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Behavior

Justifiant appropriées Techniques de capture de mouvement pour l'évaluation de Nordic Walking Gait et Posture chez les personnes âgées

doi: 10.3791/53926 Published: May 12, 2016

Summary

Le but était de justifier l'utilisation optimale des techniques de collecte de données pour Nordic marche à pied et à l'analyse de la posture. Capture de mouvement en trois dimensions devrait être utilisé pendant de courte analyse de la durée (ie cycle de marche unique), tandis que accélérométrie devrait être utilisé plus longtemps analyse de la durée (c.-cycles répétés) comme une marche de 6 minutes de test.

Abstract

marche nordique (NW) est devenu une forme sûre et simple de l'exercice au cours des dernières années, et dans l'étude de ce schéma de marche, diverses techniques de collecte de données ont été employées, chacune avec positifs et négatifs. L'objectif était de déterminer l'effet de NO sur les anciens démarche adulte et de la posture et de déterminer l'utilisation optimale des différents systèmes de collecte de données à la fois à court et à long analyse de durée. Gait et la posture pendant NW et la marche normale ont été évalués dans 17 adultes en bonne santé âgés (âge: 69 ± 7,3). Les participants ont effectué deux essais de 6 Tests Minute Walk (6MWT) (1 avec pôles (WP) et 1 sans bâtons (NP)) et 6 essais d'une promenade 5m (3 WP et 3 NP). Motion a été enregistrée à l'aide de deux systèmes, un système de accélérométrie 6 capteurs et un système de capture de mouvement en 3 dimensions 8-caméra, afin de quantifier spatio-temporelle, cinématique, et les paramètres cinétiques.

Avec les deux systèmes, les participants ont démontré une augmentation longueur de la foulée et le double support et dimied vitesse de marche et la cadence WP par rapport à NP (p <0,05). WP En outre, avec la capture de mouvement, plus grand temps de support unique a été trouvé (p <0,05). Avec la capture 3-D, plus petite génération et des moments de force la puissance de la hanche ont été trouvés au contact du talon et de pré-swing, ainsi que plus faible absorption de puissance du genou lors du contact du talon, pré-swing, et le terminal oscillant WP par rapport à NP, lorsqu'il a évalué plus d'un le cycle (p <0,05). En outre, WP a donné plus petits moments de force au contact du talon et le swing de terminal avec de plus grands moments à mi-position d'un cycle de marche (p <0,05). Aucun changement n'a été trouvé pour la posture.

NW semble approprié pour la promotion d'un schéma de marche normale chez les personnes âgées. Capture de mouvement en trois dimensions devrait être principalement utilisé lors de l' analyse de la marche de courte durée (ie cycle de marche unique), tandis que accélérométrie systèmes devraient être principalement utilisés dans les cas nécessitant plus l' analyse de la durée comme lors de la 6MWT.

Introduction

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Marche nordique (NW) est considérée comme une forme simple et sûre de la marche de santé en utilisant des poteaux spécialement conçus 1. Il est suggéré que les pôles offrent plus de stabilité, améliorer la posture, et de réduire le stress articulaire des membres inférieurs. Toutefois, des preuves limitées ou contradictoires existe en ce qui concerne le chargement des articulations et l'alignement postural. D'une part, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, et Koizumi et al. 4 Les améliorations du rapport dans les mesures cinématiques et / ou des réductions de réaction du sol, la compression, et les forces de cisaillement avec leurs études pôle de marche. D'autre part, la baisse des mesures cinématiques et augmentation de la charge conjointe en termes de freinage / forces et des moments de force de propulsion ont été rapportés par Hansen et al. 5, Stief et al. 6, et Hagen et al. 7 , tandis que pôle marche. En outre, les demandes d'amélioration de l'alignement postural semblent avoir entirel disparuy non pris en charge par la recherche scientifique sur ce point.

Comme pour les résultats contradictoires trouvés avec des motifs de la marche, les différentes méthodes et de l'équipement ont été utilisés dans cette ligne de recherche aussi bien. Plusieurs études ont utilisé des systèmes de mouvement en 3 dimensions capture 4,6 et caméras vidéo numériques 2,5, toutes avec plaques de force incorporés dans le système, afin d'évaluer adéquatement la démarche. Bien plus, d' autres études ont eu recours à d' autres moyens d'évaluer la démarche de polarisation nordique y compris l' utilisation de electrogoniometry 7, électromyographie (EMG) 8, et des jauges de contrainte montées sur des poteaux 2,9. Avec la technique utilisée dans ce protocole, il présente l'avantage spécifique d'être en mesure de démontrer une représentation plus appropriée (cycles ie répétés de la marche) de Nordic poling allure d'un individu par rapport aux techniques alternatives qui se sont concentrées davantage sur de courtes durées et des cycles de démarche unique. En outre, cette méthode utiliseaccélérométrie, un outil valide, ce qui à ce point a été peu utilisé dans la recherche de la marche nordique. Selon l'objectif des projets de recherche individuels, l'application de ce protocole peut être approprié pour les situations décrites dans ce protocole, en particulier à court et à long démarche de durée. Il est important de noter que la capture et l' accélérométrie mouvement sont adaptés pour obtenir une variété de caractéristiques de la démarche , notamment: spatio-temporelle (par exemple la foulée la longueur, la vitesse de marche, etc.), cinématique (par exemple , l' amplitude du mouvement), et cinétique (par exemple forces , sorties de puissance, etc.) paramètres.

Et en dépit de l'utilisation de ces diverses pièces d'équipement, de courte durée seulement des événements de la marche (ie cycle de démarche unique) ont été évalués, ce qui laisse des questions en ce qui concerne l'évaluation de la meilleure démarche plus longue durée (c.-cycles de démarche répétées). Par conséquent, la justification de la mise au point et l'utilisation de cette technique est basée sur la importance de façonner une image complète de Nordic poling démarche.

Le but de cette étude était double. Tout d'abord, l'objectif principal est de déterminer et de justifier l'utilisation des deux systèmes d'accélérométrie et de systèmes de capture de mouvement en 3 dimensions dans l'évaluation de la marche et de la posture sur les deux courtes et longues durées. Secondairement, l'objectif est de déterminer l'effet global des bâtons de marche nordique sur les modèles de la démarche, y compris des mesures spatio-temporelles et cinétiques ainsi que l'alignement postural des personnes âgées. À ce jour, peu de recherches ont porté sur des adultes plus âgés NW et de ce qui a été publié, la fonction (c. -à- force, l' équilibre, la flexibilité) a représenté les principales variables de résultats. Par conséquent, les connaissances concernant le rôle des bâtons de marche sur les variables de la marche mesurables est nécessaire et peut donner un aperçu sur la façon dont les pôles peuvent jouer dans nos modèles de démarche que nous vieillissons.

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Protocol

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Cette étude a été réalisée en conformité avec les lignes directrices du Comité d'éthique de la recherche de l'Université d'Ottawa.

Procédure 1. Screening

  1. Fournir montrent de côté des présentations à des groupes de la région de marche locales et recrutement de poste affiches dans les centres communautaires et les établissements publics afin de recruter un groupe d'adultes actifs âgés vivant dans la communauté.
  2. Lors de la visite initiale, d' abord saluer les participants, présentez - les au laboratoire, et de leur fournir le temps de se transformer en une tenue appropriée (c. -à- shorts, t-shirt et chaussures de course). Une fois prêt, fournir à chaque participant une description en profondeur l'étude, obtenir le consentement éclairé écrit et écran chaque individu pour l'admissibilité à l'étude à l'aide de divers questionnaires.
    NOTE: Les critères d'inclusion comprend: 55-80 ans, novice à la marche nordique (NW), pas de troubles neurologiques, des troubles cognitifs pas, pas de conditions cardiaques, aucune blessure ou une chirurgie démarche affectant antérieure et supérieuremouvement des extrémités, et la capacité de marcher sans aide.
    1. Demandez au participant de compléter une santé générale et physique Questionnaire d'activité et de l'aptitude à l'activité physique Questionnaire (Q-AAP) afin de confirmer l'âge, le niveau d'activité, les conditions neurologiques existantes, et d'évaluer brièvement la santé cardiaque.
    2. Ensuite, demandez - leur de remplir une stabilité posturale auto-déclarée et les chutes questionnaire (adapté de Ashburn et al. 10) pour déterminer la prévalence de l' automne, le cas échéant. Enfin, remplissez le Montreal Cognitive Assessment (MOCA) à chaque sujet afin de contrôler la déficience cognitive légère 11, constituant un score minimum de 26 sur 30.

2. Pole Set-up et Nordic Walking Instruction

  1. Fournir à chaque participant avec un ensemble de pôles, et les instruire sur la façon de régler les pôles à une longueur optimale par rapport à leur hauteur. Assurez-vous que le réglage correspond à environ 65% de la hauteur du corps de l'individu.
    1. Fournir à chaque participant avec les instructions suivantes relatives à l'ajustement de la perche. Demandez aux participants de se tenir debout, ont les participants placent la pointe poteau en face des orteils, demandez aux participants de placer le coude et l'avant-bras à côté du corps, et demander aux participants d'allonger les pôles de sorte que le coude forme un approximatif de 90 ° l'angle en regard du corps. Enfin, serrer les pôles et l'angle des pointes de bottes en arrière.
  2. Demander au participant les 4 étapes de base suivantes afin de réduire la quantité d'informations à traiter et à assurer une compréhension approfondie de la technique 12. Allot environ 30 min pour l'instruction et la pratique ultérieure de la technique.
    REMARQUE: les instructions de marche nordique sont à fournir par un marche nordique instructeur certifié.
    1. Avant de fixer les bracelets, demander au participant de placer leurs poteaux derrière le bas du dos etse tenir droit. Demandez aux participants de se tenir avec leur poitrine haute et les épaules détendues.
      NOTE: Expliquez aux participants que cela est fait pour acquérir une compréhension de la posture verticale du corps nécessaire pour la marche nordique.
    2. Demandez à chaque participant fixer les bracelets, placez les pointes polaires derrière eux, et se détendre leurs armes à leurs côtés. Tout en gardant leurs mains ouvertes (c. -à ne pas saisir les poignées), demander au sujet de commencer à marcher avec le balancement des bras minimal pour environ 100 m.
      NOTE: A ce stade, les pôles sont tout simplement à la traîne du participant.
    3. Tout en gardant les mains ouvertes et en faisant glisser les pôles derrière eux, demander au participant de commencer à marcher plus vite. Demandez aux participants de visualiser apportant leur main comme s'ils sont sur le point de serrer la main de quelqu'un.
      NOTE: A ce stade, explique que le but est de promouvoir les actions naturelles réciproques et rythmiques des bras et des jambes pendant la marche.
    4. Finalement,comme le bras pivote vers l'avant, avoir le participant saisit doucement la poignée et appliquer une force contre le sol. Avec chaque bras oscillant, d'instruire l'individu à soulever légèrement les pôles du sol et fermement les planter à chaque foulée subséquente.
      NOTE: A ce stade, expliquent que les aides à la force appliquée dans la progression de la démarche et offre une résistance à la musculature du haut du corps.

3. Collecte de données et protocole de test

  1. En utilisant une mesure standard de bande, échelle de poids, et de l'étrier, de prendre des mesures anthropométriques du participant, y compris la hauteur, le poids, inter-ASIS distance, à gauche et les longueurs de jambe droite, la largeur des genoux, des largeurs de la cheville, les compensations de l'épaule, la largeur des coudes, des largeurs de poignet, et épaisseurs de main.
    1. Au moyen d' un ruban à mesurer, mesurer chaque longueur de la jambe lorsque la distance à l'axe antéro-épine iliaque (SISA) au centre de la malléole interne, ainsi que la distance entre l'épine iliaque antéro gauche et à droite ( à savoir </ Em> distance inter-ASIS).
      1. Ensuite, mesurer la largeur de chaque joint à l' aide d' un pied à coulisse en trouvant la distance entre les proéminences osseuses (par exemple les condyles) de chaque articulation. Enfin, mesurer la hauteur et le poids du participant en utilisant un ruban à mesurer standard et échelle, respectivement.
  2. Afin d'évaluer les modèles de démarche (par exemple , les mesures spatio-temporelles) et l' alignement postural sur une longue période de temps, utiliser un système de accélérométrie pour la collecte de données au cours de la marche de 6 minutes Test (6MWT), qui est un test valide et approprié dans l'évaluation adulte âgé d'endurance physique 13.
    1. Pour le système de accélérométrie, veiller à ce qu'il est composé d'au moins 6 capteurs, chacun avec des accéléromètres et des gyroscopes intégrés à eux afin de mesurer à la fois l'accélération (g) et la vitesse angulaire (deg / sec) de chaque segment spécifique du corps.
      1. Avant le placement sur le participant, veiller à ce que tous les capteurs are solidement amarré à la station d'accueil du système afin de les synchroniser et calibrer le système, et , finalement , le relais des mesures de données précises 14.
    2. Fixez les capteurs utilisant crochet et boucle sangles réglables, fixer les capteurs au poignets, chevilles, rachis lombaire (L5) et du tronc et de recueillir à un taux d'un minimum de 100 Hz d'échantillonnage.
      1. Lors du placement des capteurs, veiller à ce qu'elles soient orientées selon les lignes directrices du système. Positionner les capteurs de la cheville en avant. Positionner les capteurs de poignet en arrière (lorsqu'il est en position anatomique). Positionner le capteur de tronc au-dessus du sternum, et positionner le capteur L5 directement à l'L5 vertèbres.
        REMARQUE: Les données cinématiques sont transmises sans fil à partir de ces capteurs à un point d'accès qui est utilisé à la fois avec précision la transmission des données synchronisées.
    3. Monter le participant avec les 6 capteurs et leur demander d'effectuer deux essais du 6MWT, une avec des poteaux et des one sans. assigner au hasard ces deux essais pour contrôler les effets de la commande.
    4. Demandez aux participants de marcher en arrière le long d'un 25 m allée à une vitesse d'auto-sélectionné pour le 6MWT, à la fois avec et sans poteaux. A ce moment, veillez à cliquer sur "Démarrer" pour commencer la collecte de données avec le système d'accélérométrie.
      NOTE: Au cours des essais de pôles, fournir des instructions aux participants de mettre en œuvre leur instruction de polarisation.
  3. Enfin, évaluer courts événements durée de la marche à l'aide d'un système de capture de mouvement en 3 dimensions la collecte à un minimum de 100 Hz, avec deux plaques de force intégrés dans la voie. Synchroniser les plates-formes de force avec le système de capture de mouvement, veiller à ce que les plates-formes de force sont mis à zéro pour éviter le bruit dans les données, et veiller à ce qu'ils recueillent à un taux d'échantillonnage suffisant, par exemple 1000 Hz.
    1. Synchroniser les plaques du système de capture de mouvement de force d'abord en les reliant à l'ordinateur via les fils fournissentd de la société. Deuxièmement, directement dans le logiciel du système de capture de mouvement, il est impératif de "ajouter" les plaques au volume de capture de force en saisissant les dimensions, les sensibilités, les taux d'échantillonnage, ainsi que toute autre information requise pour le système.
    2. Veiller à ce que les plaques de force ont été «remis à zéro». Pour ce faire, en deux étapes: 1) un clic droit sur chaque plaque de force dans le logiciel et sélectionnez «Zéro force de plaque» et 2) appuyez sur le bouton «zéro» qui est directement sur la zone d'acquisition de données des plaques de force.
      REMARQUE: Assurez-vous que le système de capture de mouvement recueille de l'information en temps réel à la fois les jambes gauche et droite de grèves à pied sur chaque plate-forme de force et permet une analyse spatio-temporelle, cinématique et cinétique.
  4. Procéder à un étalonnage dynamique du système (visant à définir le volume de capture qui doit être utilisé lors de la collecte de données). Pour ce faire, une baguette 3-marqueur d'une manière contrôlée par le capture l'espace. Ensuite , effectuer un étalonnage statique du système pour définir le système de coordonnées global (c. -à- point de 0, 0, 0 (x, y, z référence) en plaçant un L-cadre 4-marqueur à celui spécifié point de référence et sélectionnez «Volume Set 'dans le logiciel de l'ordinateur.
    NOTE: L'étalonnage dynamique aide ultérieurement dans la reconstruction de la position en 3 dimensions de 39 marqueurs réfléchissants utilisés pour ce modèle.
    1. Monter le participant avec les 39 marqueurs réfléchissants, les attacher avec du ruban adhésif double face et en les plaçant sur des repères spécifiques anatomiques, notamment: deuxième métatarsiens, malléoles latérale, calcanei, gauche et droite à mi-tige, condyle fémoral latéral, gauche et droite mi-cuisse , ASIS, SIEP, T10, C7, de retour, de la clavicule, du sternum, acromion, à mi-humérus, epicondyles latérales gauche et à droite, à gauche et à droite à mi-avant-bras, les poignets médial et latéral, deuxième métacarpiens, tête antéro-latérale, et postéro-latéral tête.
    2. Demander au participant alorseffectuer 6 essais de 5 m à pied à travers le volume de capture de systèmes, trois avec des bâtons et trois sans. attribuer aléatoirement ces essais au contrôle de l'effet de l'ordre et de fournir la même instruction que par l'6MWT.

4. Les données et l' analyse statistique 14

  1. Lors de l'analyse de l'6MWT, enlever tous les tours au cours du procès, afin de rendre compte de la marche strictement l'état d'équilibre Après avoir enlevé les tours, utiliser le logiciel du système pour extraire les mesures spatio-temporelles, plage de tronc de mouvement (ROM) dans tous les lieux, et vitesses de tronc dans tous les plans.
    NOTE: Ceci est fait automatiquement lors de ce protocole grâce à des algorithmes utilisés par le système lui - même 14. Les étapes consistant à extraire les variables dépendantes nécessaires dans ce système sont listés ci-dessous.
    1. Utilisation du logiciel du système d'accélérométrie, cliquez d'abord sur 'Data Monitor', sélectionnez les essais horodatés appropriés qui ont été collectées, cliquez droit sur le trEIAA, et sélectionnez «Convertir au format CSV. Après avoir fait cela, ouvrez le fichier CSV et veiller à ce que les données de tous les 6 capteurs ont été exportés pour une analyse ultérieure.
    2. Ensuite, sélectionnez le procès à nouveau et cliquez sur "Exporter au format PDF. Observer le système génère un rapport PDF avec un certain nombre de variables. De là, extraire les variables qui sont souhaitées pour l'étude, dans ce cas, des mesures spatio-temporelles et cinématiques.
  2. Pour la capture de mouvement en 3 dimensions, filtrer tous les essais en utilisant un quatrième ordre zéro lag filtre Butterworth pour les appareils analogiques avec une fréquence de coupure de 10 Hz ainsi qu'un filtre Woltring les trajectoires des marqueurs avec une MSE 15 mm valeur prédite. Pour ce faire, fixer les options de filtrage "Butterworth et Woltring 'à la conduite des opérations dans le logiciel du système, sélectionnez les fréquences de coupure susmentionnées et les valeurs MSE, et cliquez sur" Exécuter ".
    1. Ajouter une opération de «Exporter vers un fichier ASCII 'au pipeline des opérations au seinle système et sélectionner "Exécuter". Enregistrer la feuille de calcul ASCII nouvellement exporté (feuille de calcul) à l'ordinateur.
    2. Ouvrez les fichiers ASCII exportés et dans chaque fichier, recherchez les sorties de puissance et des moments de force (c. -à- cinétique) pour chacune des articulations des membres inférieurs, y compris la cheville, du genou et de la hanche.
      NOTE: Utilisation des fonctions minimales et maximales au sein de la feuille de calcul, calculer les crêtes supérieures et inférieures correspondant aux différentes phases d'un cycle unique de la démarche (par exemple A1, K1, H1, etc.) tel que décrit par Winter 14.
    3. Ensuite, extraire les mesures spatio-temporelles en utilisant le logiciel de système spécifique, qui, dans ce cas, est calculé automatiquement grâce à des algorithmes du système et de mesures anthropométriques. Pour extraire les variables spécifiques, d'abord importer le procès souhaité dans le logiciel du système, sélectionnez «Événements», et cliquez sur la variable souhaitée pour obtenir la moyenne variable à partir de chaque essai.
  3. Lnfin, en utilisant les fichiers ASCII, localiser les trajectoires pour le marqueur C7 ainsi que les marqueurs sacraux / pelviens. L'utilisation de ces trajectoires, calculer l'alignement postural que le différentiel entre ces marqueurs et les trajectoires dans les deux directions médio-latérale et antéro-postérieur.
  4. Ouvrez le logiciel statistique et importer le procès spécifique. Tout d'abord, en utilisant le test de Shapiro-Wilks pour la normalité, assurer si les données sont normalement distribuées.
    1. Pour comparer avec et sans bâtons, l'utilisation jumelé tests t lorsque les données sont normalement distribués et Wilcoxon Rank Tests lorsqu'il est décalé. Utilisez plusieurs procédures de comparaisons par paires Holm-Sidak lorsque cela est nécessaire. Le niveau de signification est fixé à p <0,05.

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Representative Results

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Paramètres Gait spatio-temporelle

Lors de la marche avec des bâtons de marche nordique et évalués en utilisant des plaques de capture et de force mouvement, longueur de la foulée (p <0,01), double temps de support (p <0,001), et le temps de support unique (p <0,001) sont tous sensiblement plus longue par rapport à la marche sans bâtons . En outre, la vitesse démarche (p <0,05) est significativement plus lente et la cadence (p <0,001) est nettement plus faible avec des pôles par rapport à sans chez les personnes âgées. En outre, lors de l'examen marche sur une durée plus longue promenade avec le 6MWT et en utilisant accélérométrie, des résultats similaires sont notés avec une plus grande longueur de foulée (p <0,001) et double temps de support (p <0,001) ainsi qu'une vitesse de marche nettement plus lente (p <0,001) et plus petite cadence (p <0,001) (Tableau 1).

Basse mixte Extremity Analyse cinétique </ P>

mesures cinétiques sont uniquement évaluées à l'aide de capture de mouvement en 3 dimensions.

Articulation de la hanche

Lors de l' utilisation des poteaux, significativement plus faible production d'énergie de la hanche est vu au contact du talon (H1) (p <0,05) ainsi qu'au pré-swing (H3) (p <0,01) par rapport à la marche sans bâtons (Figure 1). Pour coïncider avec ces réductions de la production d'énergie de la hanche, le moment de force tout en marchant avec des bâtons est nettement plus petit à la fois le contact du talon (p <0,05) et pré-swing (p <0,05) par rapport à sans bâtons.

Knee Power Generation / Absorption

Lors de l'utilisation des poteaux, significativement plus faible absorption de puissance du genou est vu au contact du talon (K1) (p <0,05), au pré-swing (K3) (p <0,001), et au terminal oscillation (K4) (p <0,001) par rapport à la marche sans bâtons (Figure 2). En outre, avec des pôles significativement plus petits moments de force se trouvent au contact du talon (p <0,001) et au balancement terminal (p <0,001) et significativement plus grands moments de force à mi-position (p <0,01) par rapport à sans bâtons.

Cheville Power Generation / Absorption

Il n'y a aucune sortie de puissance de la force ou le moment des différences au niveau du joint de cheville significative à chaque contact avec le talon (A1) ou décollement des orteils (A2).

Analyse posturale

Il n'y a pas de différences significatives dans la fourchette de tronc de mouvement lors de l' utilisation accélérométrie dans l' un des trois plans de mouvement (c. -à- frontal, sagittal et horizontal) ou avec la capture de mouvement dans les plans frontal et sagittal.

Les résultats trouvés dans cette recherche coïncident avec les recherches antérieures sur le même sujet en utilisant des systèmes de capture de mouvement similaires. Ces résultats démontrent que cette technique et l'utilisation de la capture et l'accélérométrie mouvement peuvent être largement approprié dans l'évaluation de la démarche et de la posture.

Figure 1
Figure 1:. Puissance de la hanche de pointe sur un cycle de marche unique Ce chiffre représente un profil typique de puissance de la hanche en watts par kilogramme de poids corporel sur un cycle de démarche unique (c.-coup de talon d'un pied à la prochaine attaque du talon de ce même pied) à comparer avec pôles (rouge) à sans pôles (bleu). Les flèches en phases H1, H2, et H3 sont révélateurs des changements dans la production d'énergie / absorption dans la comparaison avec des bâtons à sans bâtons, avec les astérisques indiquant une différence significative entre le two. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2
Figure 2:. Puissance du genou de pointe sur un cycle de marche unique Ce chiffre représente un profil typique de puissance du genou en watts par kilogramme de poids corporel sur un cycle de démarche unique (c.-coup de talon d'un pied à la prochaine grève de l' enfer de ce même pied) à comparer avec pôles (rouge) à sans pôles (bleu). Les flèches en phases K1, K2, K3 et K4 sont révélateurs des changements dans la production d' énergie / absorption dans la comparaison avec des bâtons à sans bâtons, avec les astérisques indiquant une différence significative entre les deux. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande cette figure.

VICON APDM Avec les Polonais Sans Polonais Avec les Polonais Sans Polonais Mesures des résultats Moyenne ± SD Longueur Stride (m) 1,39 ± 0,19 1,31 ± 0,21 † 1,47 ± 0,11 1,42 ± 0,11 † Vitesse Gait (m / sec) 1,08 ± 0,23 1,18 ± 0,20 * 1,25 ± 0,17 1,39 ± 0,14 † Cadence (étapes / min) 93.07 ± 10.90 108,78 ± 11,26 † 101,92 ± 12,17 117,82 ± 9,74 † Temps support double (sec) 0,34 ± 0,06 0,28 ± 0,06 † 0,28 ± 0,07 0,22 ± 0,06 † Temps de soutien unique (s) 0,48 ± 0,05 0,41 ± 0,04 † --- ---

Tableau 1:. Des moyens spatio-temporelles et l' écart - type pour les deux systèmes de collecte de données Ce tableau représente les différentes mesures spatio-temporelles obtenues à partir des deux systèmes de capture accélérométrie et de mouvement. Les deux croix et astérisques représentent une différence significative entre les pôles avec et sans poteaux pour chaque système respectif, avec des croix représentant spécifiquement différence significative à p <0,01 et astérisques représentant une différence significative à p <0,05.

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Discussion

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L'importance de maintenir la cohérence en termes d'utilisation de pôle est critique dans ce protocole. En particulier, les mesures appropriées pour la technique de polarisation appropriée ainsi que pôle approprié mis en place sont importants pour maintenir la cohérence entre les différentes études. Par conséquent, les directives et les instructions d'une organisation spécifique de la marche nordique doivent être respectées pour les protocoles de ce genre. En outre , et en particulier lors de l' utilisation accélérométrie, l' utilisation d'un ensemble complet du corps de moniteurs de tri-axial est important d'obtenir une compréhension complète de mouvement complet du corps du sujet (par exemple , la démarche et la posture) , y compris l' accélération et la rotation de chaque segment spécifique du corps. Un tel système peut et doit être principalement utilisé dans les cas selon ce protocole, en utilisant une relativement longue passerelle (par exemple 25 m) afin de tenir compte des événements de longue durée, ainsi que de minimiser le nombre de tours pour tenir compte de la marche avant à l'état stable. Cela pourrait être particulièrement important lors de l' utilisation des tests de démarche validés comme le 6MWT 13 dans les deux paramètres cliniques et de recherche.

En outre, les systèmes de capture de mouvement ont été signalés comme un équipement approprié pour étudier les événements de courte durée tels que les cycles de démarche unique 16 et doit être utilisé en tant que tel, comme cela est le cas avec la deuxième partie de ce protocole. Pour garantir la précision de ce système, il est impératif d'effectuer des étalonnages statiques et dynamiques propres du système pour régler le volume de capture et surtout le système de coordonnées global nécessaire pour la reconstruction en 3 dimensions des marqueurs réfléchissants. Afin d'évaluer à la fois la démarche ainsi que l' alignement postural, un marqueur ensemble complet du corps (par exemple , Plug-in modèle Gait) est nécessaire que les positions et les déplacements de la hanche (SIEP et sacrum) et (C7) des marqueurs de la colonne vertébrale sont essentiels dans la analyse et de mesure de la gamme de tronc de mouvement (ROM) dans l'antérieur-postérieur (AP) et (ML) directions médio-latérale. Et moinfin, les plaques des forces intégrées avec le système doivent être collecte à un taux d'échantillonnage suffisant, par exemple, de 1000 Hz à partir de ce protocole. Taux d'échantillonnage peut être modifié d'une étude à, cependant, les chercheurs doivent être certain de ne pas violer le théorème d'échantillonnage, qui stipule que «le signal de processus doit être échantillonné à une fréquence au moins deux fois plus élevée que la fréquence la plus élevée présente dans le signal lui-même" 17.

Selon la disponibilité du matériel dans les conditions de laboratoire différents, différents systèmes d'accélérométrie et de systèmes de capture de mouvement peuvent être utilisés, à condition qu'ils permettent le respect des étapes critiques de ce protocole. Par exemple, en cas d'impossibilité d'utiliser un système de contrôle tri-axial qui a deux lectures d'accélération et de gyroscope ou si l'espace de laboratoire est insuffisant pour incorporer une longue passerelle, l'utilisation de ce système ne peut pas être tout à fait adéquate pour l'évaluation de sa démarche et la posture . De même, avec les systèmes de capture de mouvement, l'utilisation d'unmodèle bas du corps pour chaque participant est adéquate dans l'évaluation des différentes caractéristiques de la démarche, cependant, les modèles bas du corps ne parviennent pas à évaluer correctement l'alignement postural comme certains de la hanche nécessaire et des marqueurs de la colonne vertébrale peuvent être manquantes pour le calcul du tronc ROM. En outre, si l'on utilise ce protocole pour examiner les conditions spécifiques (par exemple l'arthrose du genou ou de blessures ACL), l' utilisation de différents ou modifiés ensembles de marqueurs tels que celui utilisé par Ali, Rouhi et Robertson 18 peut être utilisé pour créer une évaluation plus complète du genou de telles conditions. De plus, comme cette étude se focalise sur les personnes âgées seulement, le protocole peut bénéficier de l'addition d'un groupe témoin à des fins de comparaison, cependant, cela dépend en grande partie sur les populations pour chaque étude individuelle. En fonction de la population, un groupe de contrôle (par exemple , les jeunes adultes) peut contribuer à la compréhension de la façon dont la démarche plus loin et les changements d'alignement postural, à la fois avec et sans l'utilisation de pôles nordiques. Aussi,afin de mieux comprendre le rôle que les pôles eux-mêmes jouent pendant la marche, l'utilisation de jauges de contrainte pourrait être incorporé. Suite à une technique déjà utilisée sur les jeunes adultes en bonne santé par Jensen et ses collègues 9, le placement d'une jauge de contrainte sur chacun des pôles pourrait contribuer à l'évaluation des mesures de la marche cinétiques. Et enfin, à la suite d' une technique employée par Shim et ses collègues 8, en utilisant l' électromyographie (EMG) avec ce protocole peut aider à comprendre les modèles spécifiques d'activation musculaire des deux extrémités supérieures et inférieures lors de la marche nordique.

L'originalité de ce protocole réside dans le fait qu'il fournit la ligne directrice pour l'état de la démarche artistique analyse en deux très différents set-ups. Par conséquent, cela donne des options rationnelles et viables pour les chercheurs et les cliniciens à choisir au moment de décider sur le protocole qui servira le mieux le but de leur analyse. Pour réitérer, avec le système de capture mouvement en 3 dimensions,le but est d'étudier les événements de courte durée comme cela est le cas avec un seul cycle de marche, tandis que les systèmes d'accéléromètres sont utilisés dans ce cas, d'étudier la marche dans son ensemble sur une période de temps plus longue. Différents systèmes de capture de mouvement en 3 dimensions, ainsi que des caméras vidéo, toutes avec plaques de force intégrés dans leur ont été couramment utilisés dans l'évaluation de la marche nordique marche 3 - 6. Stief et al. 6 a utilisé un système 6-caméra pour recueillir 5 poling et 5 essais non-poling afin de mesurer la cinématique (c. -à- ROM) et la cinétique (ie moments de force) sur les articulations de la hanche, du genou et de la cheville. De même, un système 10-caméra a été utilisée par Koizumi et al. 4 , avec deux plaques de force incorporés pour obtenir des mesures cinétiques de 10 essais de marche nordique, pour finalement calculer cisaillement et de compression des forces des articulations des membres inférieurs et la colonne lombaire. En outre, Hansen et al. 5 a utilisé un 5-cameère du système de vidéo numérique pour enregistrer les mouvements, encore une fois avec deux plates-formes de force intégrés dans la passerelle afin de quantifier les variables cinétiques, y compris: les forces de compression, les forces de cisaillement, forces de réaction au sol, et des moments de force. Les méthodes existantes indiquent fondamentalement à l'utilisation des systèmes de capture de mouvement aussi largement accepté et largement approprié pour une mesure précise et efficace des modèles de démarche d'un individu, mais pour des événements de courte durée.

Contrairement à la communauté de la capture de mouvement, d' autres méthodes telles que celle utilisée par Hagen et al. 7 ont parfois été utilisés. Dans cette étude, des plaques de electrogoniometry et de force sont utilisés pour évaluer les mesures spatio-temporelles (par exemple la foulée de longueur), membre inférieur ROM, et la cinétique, en particulier la force verticale. Ils n'utilisent également un système d'accélérométrie, cependant, il est un moniteur uniaxial qui n'a été placé sur le côté droit radial du poignet pour mesurer wraccélération ist et aider à l'estimation de choc pour le corps. Au - delà de Hagen et al. 7 au cours des dernières années, la marche nordique démarche a vraiment encore être examiné en utilisant accélérométrie. Et plus loin encore, la recherche n'a pas encore d'étudier plus d'événements durée de la marche tels que le 6MWT. Tout comme la capture de mouvement est largement utilisé pour des événements de courte durée, accélérométrie devrait devenir plus d'un aliment de base dans l'analyse démarche, en particulier sur une longue période de temps. Si l'utilisation de l'accélérométrie est plus largement reconnu et apprécié à cet égard, cela peut permettre une évaluation plus représentative de la démarche telle qu'elle est effectuée sur une base quotidienne.

Une fois le protocole perfectionné, utilisant à la fois l'accélérométrie et la capture de mouvement pour analyse de la marche de poling Nordic aidera à créer une évaluation de la démarche dans son ensemble qui pourrait être représentatif des deux giclées courtes de marche ainsi que plus. En outre, ces techniques peuvent être utilisées avec des populations spécifiques (par exemple Parkinsla maladie de suite) pour acquérir une meilleure compréhension de la façon dont des bâtons de marche nordique peuvent affecter non seulement une seule foulée, mais aussi d'obtenir une meilleure représentation de leur démarche de progrès répétés. En outre, si elle est disponible dans la pratique clinique, les cliniciens peuvent être en mesure d'utiliser accélérométrie pour mesurer plus précisément la démarche d'un patient lors de l'évaluation clinique. De tels systèmes sont particulièrement conviviaux et simplifient la collecte et l'analyse des données. Enfin, en regardant l'effet d'une intervention de la marche nordique peut être approprié pour coïncider avec ce protocole. Il est possible que l'apprentissage de la technique de polarisation, puis effectuer instantanément des tests de laboratoire ne peut pas donner lieu à une évaluation tout à fait exact. Au lieu de cela, la pratique avec les pôles pour une période de temps (par exemple 8 semaines) peut fournir une meilleure évaluation de l'effet des pôles nordiques sur la marche et de la posture.

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Disclosures

Ce travail est financé en partie par Nordixx Canada, les responsables des bâtons de marche utilisés dans cette vidéo.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Nordic walking poles Nordixx Canada Nordixx Global Traveler or Walker Alternative poles may be used
APDM accelerometry system APDM Opal system Alternative systems may be used
Vicon motion capture system Vicon Alternative systems may be used
Kistler force platforms Kistler Alternative platforms may be used
Vicon Nexus & Polygon Vicon Used in data analysis
14 mm reflective markers Vicon Number or markers depends on model
Tape measure
Weight scale
Caliper

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References

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Justifiant appropriées Techniques de capture de mouvement pour l&#39;évaluation de Nordic Walking Gait et Posture chez les personnes âgées
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Dalton, C. M., Nantel, J. Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults. J. Vis. Exp. (111), e53926, doi:10.3791/53926 (2016).More

Dalton, C. M., Nantel, J. Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults. J. Vis. Exp. (111), e53926, doi:10.3791/53926 (2016).

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