足を変更する）。
全ての時空間歩容パラメータが歩行速度18によってかなり影響されるので、このプロトコルの主な制限は、自己選択歩行速度（正常および通常より速い）の使用である。代替オプションは、メトロノームを用いてすべての被験者に一定の歩行速度を課すことであろう（ 例えば 、毎時4キロで）。このアプローチの妥当性は、それにもかかわらず、ではないすべての患者が歩くことができるように不確実であるおよび/または所定の速度で一定の歩行速度を維持。光電システムの重要な制限は、床（3 mm）のに対して、ダイオードの高さである。この機器は、わずかに立脚時間を過大評価し、ダイオードが床上3ミリメートルをアンロード後足部のロードと前足を検出するので、床に統合された金融商品（ 例えば 、電子歩道やフォースプレート）に比べてスイング時間を過小評価（参考7で図3Aを参照）7。この制限のためシステムは、歩行時に十分に自分の足を上げることができますし、誰がもはや彼らの足の長さ7よりも歩幅を持つ被験者に対する有効なデータを提供することができます。これは、いくつかの深刻な障害のある患者では神経学的歩行変数の評価のために問題を表すことができる。
この光電システムは操作が非常に簡単で、有効なデータを迅速に収集され、容易に包括的なレポートにまとめることができるので、これは患者や高齢者における時空間歩行変数の臨床評価のための潜在的に有用なシステム。臨床医は、実際には、歩行障害を検出するため、および/または介入後の患者の進行状況を監視することが目的に定期健康検査でこれらの評価を実装することができます。
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Disclosures
著者らは、開示することは何もない。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Optogait system (10 meters) | Microgate, Bolzano, Italy | www.optogait.com | |
| Optogait software | www.optogait.com/Support/Downloads | ||
| Laptop | |||
| The Optogait system contains the following equipment: | |||
| 10 Light-transmitting (T) bars (1 as a first meter) | |||
| 10 Light-receiving (R) bars (1 as a first meter) | |||
| 18 Caps to connect the bars within a set (9 for T and 9 for R bars) and 2 special caps for the last T and R bar | |||
| 1 Camera with its tripod | |||
| 1 Cable for connecting the Optogait to the laptop | |||
| 1 Cable for connecting the camera to the laptop | |||
| 2 Power supplies (one for each set of bars) | |||
References
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