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Behavior

Fundamentar Técnicas Movimento de captura adequados à avaliação da marcha Nordic Walking e postura em adultos mais velhos

doi: 10.3791/53926 Published: May 12, 2016

Summary

O objetivo era comprovar a utilização óptima das técnicas de coleta de dados para a marcha caminhada nórdica e análise de postura. Captura de movimento tridimensional deve ser usado durante a análise de curta duração (isto é único ciclo da marcha), enquanto acelerometria deve ser empregado para análise de duração mais longa (ou seja repetidos ciclos) como um teste de caminhada de 6 minutos.

Abstract

caminhada nórdica (NW) tornou-se uma forma simples e segura de exercício, nos últimos anos, e em estudar este padrão de marcha, têm sido empregadas diversas técnicas de coleta de dados, cada um com pontos positivos e negativos. O objetivo foi determinar o efeito de NW na velha marcha adulto e postura e determinar uma utilização óptima dos diferentes sistemas de recolha de dados em análise a curto e longo duração. Marcha e postura durante a NW e andando normal foram avaliadas em 17 idosos saudáveis ​​(idade: 69 ± 7,3). Os participantes realizaram dois estudos de 6 testes minutos (TC6) (1 com pólos (WP) e 1 sem pólos (NP)) e 6 testes de uma caminhada 5m (3 WP e 3 NP). Movimento foi gravado utilizando dois sistemas, um sistema de acelerometria 6 sensores e um sistema 3-dimensional de captura de movimento 8-câmera, a fim de quantificar espacial-temporal, cinemático, e os parâmetros cinéticos.

Com ambos os sistemas, os participantes demonstraram maior comprimento do passo e apoio de casal e decreased velocidade da marcha ea cadência WP comparação com NP (p <0,05). WP Além disso, com captura de movimento, maior tempo de apoio simples foi encontrada (p <0,05). Com a captura de 3-D, menor geração de energia quadril e momentos de força foram encontrados em contato do calcanhar e pré-balanço, bem como menor absorção de potência do joelho no contato do calcanhar, pré-swing, e WP balanço do terminal em comparação com NP, quando avaliada por um ciclo (p <0,05). Além disso, WP rendeu menores momentos de vigor no contato do calcanhar e swing do terminal, juntamente com momentos de maior dimensão em meados de postura de um ciclo de marcha (p <0,05). Não foram encontradas alterações de postura.

NW parece apropriada para promover um padrão de marcha normal em adultos mais velhos. Captura de movimento tridimensional deve ser utilizada principalmente durante a análise da marcha curta duração (isto é único ciclo da marcha), enquanto acelerometria sistemas deve ser empregada principalmente em casos que requerem análise de duração mais longa, como no TC6.

Introduction

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Caminhada nórdica (NW) é considerado como uma forma simples e segura de andar de fitness usando pólos especialmente concebidos 1. Sugere-se que os pólos fornecer estabilidade acrescida, melhorar a postura, e reduzir o estresse nas articulações das extremidades inferiores. No entanto, evidências limitadas ou contraditória existe respeita ao carregamento em comum e alinhamento postural. Por um lado, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, e Koizumi et al. 4 melhorias relatório em medidas cinemáticas e / ou reduções de reação do solo, compressão e forças de cisalhamento com seus estudos pólo pé. Por outro lado, o declínio medidas cinemáticas e aumento da carga conjunto em termos de travagem / forças propulsoras e momentos de força foram relatados por Hansen et al. 5, Stief et al. 6, e Hagen et al. 7, enquanto pólo de caminhada. Além disso, as reivindicações de melhor alinhamento postural parecem ter ido entirely não suportado por pesquisas científicas a este ponto.

Semelhante aos resultados contraditórios encontrados com padrões de marcha, diferentes métodos e equipamentos têm sido empregadas nesta linha de pesquisa, bem. Vários estudos têm utilizado sistemas de movimento 3-dimensional de captura de 4,6 e 2,5 câmaras de vídeo digitais, todos com placas de força incorporados no sistema, a fim de avaliar adequadamente a marcha. Enquanto Além disso, outros estudos têm utilizado outros meios de avaliação da marcha poling Nordic incluindo o uso de eletrogoniometria 7, eletromiografia (EMG) 8, e medidores de tensão montados em postes 2,9. Com a técnica utilizada neste protocolo, apresenta a vantagem específica de ser capaz de demonstrar uma representação mais adequada (ciclos de marcha ou seja, repetidas) da marcha poling Nordic de um indivíduo sobre técnicas alternativas que se concentraram mais em curtos períodos de tempo e ciclos de marcha individuais. Além disso, este método utilizaacelerometria, uma ferramenta válida, que a este ponto tem sido pouco utilizado em pesquisas caminhada nórdica. Dependendo do objectivo de projectos de investigação, a aplicação do presente protocolo pode ser apropriado para situações como descrito neste protocolo, particularmente para a marcha curta e longa duração. É importante observar que tanto a captura de movimento e acelerometria são adequados para a obtenção de uma variedade de características da marcha, incluindo: espacial-temporal (por exemplo, comprimento da passada, a velocidade de marcha, etc), cinemático (por exemplo, amplitude de movimento), e cinética (por exemplo, forças , saídas de potência, etc.) parâmetros.

E apesar do uso desses vários equipamentos, somente os eventos da marcha curta duração (isto é único ciclo da marcha) foram avaliados, deixando dúvidas em relação ao melhor avaliar a longa duração da marcha (ou seja, ciclos de marcha repetidas). Portanto, a justificativa para o desenvolvimento e uso desta técnica baseia-se no importance de formar um quadro completo da marcha poling nórdica.

O objetivo deste estudo era duplo. Em primeiro lugar, o objetivo principal é determinar e fundamentar o uso de ambos os sistemas acelerometria e sistemas de captura de movimento 3-dimensional na avaliação da marcha e da postura sobre ambos os períodos curtos e longos. Secundariamente, o objetivo é determinar o efeito global de pólos para caminhadas nórdicas sobre padrões de marcha, incluindo medidas espaciais-temporais e cinéticos, bem como o alinhamento postural de adultos mais velhos. Até à data, a investigação mínima tem se concentrado em adultos mais velhos NW e do que foi publicado, a função (ou seja, força, equilíbrio, flexibilidade) tem representado as variáveis ​​de resultado primário. Portanto, o conhecimento pertinente o papel de pólos de pé sobre as variáveis ​​da marcha mensuráveis ​​é necessário e pode fornecer insights sobre como pólos pode jogar nos nossos padrões de marcha à medida que envelhecemos.

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Protocol

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Este estudo foi realizado de acordo com as orientações do Conselho da Universidade de Ottawa de Ética em Pesquisa.

1. Apresentação de Procedimento

  1. Fornecer Side Show apresentações para grupos Área de passeios locais e pós recrutamento cartazes em centros comunitários e instalações públicas, a fim de recrutar um grupo de, adultos ativos residentes na comunidade mais velhos.
  2. Após a primeira visita, em primeiro lugar saudar os participantes, apresentá-los para o laboratório, e dar-lhes tempo para se transformar em vestuário adequado (ou seja, calções, t-shirt, e tênis). Depois de pronto, fornecer a cada participante com uma descrição detalhada do estudo, obter o consentimento informado por escrito, e tela de cada indivíduo para a elegibilidade estudo utilizando vários questionários.
    NOTA: Os critérios de inclusão inclui: 55-80 anos de idade, novato para caminhada nórdica (NW), sem condições neurológicas, há deficiências cognitivas, não há condições cardíacas, nenhuma lesão ou cirurgia afetando a marcha anterior e superiormovimento extremidade, ea capacidade de andar sem ajuda.
    1. Tem o participante completar um estado geral de saúde e Physical Activity Questionnaire eo Readiness Physical Activity Questionnaire (PAR-Q), a fim de confirmar a idade, nível de atividade, quaisquer problemas neurológicos já existentes, e avaliar brevemente a saúde cardíaca.
    2. Em seguida, tê-los concluir uma estabilidade postural auto-reportados e cai questionário (adaptado de Ashburn et al. 10) para determinar a prevalência de queda, se for o caso. Por último, completar a Avaliação Cognitiva Montreal (MOCA), com cada sujeito, a fim de controlar de comprometimento cognitivo leve 11, constituindo uma pontuação mínima de 26 em 30.

2. Pólo Set-up e Instrução Nordic Walking

  1. Proporcionar a cada participante um conjunto de pólos, e instruí-los sobre como ajustar os pólos a um comprimento ideal em relação à sua altura. Certifique-se de que o ajustamento corresponde a cerca de seis5% da altura do corpo do indivíduo.
    1. Proporcionar a cada participante com as seguintes instruções relativas ao ajuste do pólo. Peça aos participantes para estar alto, os participantes devem colocar a ponta do pólo na frente dos dedos do pé, instruir os participantes para colocar o cotovelo e antebraço ao lado do corpo, e peça aos participantes para alongar os pólos de modo que o cotovelo forma um valor aproximado de 90 ° ângulo ao lado do corpo. Finalmente, aperte bem os pólos e ângulo das pontas de inicialização para trás.
  2. Instruir o participante os seguintes 4 passos básicos, a fim de minimizar a quantidade de informações para processar e garantir uma compreensão completa da técnica 12. Colocar cerca de 30 min para a instrução ea prática posterior da técnica.
    NOTA: As instruções de caminhadas nórdicas estão a ser dada por um instrutor de pólo caminhada nórdica certificado.
    1. Antes de fixar as pulseiras, instruir o participante para colocar seus pólos atrás da parte inferior das costas eestar alto. Peça aos participantes para ficar com o seu peito de altura e os ombros relaxados.
      NOTA: Explique ao participante que isto é feito para ganhar uma compreensão da postura corporal ereta necessário para caminhada nórdica.
    2. Ter cada participante assegurar as pulseiras, coloque as pontas de polo por trás deles, e relaxar os braços ao lado do corpo. Mantendo suas mãos abertas (ou seja, não agarrar alças), instrua o assunto para começar a andar com o mínimo de balanço do braço por cerca de 100 m.
      NOTA: Nesta fase, os pólos estão simplesmente arrastando atrás do participante.
    3. Enquanto ainda mantém as mãos abertas e arrastando os pólos atrás deles, instruir o participante para começar a andar mais rápido. Peça aos participantes para visualizar trazendo sua mão para cima, como se eles estão prestes a apertar a mão de alguém.
      NOTA: Nesta fase, explicam que o objetivo é promover as ações recíprocas e rítmicos naturais dos braços e pernas durante a marcha.
    4. Finalmente,como o braço oscila para a frente, tem o participante suavemente agarrar a pega e aplicar uma força contra o chão. Com cada balanço do braço, instruir o indivíduo levante ligeiramente os pólos do chão e firmemente plantá-las a cada passo subsequente.
      NOTA: Nesta fase, explicam que as ajudas força aplicada na progressão da marcha e oferece resistência para a musculatura superior do corpo.

3. Recolha de Dados e Protocolo de Teste

  1. Usando uma medida padrão fita, escala de peso, e paquímetro, tomar medidas antropométricas dos participantes, incluindo altura, peso, entre ASIS distância, à esquerda e comprimentos de perna direita, larguras joelho, larguras de tornozelo, deslocamentos de ombro, larguras de cotovelo, larguras de pulso, e espessuras de mão.
    1. Usando uma fita métrica, meça cada comprimento de perna, como a distância entre a espinha ilíaca ântero-superior (ASIS) para o centro do maléolo medial, bem como a distância entre a esquerda e direita ASIS (ie </ Em> inter-ASIS distância).
      1. Em seguida, medir as larguras de cada uma das juntas utilizando um compasso de calibre, encontrando a distância entre as proeminências ósseas (por exemplo côndilos) de cada junta. Por último, medir a altura e peso do participante usando uma fita métrica padrão e escala, respectivamente.
  2. A fim de avaliar padrões de marcha (por exemplo, medidas espaço-temporais) e alinhamento postural durante um longo período de tempo, use um sistema de acelerometria para coleta de dados durante a caminhada de 6 minutos Test (TC6), que é um teste válido e adequado na avaliação adulto mais velho resistência física 13.
    1. Para o sistema de acelerometria, garantir que ele é composto de pelo menos 6 sensores, cada um com acelerômetros e giroscópios incorporados-los, a fim de medir a aceleração (g) e velocidade angular (graus / seg) de cada segmento específico do corpo.
      1. Antes da colocação no participante, garantir que todos os sensores de are firmemente ancorado à estação de encaixe do sistema, a fim de sincronizá-los e calibrar o sistema e, finalmente, transmitir medições de dados precisos 14.
    2. Fixe os sensores usando ajustáveis ​​de gancho e laço cintas, garantir os sensores para o pulsos, tornozelos, coluna lombar (L5) e do tronco e recolher a uma taxa de amostragem de um mínimo de 100 Hz.
      1. Ao colocar os sensores, certifique-se de que eles são orientados de acordo com as diretrizes do sistema. Posicione os sensores de tornozelo anterior. Posicione os sensores de pulso posteriormente (quando na posição anatômica). Posicione o sensor de tronco no topo do esterno, e posicione o sensor de L5 diretamente na L5.
        NOTA: Os dados cinemática é transmitida sem fios a partir de destes sensores para um ponto de acesso, o qual é usado para precisamente o tempo de transmissão dos dados sincronizados.
    3. Montar o participante com os 6 sensores e pedir-lhes para realizar dois ensaios do TC6, um com postes e one sem. Aleatoriamente atribuir esses dois ensaios para controlar para efeito de ordem.
    4. Instruir o participante a andar para trás e para frente ao longo de uma passarela de 25 m em uma velocidade auto-selecionada para o TC6, tanto com e sem pólos. Neste momento, não se esqueça de clicar em 'Start' para começar a coleta de dados com o sistema de acelerometria.
      NOTA: Durante os ensaios pólo, fornecer instruções adicionais para o participante para implementar sua instrução poling.
  3. Finalmente, avaliar os eventos duração da marcha curtas usando um sistema de captura de movimento 3-dimensional recolha a um mínimo de 100 Hz, com duas placas de força incorporados na via. Sincronizar as plataformas de força com o sistema de captura de movimento, garantir que as plataformas de força são zerados para evitar ruídos nos dados, e garantir que eles estão coletando a uma taxa de amostragem suficiente, por exemplo 1.000 Hz.
    1. Sincronizar as placas de força para o sistema de captura de movimento pela primeira conectando-os ao computador através dos fios fornecemd da empresa. Em segundo lugar, diretamente dentro do software do sistema de captura de movimento, é imperativo para "adicionar" as placas de força para o volume de captura, inserindo as dimensões, sensibilidades, taxas de amostragem, bem como qualquer outra informação necessária para o sistema.
    2. Assegurar que as placas de força têm sido "zerado". Faça isso em duas etapas: 1) clique direito em cada placa de força dentro do software e selecione 'Zero vigor placa' e 2) pressione o botão "zero" que está diretamente na caixa de aquisição de dados das placas de força.
      NOTA: Certifique-se de que o sistema de captura de movimento recolhe informação em tempo real a partir de ambas as pernas esquerda e direita de greves pé em cada plataforma de força e permite a análise espacial-temporal, cinemática e cinética.
  4. Conclua uma calibragem dinâmica do sistema (que visa definir o volume de captura que é para ser usado durante a recolha de dados). Para fazer isso, uma varinha 3-marcador de uma maneira controlada através da Capture espaço. Em seguida, realize uma calibração estática do sistema para definir o sistema de coordenadas global (ou seja, ponto de referência de 0, 0, 0 (x, y, z), colocando um 4-marcador L-quadro em que o especificado ponto de referência e selecione 'Volume Defina «dentro dos programas de computador.
    NOTA: A calibração dinâmica depois auxilia na reconstrução da posição 3-dimensional de 39 marcadores reflectores utilizados para este modelo.
    1. Montar o participante com os 39 marcadores reflexivos, anexá-los usando fita dupla face e colocando-os em marcos específicos anatômicas, incluindo: metatarsos segundo, maléolo lateral, calcâneo, esquerda e direita no meio da haste, côndilos femorais laterais, esquerda e direita meio da coxa , ASIS, PSIS, T10, C7, de volta, clavícula, esterno, processos acrômio esquerda e direita meados de úmero, epicôndilos laterais, esquerda e meados de antebraço direito, pulsos medial e lateral, segundo metacarpos, cabeça ântero-lateral, e póstero-lateral da cabeça.
    2. Instruir o participante para, em seguida,executar 6 ensaios de 5 m de caminhada através do volume de captura de sistemas, três com pólos e três sem. Aleatoriamente atribuir esses ensaios para controle de efeito de ordem e fornecer a mesma instrução de acordo com o TC6.

4. Dados e Análise Estatística 14

  1. Durante a análise do TC6, remova todas as curvas durante o julgamento, a fim de explicar curta estado estritamente constante Depois de retirar as voltas, use o software do sistema para extrair as medidas espaço-temporais, a gama de movimento do tronco (ROM) em todos os lugares, e velocidades tronco em todos os planos.
    NOTA: Isso é feito automaticamente durante este protocolo através de algoritmos usados ​​pelo próprio sistema 14. As etapas para extrair as variáveis ​​dependentes necessárias dentro deste sistema estão listados abaixo.
    1. Usando o software do sistema de acelerometria, primeiro clique em 'Data Monitor', selecione os testes de tempo carimbada apropriadas que tenham sido colhidos, clique direito sobre o trIALS e selecione "Convert to CSV '. Depois de fazer isso, abra o arquivo CSV e garantir que os dados de todos os 6 sensores foi exportada para análise posterior.
    2. Em seguida, selecione o julgamento novamente e clique em "Exportar para PDF '. Observar o sistema gera um relatório em PDF com uma série de variáveis. A partir daqui, extrair variáveis ​​que são desejados para o estudo, neste caso, as medidas espaciais-temporais e cinemáticas.
  2. Para captura de movimento 3-dimensional, filtrar todos os ensaios utilizando um quarto de ordem zero lag filtro Butterworth para dispositivos analógicos com uma frequência de corte de 10 Hz, bem como um filtro Woltring para as trajetórias de marcadores com um MSE 15 mm Valor previsto. Para fazer isso, anexar os 'Butterworth e Woltring' opções de filtragem para o pipeline operações dentro do software do sistema, selecione as frequências limite acima mencionados e valores MSE e clique em "Executar".
    1. Adicionar um "Exportar para um ficheiro ASCII 'operação para o gasoduto operações dentrodo sistema e selecione "Executar". Salve a planilha ASCII recém-exportado (planilha) ao computador.
    2. Abra os arquivos ASCII exportados e dentro de cada arquivo, localizar as saídas de potência e momentos de força (ou seja, cinética) para cada uma das articulações dos membros inferiores, incluindo o tornozelo, joelho e quadril.
      NOTA: Utilizando as funções mínimas e máximas dentro da planilha, calcular os picos superiores e inferiores correspondentes às diferentes fases de um ciclo único de marcha (por exemplo A1, K1, H1, etc.), conforme descrito por Winter 14.
    3. Em seguida, extraia as medidas espaciais-temporal usando o software de sistema específico, que, neste caso, é calculada automaticamente através de algoritmos do sistema e de medidas antropométricas. Para extrair as variáveis ​​específicas, primeiro importe o julgamento desejado no software do sistema, selecione 'Eventos' e clique sobre a variável desejada para obter a média variável de cada julgamento.
  3. euastly, utilizando os ficheiros ASCII, localizar as trajectórias para o marcador C7, bem como os marcadores sacrais / pélvicos. Usando estas trajectórias, calcular o alinhamento postural como o diferencial entre estes marcadores e trajectórias em ambas as direcções medial-lateral e ântero-posterior.
  4. Abra o software estatístico e importar o julgamento específico. Em primeiro lugar, por meio do teste de Shapiro-Wilks para normalidade, certifique-se os dados são normalmente distribuídos.
    1. Para comparar com e sem pólos, o uso combinado t-testes quando os dados são normalmente distribuídos e Wilcoxon Signed Rank testes quando inclinado. Use Holm-Sidak múltiplos procedimentos de comparação aos pares quando necessário. O nível de significância foi fixado em p <0,05.

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Representative Results

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Parâmetros da marcha espaço-temporal

Ao caminhar com bastões de caminhadas nórdicas e avaliada usando placas de captura de movimento e força, comprimento do passo (p <0,01), o tempo de duplo apoio (p <0,001) e tempo de apoio simples (p <0,001) são significativamente mais em comparação a andar sem pólos . Além disso, a velocidade de marcha (p <0,05) é significativamente mais lenta e cadência (p <0,001) é significativamente menor com pólos em comparação com sem em adultos mais velhos. Além disso, ao examinar a marcha ao longo de um passeio duração mais longa com o TC6 e usando acelerometria, resultados semelhantes são indicados com um maior comprimento do passo (p <0,001) e tempo de apoio duplo (p <0,001), bem como a velocidade da marcha significativamente mais lento (p <0,001) e menor cadência (p <0,001) (Tabela 1).

Análise Lower Extremity Joint Cinética </ P>

medidas cinéticas são exclusivamente avaliada através de captura de movimento 3-dimensional.

A articulação do quadril

Ao utilizar postes, significativamente menor geração de energia da anca é visto em contacto calcanhar (H1) (p <0,05) assim como em pré-balanço (H3) (p <0,01) em comparação com uma curta sem pólos (Figura 1). Para coincidir com estas reduções na geração de energia quadril, o momento de força enquanto caminhava com pólos é significativamente menor em ambos contato do calcanhar (p <0,05) e pré-balanço (p <0,05) em comparação com sem pólos.

Joelho Power Generation / Absorção

Ao usar pólos, significativamente menor absorção de potência do joelho é visto no contato do calcanhar (K1) (p <0,05), em pré-swing (K3) (p <0,001), e ao terminal de oscilação (K4) (p <0,001) em comparação com uma curta sem pólos (Figura 2). Além disso, com pólos significativamente menores momentos de força são encontrados em contato do calcanhar (p <0,001) e no balanço do terminal (p <0,001) e significativamente maiores momentos de força no meio-stance (p <0,01) em comparação com sem pólos.

Ankle Power Generation / Absorção

Não há saída de potência significativa ou momento de diferenças de força na articulação do tornozelo em qualquer contato do calcanhar (A1) ou toe-off (A2).

Análise postural

Não existem diferenças significativas na gama de movimento do tronco quando usando acelerometria em qualquer um dos três planos de movimento (ou seja frontal, sagital e horizontal) ou com captura de movimento nos planos frontal e sagital.

Os resultados encontrados nesta pesquisa coincide com pesquisas anteriores sobre o mesmo tema utilizando sistemas de captura de movimento similares. Estes resultados demonstram que esta técnica e a utilização tanto de captura de movimento e acelerometria pode ser amplamente adequado para a avaliação de marcha e postura.

figura 1
Figura 1:. Potência hip Peak longo de um único ciclo de marcha Este valor representa um perfil de energia hip típica em watts por quilograma de peso corporal ao longo de um ciclo de marcha única (ou seja, o impacto do calcanhar de um pé para o outro calcanhar do mesmo pé) para comparar com os pólos (vermelho) ao sem pólos (azul). As setas nas fases H1, H2, H3 e são indicativos das mudanças na geração de energia / absorção em comparação com os pólos para sem pólos, com a asteriscos indicando uma diferença significativa entre o two. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2
Figura 2:. Potência do joelho Peak longo de um único ciclo de marcha Este valor representa um perfil de energia do joelho típico em watts por quilograma de peso corporal ao longo de um ciclo de marcha única (ou seja, o impacto do calcanhar de um pé para o próximo ataque inferno do mesmo pé) para comparar com os pólos (vermelho) ao sem pólos (azul). As setas nas fases K1, K2, K3 e K4 são indicativos das mudanças na geração de energia / absorção em comparação com os pólos para sem pólos, com a asteriscos indicando uma diferença significativa entre os dois. Por favor clique aqui para ver uma versão maior esta figura.

VICON APDM com Pólos sem poloneses com Pólos sem poloneses Medidas de resultado Média ± SD Comprimento do passo (m) 1,39 ± 0,19 1,31 ± 0,21 † 1,47 ± 0,11 1,42 ± 0,11 † Gait velocidade (m / s) 1,08 ± 0,23 1,18 ± 0,20 * 1,25 ± 0,17 1,39 ± 0,14 † Cadência (passos / min) 93,07 ± 10,90 108,78 ± 11,26 † 101,92 ± 12,17 117,82 ± 9,74 † Double Time Support (seg) 0,34 ± 0,06 0,28 ± 0,06 † 0,28 ± 0,07 0,22 ± 0,06 † Tempo de apoio simples (seg) 0,48 ± 0,05 0,41 ± 0,04 † --- ---

Tabela 1:. Meio espácio-temporal e desvio padrão para ambos os sistemas de recolha de dados Esta tabela representa as várias medidas de espaço-temporais obtidas a partir de ambos os sistemas de captura de acelerometria e movimento. Ambas as cruzes e asteriscos representam uma diferença significativa entre com pólos e sem pólos para cada respectivo sistema, com cruzes que representam especificamente diferença significativa de p <0,01 e asteriscos que representam uma diferença significativa de p <0,05.

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Discussion

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A importância de manter a consistência em termos de utilização pólo é fundamental dentro deste protocolo. Em particular, as medidas adequadas para a técnica poling adequada, bem como pólo adequada criados são importantes para manter a consistência entre diferentes estudos. Portanto, as diretrizes e instruções de uma organização específica caminhada nórdica devem ser respeitados para protocolos como este. Além disso, e especialmente quando se utiliza acelerometria, o uso de um conjunto de corpo inteiro de monitores tri-axial é importante obter uma compreensão completa do movimento do assunto de corpo inteiro (por exemplo, marcha e postura), incluindo aceleração e rotação de cada segmento do corpo específica. Tal sistema pode e deve ser empregues principalmente em casos de acordo com este protocolo, usando um relativamente passagem longa (por exemplo 25 m), a fim de explicar os eventos de longa duração, bem como minimizar o número de voltas para contabilizar curta estado essencialmente constante. Isto poderia ser particularmente important ao usar testes de marcha validadas, tais como o TC6 13 em ambos os ambientes clínicos e de pesquisa.

Além disso, os sistemas de captura de movimento têm sido relatados como equipamento apropriado em estudar eventos de curta duração, tais como ciclos de marcha e individuais 16 deve ser usado como tal, como é o caso com a segunda porção deste protocolo. Para garantir a precisão deste sistema, é imperativo para realizar calibrações estáticas e dinâmicas apropriadas do sistema para definir o volume de captura e, mais importante do sistema de coordenadas globais necessárias para a reconstrução 3-dimensional dos marcadores reflectores. A fim de avaliar tanto de marcha, bem como o alinhamento postural, um conjunto de marcadores de corpo inteiro (por exemplo Plug-in modelo Gait) é necessário que as posições e os deslocamentos do quadril (EIPS e sacro) e marcadores da coluna vertebral (C7) são críticos no análise e medição de alcance de movimento do tronco (ROM) no ântero-posterior (AP) e direções médio-lateral (ML). E euastly, as forças de placas integradas com o sistema deve estar a recolher a uma taxa de amostragem suficiente, por exemplo, 1.000 Hz a partir deste protocolo. taxa de amostragem pode ser alterado de estudo para estudo, no entanto, os pesquisadores devem ter a certeza de não violar o teorema da amostragem, que afirma: "o sinal de processo devem ser amostrados a uma frequência de, pelo menos, duas vezes maior que a frequência mais elevada presente no próprio sinal" 17.

Dependendo da disponibilidade de equipamento dentro de ambiente de laboratório diferente, vários sistemas acelerometria e sistemas de captura de movimento podem ser utilizados, desde que permitem a adesão aos passos críticos deste protocolo. Por exemplo, se não for possível usar um sistema de monitor tri-axial que tem ambas as leituras de aceleração e giroscópio ou se o espaço do laboratório é insuficiente para incorporar uma passagem longa, a utilização deste sistema pode não ser inteiramente adequada para a avaliação de sua marcha e postura . Do mesmo modo, com os sistemas de captura de movimento, o uso de ummodelo inferior do corpo para cada participante é adequada na avaliação de várias características da marcha, no entanto, os modelos de parte inferior do corpo não seria suficiente para avaliar adequadamente o alinhamento postural, como alguns do quadril necessário e marcadores da coluna vertebral pode estar faltando para calcular tronco ROM. Além disso, se estiver usando este protocolo para analisar as condições específicas (por exemplo, osteoartrite do joelho ou lesão ACL), uso de diferentes ou modificados conjuntos de marcadores como a utilizada por Ali, Rouhi, e Robertson 18 pode ser usado para criar uma avaliação mais completa do joelho para tais condições. Além disso, como este estudo está focada em adultos mais velhos única, o protocolo pode beneficiar da adição de um grupo de controle para fins de comparação, no entanto, esta é largamente dependente das populações, para cada estudo. Dependendo da população, um grupo de controlo (por exemplo os jovens adultos) pode contribuir para a compreensão melhor como marcha e mudanças no alinhamento posturais, ambos com e sem a utilização de postes nórdicos. Também,para melhor compreender o papel que os próprios pólos jogar durante a marcha, o uso de medidores de tensão poderiam ser incorporados. Seguindo uma técnica utilizada anteriormente em jovens adultos saudáveis ​​por Jensen e colegas 9, a colocação de um medidor de tensão em cada um dos pólos podia auxiliar na avaliação das medições cinéticas da marcha. E, por último, na sequência de uma técnica empregada por Shim e colaboradores 8, utilizando a eletromiografia (EMG) com este protocolo pode auxiliar na compreensão dos padrões de ativação muscular específicos de ambas as extremidades superiores e inferiores durante a caminhada nórdica.

A originalidade deste protocolo reside no fato de que ele fornece a orientação para o estado da marcha arte análises em dois set-ups muito diferentes. Portanto, isto dá opções racionais e viáveis ​​para pesquisadores e clínicos para escolher quando decidir sobre o protocolo que vai servir melhor o propósito de sua análise. Para reiterar, com o sistema de captura de movimento 3-dimensional,o objectivo é o de estudar eventos de curta duração como é o caso com um único ciclo de marcha, enquanto que os sistemas do acelerómetro são utilizados neste exemplo, para estudar a marcha como um todo durante um longo período de tempo. Diferentes sistemas 3-dimensional de captura de movimento, bem como câmeras de vídeo, todos com placas de força integrada para eles têm sido comumente utilizados na avaliação da caminhada nórdica marcha 3-6. Stief et al. 6 utilizou um sistema de 6-câmara para recolher 5 poling e 5 ensaios não-pesca com canas, a fim de medir a cinemática (ie ROM) e cinética (ou seja, momentos de força) sobre as articulações do quadril, joelho e tornozelo. Da mesma forma, um sistema de câmara 10 foi usado por Koizumi et al. 4, com duas placas de força incorporados para obter medições cinéticas de 10 ensaios de passeio nórdicos, a fim de calcular, em última análise de cisalhamento e compressão força das articulações das extremidades inferiores e coluna vertebral lombar. Além disso, Hansen et ai. 5 usada uma 5-cameera sistema de vídeo digital para gravar os movimentos, mais uma vez com duas plataformas de força embutidos na passarela, a fim de quantificar as variáveis ​​cinéticas, incluindo: forças de compressão, forças de cisalhamento, as forças de reação do solo, e momentos de força. Os métodos existentes apontam fundamentalmente para a utilização de sistemas de captura de movimento como amplamente aceite e, em grande medida apropriada para uma medida precisa e eficiente de padrões de marcha de um indivíduo, embora por eventos de curta duração.

Contrariamente à comunhão de captura de movimento, métodos alternativos, como o utilizado pelo Hagen et al. 7 foram às vezes empregado. Neste estudo particular, eletrogoniometria e força placas são usadas para avaliar as medidas de espaço-temporais (por exemplo stride comprimento), menor ROM extremidade, e cinética, especificamente a força vertical. Eles também se usar um sistema de acelerometria, no entanto, é um monitor uniaxial, que só foi colocado no lado direito radial do pulso para medir WRaceleração ist e auxiliar na estimativa de choque para o corpo. Além Hagen et al. 7 nos últimos anos, Nordic andar a pé tem muito ainda a ser examinados usando acelerometria. E mais ainda, a pesquisa ainda tem que estudar mais eventos duração da marcha, como com o TC6. Assim como captura de movimento é amplamente utilizado para eventos de curta duração, acelerometria deve tornar-se mais de um grampo em análise de marcha, principalmente durante um período demorado de tempo. Se o uso de acelerometria é mais amplamente reconhecida e valorizada a este respeito, isso pode permitir uma avaliação mais representativa da marcha, uma vez que é realizado em uma base diária.

Assim que o protocolo é aperfeiçoado, usando tanto acelerometria e captura de movimento para análise da marcha poling Nordic vai ajudar a criar uma avaliação da marcha em sua totalidade, que poderia ser representativos de ambos os ciclos curtos de caminhada, bem como mais tempo. Além disso, tais técnicas podem ser empregues com populações específicas (por exemplo, Parkinsdoença de on) para obter uma melhor compreensão de como pólos para caminhadas nórdicas pode afetar não apenas um único passo, mas também obter uma melhor representação de sua marcha de passos repetidos. Além disso, se estiverem disponíveis na prática clínica, os médicos podem ser capazes de usar acelerometria para medir com mais precisão de marcha de um paciente durante a avaliação clínica. Tais sistemas são particularmente amigável do usuário e simplificar a recolha e análise de dados. Finalmente, olhando para o efeito de uma intervenção caminhada nórdica pode ser apropriado para coincidir com este protocolo. É possível que aprender a técnica poling e então imediatamente a realização de testes de laboratório pode não resultar em uma avaliação inteiramente correta. Em vez disso, a prática com os pólos para um período de tempo (por exemplo, 8 semanas) pode fornecer uma melhor avaliação do efeito de pólos nórdicos em marcha e postura.

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Disclosures

Este trabalho é financiado em parte pelo Nordixx Canadá, fabricantes dos pólos a pé utilizados neste vídeo.

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

  1. Parkatti, T., Wacker, P., Perttunen, J. Improvements in Functional Capacity from Nordic Walking: A Aandomized Controlled Trial Among Older Adults. J Aging Phys Act. 20, (1), 93-105 (2012).
  2. Schwameder, H., Roithner, R., Muller, E., Niessen, W., Raschner, C. Knee joint forces during downhill walking with hiking poles. J Sports Sci. 17, (12), 969-978 (1999).
  3. Willson, J., Torry, M. R., Decker, M. J., Kernozek, T., Steadman, J. R. Effects of walking poles on lower extremity gait mechanics. Med Sci Sports Exerc. 33, (1), 142-147 (2001).
  4. Koizumi, T., Tsujiuchi, N., Takeda, M., Fujikura, R., Kojima, T. Load dynamics of joints in Nordic walking. Procedia Engineering. 13, 544-551 (2011).
  5. Hansen, L., Henriksen, M., Larsen, P., Alkjaer, T. Nordic Walking does not reduce the loading of the knee joint. Scand J Med Sci Spor. 18, (4), 436-441 (2008).
  6. Stief, F., Kleindienst, F. I., Wiemeyer, J., Wedel, F., Campe, S., Krabbe, B. Inverse dynamic analysis of the lower extremities during Nordic walking, walking, and running. J Appl Biomech. 24, (4), 351-359 (2008).
  7. Hagen, M., Hennig, E. M., Stieldorf, P. Lower and upper extremity loading in nordic walking in comparison with walking and running. J Appl Biomech. 27, (1), 22-31 (2011).
  8. Shim, J., Kwon, H., Kim, H., Kim, B., Jung, J. Comparison of the effects of walking with and without Nordic pole on upper extremity and lower extremity muscle activation. J Phys Ther Sci. 25, (12), 1553-1556 (2013).
  9. Jensen, S. B., Henriksen, M., Aaboe, J., Hansen, L., Simonsen, E. B., Alkjaer, T. Is it possible to reduce the knee joint compression force during level walking with hiking poles. Scand J Med Sci Spor. 21, (6), 195-200 (2011).
  10. Ashburn, A., Hyndman, D., Pickering, R., Yardley, L., Harris, S. Predicting people with stroke at risk of falls. Age Ageing. 37, (3), 270-276 (2008).
  11. Nasreddine, Z. S., Phillips, N. A. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc. 53, (4), 695-699 (2005).
  12. Teaching the Technique. Nordixx Inc. Available from: https://www.nordixx.com/pages/teaching-the-technique/ (2015).
  13. Rikli, R. E., Jones, C. J. The reliability and validity of a 6-minute walk test as a measure of physical endurance in older adults. J Aging Phys Activ. 6, (4), 363-375 (1998).
  14. APDM Motion Studio User Guide. APDM User Guide. Available from: http://share.apdm.com/motion_studio/docs/APDMUserGuide.pdf (2014).
  15. Winter, D. A. Biomechanics and motor control of human gait: normal, elderly and pathological. ISBN. (1991).
  16. Clayton, H. M., Schamhardt, H. C. Measurement techniques for gait analysis. Equine locomotion. Available from: http://libvolume2.xyz/biomedical/btech/semester7/biomechanicsandbiodynamics/forceplatformandkinematicanalysis/forceplatformandkinematicanalysistutorial2.pdf (2001).
  17. Winter, D. A., Patla, A. E. Signal processing and linear systems for the movement sciences. Waterloo Biomechanics. (1997).
  18. Ali, N., Rouhi, G., Robertson, G. Gender, vertical height and horizontal distance effects on single-leg landing kinematics: implications for risk of non-contact acl injury. J Hum Kinet. 37, (1), 27-38 (2013).
Fundamentar Técnicas Movimento de captura adequados à avaliação da marcha Nordic Walking e postura em adultos mais velhos
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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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