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Behavior

Corroboración Técnicas de captura de movimiento para la evaluación de la marcha y la postura de Nordic Walking en los adultos mayores

doi: 10.3791/53926 Published: May 12, 2016

Summary

El objetivo era justificar el uso óptimo de las técnicas de recolección de datos para la marcha marcha nórdica y el análisis de la postura. Captura de movimiento en tres dimensiones debe utilizarse durante el análisis de duración corta (es decir, un solo ciclo de la marcha), mientras que el acelerómetro se debe emplear para el análisis de mayor duración (es decir, los ciclos repetidos) como una prueba de paseo de 6 minutos.

Abstract

nordic walking (NO) se ha convertido en una forma segura y sencilla de ejercicio en los últimos años, y en el estudio de este aspecto de la marcha, se han empleado diversas técnicas de recolección de datos, cada uno con aspectos positivos y negativos. El objetivo fue determinar el efecto del NO en los más antiguos de la marcha y la postura para adultos y para determinar el uso óptimo de los diferentes sistemas de recogida de datos en el análisis de duración corta y larga. Marcha y la postura durante el NW y caminar normal se evaluaron en 17 adultos mayores sanos (edad: 69 ± 7,3). Los participantes realizaron dos ensayos de 6 Pruebas minutos a pie (TC6) (1 con polos (WP) y 1 sin postes (NP)) y 6 ensayos de un paseo de 5 m (3 WP y 3 NP). El movimiento se registró utilizando dos sistemas, un sistema de acelerómetro de 6 sensores y un sistema de 3 dimensiones de captura de movimiento 8-cámara, con el fin de cuantificar espacio-temporal, cinemática, y los parámetros cinéticos.

Con ambos sistemas, los participantes demostraron un aumento de la longitud de zancada y el doble apoyo y decreased velocidad de la marcha y la cadencia WP comparación con NP (p <0,05). WP Además, con la captura de movimiento, se encontró una sola vez el apoyo más grande (p <0,05). Con la captura de 3-D, menor generación de energía de la cadera y los momentos de fuerza se encontraron en contacto del talón y pre-swing, así como menor absorción de potencia de la rodilla en el contacto del talón, pre-oscilación, y WP oscilación de terminal en comparación con NP, cuando evaluó sobre una ciclo (p <0,05). Además, WP produjo pequeños momentos de fuerza en el contacto del talón y el swing de terminal junto con momentos de mayor tamaño en la mitad de la postura de un ciclo de la marcha (p <0,05). No se encontraron cambios de postura.

NW parece apropiado para promover un patrón de marcha normal en los adultos mayores. Captura de movimiento en tres dimensiones principalmente se debe utilizar durante el análisis de la marcha corta duración (es decir, un solo ciclo de la marcha), mientras que acelerometría sistemas deben ser empleados principalmente en casos que requieren un análisis más larga duración como por ejemplo durante la PM6M.

Introduction

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Nordic walking (NO) es considerado como una forma sencilla y segura de caminar de fitness usando bastones especialmente diseñados 1. Se sugiere que los polos proporcionan una mayor estabilidad, mejorar la postura y reducir el estrés de las articulaciones de las extremidades inferiores. Sin embargo, las pruebas limitadas o contradictorias existe con respecto a la carga articular y la alineación postural. Por un lado, Schwameder et al. 2, Willson et al. 3, y Koizumi et al. 4 reportan mejoras en las medidas cinemáticas y / o reducciones de reacción del suelo, la compresión, y las fuerzas de cizalla con sus estudios bastón de senderismo. Por otro lado, la disminución de las medidas cinemáticas y el aumento de la carga articular en términos de fuerzas y momentos de fuerza de propulsión de frenado / han sido reportados por Hansen et al. 5, Stief et al. 6, y Hagen et al. 7, mientras bastón de senderismo. Además, las demandas de una mejor alineación postural parecen tener entirel pasadoy sin el apoyo de la investigación científica a este punto.

Similar a los resultados contradictorios se han encontrado con los patrones de marcha, diferentes métodos y equipos se han empleado en esta línea de investigación, así. Varios estudios han utilizado sistemas de movimiento 3-dimensional de captura de 4,6 y cámaras de vídeo digitales 2,5, todas con placas de fuerza incorporados en el sistema, a fin de evaluar adecuadamente la marcha. Mientras que, además, otros estudios han empleado otros medios de evaluación de la marcha nórdica polarización incluyendo el uso de electrogoniometría 7, la electromiografía (EMG) 8, y medidores de tensión montados en postes de 2,9. Con la técnica utilizada en este protocolo, que presenta la ventaja específica de ser capaces de demostrar una representación más adecuada (ciclos de marcha es decir repetidas) de la marcha de polarización nórdica de un individuo respecto a las técnicas alternativas que se han centrado más en periodos cortos de tiempo y ciclos de marcha individuales. También, este método utilizaacelerómetro, una herramienta válida, lo que a este punto se ha utilizado escasamente en la investigación de la marcha nórdica. Dependiendo de la finalidad de los proyectos individuales de investigación, la aplicación de este protocolo puede ser apropiada para situaciones como se describe en este protocolo, sobre todo para la marcha corta y larga duración. Es importante tener en cuenta que tanto la captura y acelerometría movimiento son adecuados para la obtención de una variedad de características de la marcha, incluyendo: espacio-temporal (por ejemplo, longitud de zancada, la velocidad de la marcha, etc.), cinemática (por ejemplo, rango de movimiento), y cinética (por ejemplo, fuerzas , salidas de potencia, etc.) parámetros.

Y a pesar del uso de estas diversas piezas de equipo, se han evaluado sólo los eventos de la marcha corta duración (es decir, un solo ciclo de la marcha), dejando las cuestiones en lo que respecta a la evaluación de la marcha más larga duración mejor (es decir, repetidos ciclos de marcha). Por lo tanto, el fundamento para el desarrollo y uso de esta técnica se basa en la iMPORTANCIA de la configuración de una imagen completa de la marcha nórdica polarización.

El propósito de este estudio fue doble. En primer lugar, el objetivo principal es determinar y justificar el uso de ambos sistemas acelerometría y sistemas de captura de movimiento en 3 dimensiones en la evaluación de la marcha y la postura sobre ambas duraciones cortas y largas. En segundo lugar, el objetivo es determinar el efecto global de bastones de marcha nórdica en los patrones de marcha, incluyendo medidas espaciales-temporales y cinéticas así como la alineación postural de los adultos mayores. Hasta la fecha, la investigación se ha centrado en el mínimo adulto mayor NW y de lo que se ha publicado, la función (es decir, fuerza, equilibrio, flexibilidad) ha representado las variables de resultado primarias. Por lo tanto, es necesario el conocimiento acerca de la función de los bastones de marcha en variables medibles y puede dar una idea de cómo los polos pueden jugar en nuestros patrones de la marcha a medida que envejecemos.

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Protocol

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Este estudio se realizó de acuerdo con las directrices del Consejo de Ética de Investigación de la Universidad de Ottawa.

1. Procedimiento de detección

  1. Proporcionar mostrar presentaciones simultáneas de grupos de área local a pie y puesto carteles de reclutamiento en los centros comunitarios e instalaciones públicas con el fin de reclutar a un grupo de adultos mayores, residentes en la comunidad activos.
  2. Tras la visita inicial, saludar a los participantes en primer lugar, introducirlos en el laboratorio, y darles tiempo para cambiarse la ropa apropiada (es decir, pantalones cortos, camiseta y zapatillas para correr). Una vez listo, proporcionar a cada participante una descripción del estudio en profundidad, obtener el consentimiento informado por escrito, y la pantalla de cada individuo para la elegibilidad de los estudios utilizando diferentes cuestionarios.
    NOTA: Los criterios de inclusión incluye: 55-80 años de edad, el principiante al Nordic Walking (NW), no hay condiciones neurológicas, no hay deterioro cognitivo, no hay condiciones cardiacas, sin lesión o cirugía previa de la marcha que afecta y superiorel movimiento de las extremidades, y la capacidad de caminar sin ayuda.
    1. Haga que el participante que complete un Cuestionario de Salud General y la Actividad Física y la preparación para la actividad física (PAR-Q) con el fin de confirmar la edad, nivel de actividad, las condiciones neurológicas existentes, y evaluar brevemente la salud cardiaca.
    2. A continuación, haga que completan una estabilidad postural auto-reporte y caídas cuestionario (adaptado de Ashburn et al. 10) para determinar la prevalencia de caída, en su caso. Por último, completar la Evaluación Cognitiva Montreal (MOCA) con cada sujeto con el fin de controlar para el deterioro cognitivo leve 11, constituyendo una puntuación mínima de 26 sobre 30.

2. Polo y configuración de la Instrucción de Nordic Walking

  1. Entregarán a los participantes un conjunto de polos, y darles instrucciones sobre cómo ajustar los polos a una longitud óptima en relación con su altura. Asegúrese de que el ajuste corresponde a aproximadamente 65% de la altura del cuerpo del individuo.
    1. Proporcionar a cada participante con las siguientes instrucciones relativas al ajuste de polo. Pedir a los participantes que se pongan de altura, tienen los participantes colocan la punta del palo delante de los dedos de los pies, instruir a los participantes para colocar el codo y el antebrazo al lado del cuerpo, y pedir a los participantes para alargar los postes de modo que el codo forme un aproximado de 90 ° ángulo al lado del cuerpo. Por último, apriete firmemente los polos y el ángulo de la punta de arranque hacia atrás.
  2. Instruir al participante los siguientes 4 pasos básicos con el fin de minimizar la cantidad de información a procesar y garantizar un conocimiento profundo de la técnica 12. Destinar aproximadamente 30 minutos para la instrucción y la posterior práctica de la técnica.
    NOTA: Las instrucciones de marcha nórdica son para ser dada por un instructor de polo marcha nórdica certificado.
    1. Antes de asegurar las correas de muñeca, instruir al participante que coloque sus polos detrás de la espalda baja yde pie alto. Pedir a los participantes que se pongan a su pecho alto y los hombros relajados.
      NOTA: Explicar a los participantes que esto se hace para obtener una comprensión de la postura de cuerpo en posición vertical requerida para la marcha nórdica.
    2. Haga que cada participante asegurar las correas de muñeca, colocar las puntas de polo detrás de ellos, y relajar los brazos a los lados. Sin sacar las manos abiertas (es decir, no las manijas), instruir al objeto de empezar a caminar con un mínimo balanceo de los brazos de unos 100 m.
      NOTA: En esta etapa, los polos son simplemente la zaga del participante.
    3. Si bien mantienen las manos abiertas y arrastrando los postes detrás de ellos, instruir al participante para comenzar a caminar más rápido. Pregunte a los participantes para visualizar llevando su mano hacia arriba como si estuvieran a punto de darle la mano a alguien.
      NOTA: En esta fase, explica que el objetivo es promover las acciones recíprocas y rítmicas naturales de los brazos y las piernas durante la marcha.
    4. Finalmente,como el brazo se balancea hacia delante, tienen el participante agarre suavemente el mango y se aplica una fuerza contra el suelo. Con cada movimiento de los brazos, instruir a la persona para levantar ligeramente los polos de la tierra y firmemente a plantar con cada paso subsiguiente.
      NOTA: En esta etapa, explican que las ayudas fuerza aplicada en la progresión de la marcha y proporciona resistencia a la musculatura superior del cuerpo.

3. Recolección de datos y Protocolo de prueba

  1. El uso de una medida estándar de la cinta, la escala de peso, y la pinza, tomar las medidas antropométricas de los participantes, incluyendo la altura, el peso, entre ASIS-distancia, la izquierda y la longitud de las piernas derechas, anchos de la rodilla, los anchos de tobillo, las compensaciones de los hombros, anchos de codo, anchos de la muñeca, y espesores de mano.
    1. Utilizando una cinta métrica, medir cada longitud de las piernas como la distancia desde la espina ilíaca anterior superior (ASIS) al centro del maléolo medial, así como la distancia entre el ASIS izquierda y derecha (es decir, </ Em> distancia inter-ASIS).
      1. A continuación, medir las anchuras de cada articulación usando una pinza mediante la búsqueda de la distancia entre las prominencias óseas (por ejemplo, cóndilos) de cada articulación. Por último, medir la altura y el peso del participante utilizando una cinta métrica estándar y la escala, respectivamente.
  2. Con el fin de evaluar los patrones de marcha (por ejemplo, medidas espacio-temporales) y la alineación postural durante un largo período de tiempo, utilizar un sistema de acelerómetro para la recogida de datos durante el 6 Minuto prueba de desplazamiento (TC6), que es una prueba válida y apropiada en la evaluación adultos mayores de 13 resistencia física.
    1. Para el sistema de acelerometría, asegúrese de que está compuesto de al menos 6 sensores, cada uno con acelerómetros y giroscopios incorporados en ellos con el fin de medir tanto la aceleración (g) y la velocidad angular (grados / s) de cada segmento del cuerpo específica.
      1. Antes de la colocación en el participante, asegurar que todos los sensores are firmemente acoplada a la estación de acoplamiento del sistema con el fin de sincronizar ellos y calibrar el sistema, y en última instancia transmitir mediciones de datos precisos 14.
    2. Una los sensores que utilizan correas de gancho y lazo ajustable, asegurar los sensores para las muñecas, tobillos, columna lumbar (L5) y el tronco y recoger a una velocidad de muestreo de un mínimo de 100 Hz.
      1. Al colocar los sensores, asegúrese de que estén orientados de acuerdo con las directrices del sistema. Coloque los sensores de tobillo anterior. Coloque los sensores de muñeca posterior (cuando está en posición anatómica). Coloque el sensor de tronco alto del esternón, y coloque el sensor directamente en el L5 L5 vértebras.
        NOTA: Los datos cinemáticos se transmite de forma inalámbrica desde estos sensores a un punto de acceso, que se utiliza en cuando precisamente la transmisión de los datos sincronizados.
    3. Montar el participante con los 6 sensores y pedirles que realizar dos ensayos de la PM6M, uno con postes y One sin. Al azar asignar estos dos ensayos para controlar el efecto del orden.
    4. Instruir al participante a caminar hacia atrás y adelante a lo largo de una pasarela de 25 metros a una velocidad de auto-seleccionado para el TC6, por tanto con como sin bastones. En este momento, asegúrese de hacer clic en "Inicio" para iniciar la recopilación de datos con el sistema de acelerómetro.
      NOTA: Durante los ensayos de polo, proporcionar más instrucciones al participante para poner en práctica su instrucción de polarización.
  3. Por último, evaluar los eventos de corta duración de la marcha utilizando un sistema de captura de movimiento 3-dimensional recogida en un mínimo de 100 Hz, con dos placas de fuerza incrustados en la vía. Sincronizar las plataformas de fuerza con el sistema de captura de movimiento, asegúrese de que las plataformas de fuerza se ponen a cero para evitar el ruido en los datos, y asegurar que se están recogiendo a una tasa de muestreo suficiente, por ejemplo 1.000 Hz.
    1. Sincronizar las placas de fuerza en el sistema de captura de movimiento por primera conectarlos al ordenador a través de los cables proporcionand de la empresa. En segundo lugar, directamente dentro del software del sistema de captura de movimiento, es imperativo "añadir" las placas de fuerza al volumen de captura mediante la introducción de las dimensiones, las sensibilidades, las tasas de muestreo, así como cualquier otra información requerida por el sistema.
    2. Asegúrese de que las placas de fuerza han sido "puesta a cero". Hacer esto en dos pasos: 1) haga clic derecho en cada plataforma de fuerza dentro del software y seleccione 'Cero plataforma de fuerza' y 2) presione el botón "cero" que se encuentra directamente en el cuadro de adquisición de datos de las plataformas de fuerza.
      NOTA: Asegúrese de que el sistema de captura de movimiento recoge la información en tiempo real tanto de la piernas izquierda y derecha de los golpes del pie de cada plataforma de fuerza y ​​permite el análisis espacial-temporal, cinemática y cinética.
  4. Completar una calibración dinámica del sistema (el objetivo de definir el volumen de captura que se va a utilizar durante la recopilación de datos). Para ello, una varita 3-marcador de una manera controlada a través de la capturespacio e. A continuación, realice una calibración estática del sistema para ajustar el sistema de coordenadas global (es decir, punto de referencia de 0, 0, 0 (x, y, z) mediante la colocación de un L-lateral de 4 MP al que especifica el punto de referencia y seleccionar "Ajuste de volumen «dentro de los programas informáticos.
    NOTA: La calibración dinámica ayuda más adelante en la reconstrucción de la posición 3-dimensional de 39 marcadores reflectantes utilizados para este modelo.
    1. Montar el participante con los 39 marcadores reflectantes, uniéndolas con cinta adhesiva de doble cara y colocarlos en puntos de referencia anatómicos específicos que incluyen: metatarsianos segundo, maléolo lateral, calcanei, izquierda y derecha mediados de vástago, cóndilos femorales laterales, izquierda y derecha la mitad del muslo , ASIS, PSIS, T10, C7, derecha, clavícula, esternón, procesos acromion, a izquierda y derecha mediados de húmero, epicóndilo lateral, izquierda y derecha mediados de antebrazo, muñecas medial y lateral, segundo metacarpianos, cabeza antero-lateral y posterolateral cabeza.
    2. Instruir al participante a continuación,realizar 6 ensayos de 5 metros a pie a través del volumen de captura de sistemas, con tres postes y tres sin. Asignar al azar a estos ensayos de control para efecto de orden y proporcionar la misma instrucción según la PM6M.

4. Los datos y análisis estadístico 14

  1. Durante el análisis de la PM6M, eliminar todo gira durante el juicio con el fin de dar cuenta de estrictamente constante caminar estado Después de la eliminación de los turnos, usar el software del sistema para extraer las medidas de espacio-temporales, campo de tronco de movimiento (ROM) en todos los lugares, y velocidades tronco en todos los planos.
    NOTA: Esto se hace automáticamente durante este protocolo a través de algoritmos utilizados por el sistema en sí 14. Los pasos para extraer las variables dependientes necesarios dentro de este sistema se enumeran a continuación.
    1. Usando el software del sistema acelerómetro, primero haga clic en "Data Monitor ', seleccionar los ensayos apropiados marca de tiempo que se han recogido, haga clic derecho en el trmate-, y seleccione "Convertir a CSV '. Después de hacer esto, abra el archivo CSV y asegurar que los datos de todos los sensores 6 se ha exportado para su posterior análisis.
    2. A continuación, seleccione de nuevo el juicio y haga clic en "Exportar a PDF". Observe que el sistema genere un informe en formato PDF con una serie de variables. A partir de aquí, extraer variables que se desean para el estudio, en este caso, las medidas espaciales-temporales y cinemáticas.
  2. Para la captura de movimiento en 3 dimensiones, filtrar todos los ensayos usando un cuarto orden cero lag filtro Butterworth para dispositivos analógicos con una frecuencia de corte de 10 Hz, así como un filtro para los Woltring marcador trayectorias con un MSE 15 mm valor predicho. Para ello, conecte los 'Butterworth y Woltring' opciones de filtrado para la tubería operaciones dentro del software del sistema, seleccionar las frecuencias de corte antes mencionados y los valores de MSE, y haga clic en "Ejecutar".
    1. Añadir una "Exportar a archivo ASCII 'operación de la tubería dentro de las operacionesel sistema y seleccione "Ejecutar". Guarde la hoja recién exportados ASCII (hoja de cálculo) a la computadora.
    2. Abrir los archivos ASCII exportados y dentro de cada archivo, localizar las salidas de energía y momentos de fuerza (es decir, la cinética) para cada una de las articulaciones de las extremidades inferiores, incluyendo el tobillo, la rodilla y la cadera.
      NOTA: El uso de las funciones mínimas y máximas dentro de la hoja de cálculo, calcular los picos superior e inferior correspondientes a las diferentes fases de un solo ciclo de la marcha (por ejemplo, A1, K1, H1, etc.) como se describe por Winter 14.
    3. A continuación, extraer las medidas espaciales-temporal utilizando el software específico del sistema, que en este ejemplo, se calcula automáticamente a través de algoritmos del sistema y a partir de mediciones antropométricas. Para extraer las variables específicas, primera importar el ensayo deseada en el software del sistema, seleccione "Eventos", y haga clic en la variable deseada para obtener el promedio variable de cada ensayo.
  3. Lastly, utilizando los archivos ASCII, localizar las trayectorias para el marcador C7, así como los marcadores del sacro / pélvicos. El uso de estas trayectorias, calcular la alineación postural como el diferencial entre estos marcadores y trayectorias tanto en la dirección medial-lateral y antero-posterior.
  4. Abra el software estadístico e importar el ensayo específico. En primer lugar, mediante el test de Shapiro-Wilks para la normalidad, asegúrese de que los datos se distribuyen normalmente.
    1. Para comparar con y sin polos, el uso emparejado pruebas t cuando los datos se distribuyen normalmente y Wilcoxon Signed Rank pruebas cuando se desvíe. Utilizar procedimientos de comparación múltiple por parejas Holm-Sidak cuando sea necesario. El nivel de significación se fijó en p <0,05.

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Representative Results

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Parámetros de la marcha espacio-temporal

Al caminar con bastones de marcha nórdica y evaluado utilizando placas de captura y de la fuerza de movimiento, la longitud del paso (p <0,01), el tiempo de doble apoyo (p <0,001), y el tiempo de apoyo sola (p <0,001) son significativamente más largo en comparación con caminar sin bastones . Además, la velocidad de la marcha (p <0,05) es significativamente más lento y la cadencia (p <0,001) es significativamente menor con los postes sin comparación con los adultos mayores. Además, al examinar la marcha a través de una caminata más larga duración con el TC6 y el uso de un acelerómetro, resultados similares se observaron con una longitud de zancada más larga (p <0,001) y el tiempo de doble apoyo (p <0,001), así como la velocidad del paso significativamente más lenta (p <0,001) y más pequeño cadencia (p <0,001) (Tabla 1).

Análisis de las extremidades inferiores conjunta cinética </ P>

medidas cinéticas son evaluados únicamente mediante la captura de movimiento en 3 dimensiones.

Articulación de cadera

Al utilizar postes, generación de energía significativamente menor de la cadera se ve en el contacto del talón (H1) (p <0,05), así como en la pre-swing (H3) (p <0,01) en comparación con caminar sin bastones (Figura 1). Coincidiendo con estas reducciones en la generación de energía de la cadera, el momento de fuerza, mientras que caminar con bastones es significativamente menor tanto en el contacto del talón (p <0,05) y pre-swing (p <0,05) en comparación con sin bastones.

Rodilla de Generación de Energía / Absorción

Al utilizar postes, significativamente menor absorción de potencia de la rodilla se ve en el contacto del talón (K1) (p <0,05), en el pre-swing (K3) (p <0,001), y al teroscilación minal (K4) (p <0,001) en comparación con caminar sin bastones (Figura 2). Además, con los postes significativamente más pequeños momentos de fuerza se encuentran en contacto con el talón (p <0,001) y al terminal de oscilación (p <0,001) y momentos de fuerza significativamente mayores en la mitad de la postura (p <0,01) en comparación con sin bastones.

Generación de energía tobillo / Absorción

No hay salida de potencia significativa o momento de las diferencias de fuerza en la articulación del tobillo, ya sea en el talón de contacto (A1) o despegue de los dedos (A2).

Análisis postural

No hay diferencias significativas en la gama tronco de movimiento cuando se utiliza el acelerómetro en cualquiera de los tres planos de movimiento (es decir, frontal, sagital y horizontal) o con la captura de movimiento en los planos frontal y sagital.

Los resultados encontrados en esta investigación coinciden con investigaciones anteriores sobre el mismo tema utilizando sistemas de captura de movimiento similares. Estos resultados demuestran que esta técnica y uso tanto de la captura y el acelerómetro de movimiento puede ser ampliamente apropiado en la evaluación de la marcha y la postura.

Figura 1
Figura 1:. El poder de la cadera Pico sobre un solo ciclo de la marcha Esta cifra representa un perfil de potencia de cadera típica en vatios por kilogramo de peso corporal durante un ciclo de andar sola (es decir, el golpe de talón de un pie a otro golpe de talón del mismo pie) a comparar con polos (rojo) a sin postes (azul). Las flechas en fases H1, H2, y H3 son indicativos de los cambios en la potencia de generación / absorción en comparación con los postes a sin polos, con los asteriscos indican una diferencia significativa entre el two. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2:. De potencia rodilla Pico sobre un solo ciclo de la marcha Esta cifra representa un perfil de potencia de rodilla típica en vatios por kilogramo de peso corporal durante un ciclo de andar sola (es decir, el golpe de talón de un pie al siguiente ataque demonios de ese mismo pie) a comparar con polos (rojo) a sin postes (azul). Las flechas en las fases K1, K2, K3 y K4 son indicativos de los cambios en la potencia de generación / absorción en comparación con los polos hasta sin bastones, con el asterisco indica una diferencia significativa entre los dos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

VICON APDM con los postes sin polacos con los postes sin polacos Medidas de resultado Media ± SD Zancada Longitud (m) 1,39 ± 0,19 1,31 ± 0,21 † 1,47 ± 0,11 1,42 ± 0,11 † Gait velocidad (m / s) 1,08 ± 0,23 1,18 ± 0,20 * 1,25 ± 0,17 1,39 ± 0,14 † Cadencia (pasos / min) 93.07 ± 10.90 108,78 ± 11,26 † 101,92 ± 12,17 117,82 ± 9,74 † Soporte Tiempo Doble (s) 0,34 ± 0,06 0,28 ± 0,06 † 0,28 ± 0,07 0,22 ± 0,06 † Tiempo único de apoyo (seg) 0,48 ± 0,05 0,41 ± 0,04 † --- ---

Tabla 1:. Medios espacial-temporal y la desviación estándar para los sistemas de recogida de datos de esta tabla representa las diversas medidas de espacio-temporales obtenidas a partir de los dos sistemas de captura de movimiento y acelerometría. Ambas cruces y asteriscos representan una diferencia significativa entre los postes con y sin bastones para cada sistema respectivo, con cruces que representan específicamente diferencia significativa en p <0,01 y asteriscos representan una diferencia significativa en p <0,05.

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Discussion

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La importancia de mantener la coherencia en términos de uso polo es crítica dentro de este protocolo. En particular, las medidas adecuadas para la técnica a la polaridad correcta, así como polo adecuado creados son importantes para mantener la coherencia entre los diferentes estudios. Por lo tanto, las directrices e instrucciones de una organización específica marcha nórdica deben ser atendidas para protocolos como este. Además, y sobre todo cuando se utiliza el acelerómetro, el uso de un conjunto de cuerpo completo de monitores triaxiales es importante obtener una comprensión completa de movimiento completo del cuerpo del sujeto (por ejemplo, la marcha y la postura) incluyendo la aceleración y la rotación de cada segmento corporal específico. Tal sistema puede y debe ser empleada principalmente en casos como por este protocolo, usando un tiempo relativamente largo pasarela (por ejemplo, 25 m) con el fin de dar cuenta de eventos de larga duración, así como reducir al mínimo el número de vueltas para tener en cuenta principalmente constante caminar estado. Esto podría ser particularmente important utilizando las pruebas de la marcha validados como el TC6 13 dentro de los dos entornos clínicos y de investigación.

Además, los sistemas de captura de movimiento se han reportado como equipo apropiado en el estudio de eventos de corta duración, tales como ciclos de marcha individuales 16 y debe ser utilizado como tal, como es el caso de la segunda parte de este protocolo. Para asegurar la precisión de este sistema, es imperativo para llevar a cabo calibraciones estáticas y dinámicas apropiadas del sistema para ajustar el volumen de captura y lo más importante el sistema de coordenadas global necesaria para la reconstrucción 3-dimensional de los marcadores reflectantes. Con el fin de evaluar tanto la marcha, así como la alineación postural, un marcador conjunto de todo el cuerpo (por ejemplo, el complemento en el modelo de la marcha) es necesaria ya que las posiciones y desplazamientos de la cadera (PSIS y sacra) y marcadores de la columna vertebral (C7) son fundamentales en el análisis y medición de rango tronco de movimiento (ROM) en el anterior-posterior (AP) y las direcciones medial-lateral (ML). Y yoastly, las placas de las fuerzas integradas con el sistema deben estar recogiendo a una tasa de muestreo suficiente, por ejemplo, 1.000 Hz de este protocolo. frecuencia de muestreo se puede cambiar de un estudio a otro, sin embargo, los investigadores deben tener la certeza de no violar el teorema de muestreo, que establece que "la señal de proceso debe ser muestreada a una frecuencia al menos dos veces mayor que la frecuencia más alta presente en la propia señal" 17.

Dependiendo de la disponibilidad del equipo en condiciones de laboratorio diferentes, diferentes sistemas de acelerometría y sistemas de captura de movimiento se pueden utilizar, siempre que éstos permitan la adhesión a los pasos críticos de este protocolo. Por ejemplo, si no puede utilizar un sistema de monitor de tri-axial que tiene ambas lecturas de aceleración y giroscopio o si el espacio de laboratorio es insuficiente para incorporar un largo paseo, el uso de este sistema puede no ser totalmente adecuados para la evaluación de la marcha de uno y la postura . Del mismo modo, con los sistemas de captura de movimiento, el uso de unamodelo del tren inferior para cada participante es adecuada en la evaluación de las diversas características de la marcha, sin embargo, los modelos inferior del cuerpo no serían capaces de evaluar adecuadamente la alineación postural como algunos de la cadera necesario y los marcadores de la columna vertebral pueden faltar para calcular el tronco ROM. Asimismo, si utiliza este protocolo para examinar las condiciones específicas (por ejemplo, la osteoartritis de rodilla o de lesiones del LCA), el uso de diferentes o modificados conjuntos de marcadores tales como la utilizada por Ali, Rouhi, y Robertson 18 puede ser utilizado para crear una evaluación más completa de la rodilla para tales condiciones. Además, como este estudio se centra en los adultos mayores solamente, el protocolo puede beneficiarse de la adición de un grupo de control a efectos de comparación, sin embargo, esto depende en gran medida de las poblaciones de cada estudio individual. Dependiendo de la población, un grupo de control (por ejemplo, adultos jóvenes) puede contribuir a una mayor comprensión de cómo la marcha y cambios posturales de alineación, con y sin el uso de polos nórdicos. También,para comprender mejor el papel que juegan los propios postes durante la marcha, el uso de medidores de deformación se podría incorporar. Siguiendo una técnica utilizada previamente en adultos jóvenes sanos por Jensen y colegas 9, la colocación de un indicador de tensión en cada uno de los polos podría ayudar en la evaluación de las mediciones de la marcha cinéticos. Y, por último, a raíz de una técnica empleada por la cuña y sus colegas 8, mediante electromiografía (EMG) con este protocolo puede ayudar en la comprensión de los patrones de activación muscular específicas tanto de las extremidades superiores e inferiores durante la marcha nórdica.

La originalidad de este protocolo reside en el hecho de que proporciona la guía para el estado de la técnica de la marcha analiza en dos muy diferentes reglajes. Por lo tanto, esto da opciones racionales y viables para investigadores y clínicos para elegir la hora de decidir el protocolo que servirá mejor a los fines de su análisis. Para reiterar, con el sistema de captura de movimiento en 3 dimensiones,el objetivo es estudiar eventos de corta duración como es el caso con un único ciclo de la marcha, mientras que los sistemas de acelerómetro se utilizan en este ejemplo para estudiar la marcha en su conjunto durante un período de tiempo más largo. Diferentes sistemas de 3 dimensiones de captura de movimiento, así como cámaras de vídeo, todas con placas de fuerza integrados en ellas se han utilizado comúnmente en la evaluación de la marcha marcha nórdica 3 - 6. Stief et al. 6 utiliza un sistema de 6-cámara para recoger 5 polarización y 5 ensayos no de polarización con el fin de medir la cinemática (es decir ROM) y la cinética (es decir, los momentos de fuerza) sobre las articulaciones de cadera, rodilla, tobillo y. Del mismo modo, un sistema 10 de la cámara fue utilizado por Koizumi et al. 4 con dos placas de fuerza incorporados en él para obtener mediciones cinéticas de 10 ensayos de marcha nórdica con el fin de calcular en última instancia, de cizallamiento y de compresión de las fuerzas de las articulaciones de las extremidades inferiores y la espina dorsal lumbar. Además, Hansen et al. 5 utiliza una 5-camsistema de vídeo digital era para registrar los movimientos, de nuevo con dos plataformas de fuerza incrustados en la pasarela con el fin de cuantificar las variables cinéticas que incluyen: fuerzas de compresión, las fuerzas de corte, las fuerzas de reacción del suelo, y los momentos de fuerza. Los métodos existentes fundamentalmente apuntan a la utilización de los sistemas de captura de movimiento lo más ampliamente aceptado y en gran medida apropiada para una medida precisa y eficiente de los patrones de marcha de un individuo, aunque por eventos de corta duración.

Contrariamente a la comunidad de captura de movimiento, a veces se han empleado métodos alternativos, como la utilizada por Hagen et al. 7. En este estudio en particular, placas electrogoniometría y de fuerza se utilizan para evaluar las medidas de espacio-temporales (por ejemplo, longitud de zancada), la extremidad inferior ROM, y la cinética, específicamente la fuerza vertical. Ellos también utilizan un sistema de acelerómetro, sin embargo, es un monitor uniaxial que sólo se coloca en el lado radial derecho de la muñeca para medir wraceleración ist y ayudar en la estimación de choque al cuerpo. Más allá de Hagen et al. 7 en los últimos años, los países nórdicos modo de andar tiene realmente aún no se examinó utilizando el acelerómetro. Y más aún, la investigación aún tiene que estudiar eventos duración de la marcha más largos como con el TC6. Del mismo modo que la captura de movimiento es ampliamente utilizado para eventos de corta duración, el acelerómetro debe ser más de un elemento básico en análisis de la marcha, particularmente durante un período más largo de tiempo. Si el uso del acelerómetro es más ampliamente reconocida y valorada en este aspecto, esto puede permitir una evaluación más representativa de la marcha, ya que se lleva a cabo sobre una base diaria.

Una vez que se perfecciona el protocolo, utilizando tanto el acelerómetro y la captura de movimiento para el análisis de la marcha nórdica polarización ayudará a crear una evaluación de la marcha en su totalidad que podrían ser representativas de ambos períodos cortos de caminar, así como más tiempo. Por otra parte, estas técnicas pueden emplearse con poblaciones específicas (por ejemplo, Parkinsenfermedad de encendido) para obtener una mejor comprensión de cómo los bastones de marcha nórdica pueden afectar no sólo a un solo paso, sino también obtener una mejor representación de su modo de andar de pasos repetidos. También, si está disponible en la práctica clínica, los médicos pueden ser capaces de utilizar el acelerómetro para medir con mayor precisión de la marcha de un paciente durante la evaluación clínica. Tales sistemas son particularmente fáciles de usar y simplifican la recolección y análisis de datos. Por último, en términos del efecto de una intervención de la marcha nórdica puede ser apropiado para coincidir con este protocolo. Es posible que el aprendizaje de la técnica de polarización y luego realizar inmediatamente las pruebas de laboratorio puede no resultar en una evaluación del todo exacta. En su lugar, practicar con los polos durante un período de tiempo (por ejemplo, 8 semanas) puede proporcionar una mejor evaluación del efecto de los polos nórdicos en marcha y la postura.

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Disclosures

Este trabajo está financiado en parte por Nordixx Canadá, los responsables de los bastones de marcha utilizados en este video.

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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Corroboración Técnicas de captura de movimiento para la evaluación de la marcha y la postura de Nordic Walking en los adultos mayores
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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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