Waiting
Login processing...

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

Behavior

Sit-til-stand-og-gåtur fra 120% Knee Højde: En ny tilgang til Vurdere Dynamic Postural kontrol Uafhængigt af Lead-lemmer

Published: August 30, 2016 doi: 10.3791/54323
Automatic Translation
1,2, 3, 1,2, 1
1Centre for Human and Aerospace Physiological Sciences (CHAPS), Faculty of Life Sciences and Medicine, King's College London, 2Physiotherapy Department, Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust, London, 3School of Applied Sciences, London South Bank University

Abstract

Personer med sensomotoriske patologi f.eks slagtilfælde have svært udfører den fælles opgave med stigende fra mødet og indlede gangart (sidde-til-walk: STW). Således i klinisk rehabilitering adskillelse af sit-til-standen og gangart indvielse - betegnes sit-til-stand-og-gåtur (STSW) - er sædvanligt. Men en standardiseret STSW protokol med en klart defineret analytisk tilgang egnet til patologisk vurdering er endnu ikke fastlagt,.

Derfor er en målrettet protokol defineret som er egnet til sunde og kompromitterede individer ved at kræve den stigende fase indledes fra 120% knæhøjde med en bred base af støtte uafhængig af bly lemmer. Optisk capture af tre-dimensionelle (3D) segmenter bevægelse flyveveje, og tvinge platforme for at give to-dimensionelle (2D) center-of-tryk (COP) baner tillader sporing af den vandrette afstand mellem COP og hele kroppen-center-of- masse (BCOM), faldt som øgers positionelle stabilitet, men foreslås at repræsentere dårlig dynamisk postural kontrol.

EKOM-COP afstand udtrykkes med og uden normalisering til emner 'benlængde. Mens COP-HD afstande varierer gennem STSW, normaliserede data på de vigtigste bevægelse begivenheder sæde-off og indledende tå-off (TO1) under trin 1 og 2 har lav intra- og inter variation i 5 gentagne forsøg udført af 10 unge raske individer . Således sammenligner COP-EKOM afstand på centrale begivenheder under udførelsen af ​​en STSW paradigme mellem patienter med øvre motor neuron skade, eller andre kompromitteret patientgrupper, og normative data hos unge raske individer er en ny metode til vurdering af dynamisk postural stabilitet.

Introduction

Kliniske patologier påvirker sensomotoriske systemer, for eksempel øvre motor neuron (UMN) skade efter slagtilfælde, fører til funktionsnedsættelser, herunder svaghed, tab af postural stabilitet og spasticitet, hvilket kan have en negativ indflydelse på bevægelse. Recovery kan være variabel med et betydeligt antal slagtilfælde overlevende der ikke opfylder de funktionelle milepæle for sikker stående eller gående 1,2.

Den diskrete praksis med gåture og sidde-til-standen er fælles rehabiliterende opgaver efter UMN patologi 3,4, men overgangsordninger bevægelser ofte forsømt. Sit-til-gåtur (STW) er en sekventiel postural-bevægeapparatet opgave inkorporerer sit-til-standen (STS), gangart indledning (GI), og gå fem.

Separation af STS og GI, reflekterende af tøven under STW er observeret hos patienter med Parkinsons sygdom 6 og kronisk slagtilfælde 7, i tillæg til ældre unimpaired voksne 8, men ikke i unge raske individer 9. Derfor sidder-til-stand-og-gåtur (STSW) er almindeligt gennemført inden for den kliniske miljø og er defineret af en pause fase af variabel længde, når man står. Der er imidlertid ingen publicerede protokoller til dato definerer STSW dynamik i en kontekst egnet til patientpopulationer.

Normalt i STW undersøgelser den indledende stol højde er 100% af knæhøjde (KH, gulv-til-knæ afstand), mund-bredde og GI bly-lemmer er selvvalgt, arme er begrænset på tværs af brystet og en økologisk meningsfuld opgave kontekst er ofte fraværende 5-9. Men patienterne finde stiger fra 100% KH udfordrende 10 og ofte vedtage en bredere fodstilling sammenlignet med raske individer 11, indleder gangart med deres afficerede ben 7, og bruge deres våben til at generere momentum 7.

For at starte gangart, en tilstandsændring i hele kroppen bevægelse i en purpos eful retning kræves 12. Dette opnås ved at afkoble hele kroppen center-of-mass (EKOM: det vægtede gennemsnit af alle betragtes kroppens segmenter i rummet 13) fra centrum-of-tryk (COP: positionen af den resulterende jorden udrykningsstyrke (GRF) vektor 14). I foregribende fase af GI, hurtig stereotype posterior og lateral bevægelse af COP mod lemmet skal svinges opstår derved generere EKOM momentum 12,15. COP og EKOM således adskilt, med den vandrette afstand mellem dem er blevet foreslået som et mål for dynamisk postural kontrol 16.

Beregningen af ​​COP-EKOM afstand kræver samtidig måling af COP og HD positioner. Standarden beregning af COP er vist nedenfor i ligning (1) 17:

ligning 1

tp_upload / 54.323 / 54323eq2.jpg "/>

ligning 3
(1)

Hvor M og Kraft repræsenterer øjeblikke om kraft platform akser og retningsbestemt GRF hhv. Indekserne repræsenterer akser. Oprindelsen er den lodrette afstand mellem kontaktfladen og oprindelsen af ​​kraftplatform, og anses for at være nul.

Den kinematiske metode, som består EKOM position indebærer sporing forskydningen i segmenter markører. En troværdig repræsentation af kroppen, men bevægelse kan opnås ved at anvende markører grupperet på stive plader anbringes væk fra knoklet vartegn, minimerer bløddele-artefakt (CAST teknik 18). For at bestemme EKOM position, er individuelle masser krop segment estimeret, baseret på Nekro arbejde 19. Tre-dimensionel (3D) bevægelsessystem proprietær software bruger koordinatsystemet positioner proksimal og distal segment steder til: 1) bestemme segmenter længder, 2) aritmetisk estimere segmenter masserne, og 3) beregne segmenter COM steder. Disse modeller er derefter i stand til at give et skøn over 3D EKOM position på et givet tidspunkt baseret på nettet summation af inter-segmenter positioner (figur 1).

Således er formålet med dette papir er først at præsentere en standardiseret STSW protokol, der er økologisk gyldig og omfatter stigende fra en høj sæde højde. Det er tidligere blevet vist, at STSW fra 120% KH er biomekanisk utydelig fra 100% KH spærring generation af lavere BCOM vertikale hastigheder og GRF'er under stigende 20, hvilket betyder en stigning fra 120% KH er lettere (og sikrere) for kompromitterede individer. For det andet, at udlede COP-EKOM vandrette afstande for at vurdere dynamisk postural kontrol under vigtige milepæle og overgange ved hjælp af 3D-motion-capture. Denne fremgangsmåde, der hos raske individer under STSW er uafhængig af lemmer-lead 20, giver mulighed for funktionelle evaluering opsving. Endelig er en foreløbig STSW datasæt repræsentative for unge raske individer præsenteret, og intra og interindividuelle variation i gruppen er defineret for at informere sammenligning med patologiske individer.

figur 1
Figur 1. 2D BCOM beregning. For overskuelighedens skyld er eksemplet er baseret på beregning af hel-benet COM fra en 3-bundet masse i 2 dimensioner, hvor koordinaterne for de respektive COM positioner (x, y) og segmentariske masse (m 1, m 2, m 3) er kendte. Segment masser og placering i segmenter COM positioner i forhold til laboratoriet koordinatsystem (LCS; oprindelse: 0, 0), anslås ved bevægelse analysesystem proprietær software ved hjælp af emne kropsmasse og offentliggjort antropometriske data (se hovedteksten). X etnd y ben COM position, i dette eksempel på 3-forbundne masse, derefter udledt ved hjælp af de viste formler. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Protokollen følger de lokale retningslinjer for testning af humane deltagere, defineret af London South Bank University godkendelse videnskabsetisk komité (UREC1413 / 2014).

1. Bevægelse Laboratory Forberedelse

  1. Ryd capture mængden af ​​uønskede reflekterende genstande, der kan misfortolkes som bevægelse markører og fjerne omgivende dagslys at reducere refleksioner efter behov.
  2. Tænd motion-capture-kameraer, proprietær tracking software, kraft platform forstærkere og ekstern analog-til-digital (AD) konverter. Give tid for kameraerne at initialisere.
  3. Arranger kameraer sikrer, at der er mindst 2 krydsende akser ekstreme opsamling volumen. Sørg enkelte kameraer har indstillinger optimale eksponering og blænde ved kontrol af de individuelle point-opløsning af test markører (f.eks den statiske kalibrering frame) inden capture diskenhedsplads (se reference Appendiks A 21).
  4. Mount genstand switch at slukke visuelle go signal i midterlinjen af ​​gangbro, 6 m foran startpositionen i kørselsretningen, på et stativ på motivets navle højde. Mount lyskilde (til visuel go signal) i midterlinjen af gangbro, 1 m foran emnet-kontakten i kørselsretningen, på et stativ på motivets øjenkrog højde (figur 2). Arranger operatøren lyskontakten i umiddelbar nærhed af investigator.
  5. Arranger kraft platforme 1 og 2 i parallel for gangart-initiering og kraft platforme 3 og 4 i en forskudt konfiguration til at fange ikke-dominerende bly-lemmer forsøg. Så lægger force platform dækker med aftagelig tape.

Figur 2
Figur 2. Eksperimentel protokol. Dette eksempel viser en venstre-ben bly: Emner sidde på en instrumenteret skammel ved 120% knæhøjde (KH) with ankler 10 ° grader i dorsalfleksion og fødder på skulder bredde fra hinanden orienteret fremad. På en visuel cue, fag udføre 5 forsøg med STSW fører med deres ikke-dominerende lemmer på selvvalgt tempo termineret ved at slukke lyset. Klik her for at se en større version af dette tal.

  1. I den proprietære tracking software sæt capture frekvens til 60 Hz og 3D sporingsparametre. Konkret bruge en forudsigelse fejl på 20 mm, en maksimal rest på 2 mm, minimum bane længde svarende til 2 rammer, og en maksimal ramme hul på 10 frames. Gå på at identificere hver af de 8 individuelle kraftplatform komponenter (z1, z2, z3, z4, x1-2. X3-4, y1-4, y2-3) fra hver formular platform forstærker i det respektive analog til digital konverter ( 32 kanaler i denne undersøgelse).
    1. Sørg for at alle forudbestemte kalibreringsindstillinger fra hver kraft platformens calibration dokumentation, har skaleringsfaktorer og analoge kanaler blevet specificeret (se kapitel Project Options; Analoge Boards 21) og udnævner offset skal læses i løbet af de sidste 10 rammer af capture, når losses.
  2. I den proprietære tracking software, udpege en multiplikator til motion-capture frekvens for at sikre en passende frekvens analog prøveudtagning. Brug en multiplikator på 17, hvilket giver en individuel kraft platform samplingfrekvens på 1020 Hz.
  3. Gennemføre den dynamiske wand kalibreringen:
    1. Placer L-formet referencestruktur på gulvet i capture volumen som forberedelse til kalibrering af 3D rummet. Den lange akse af denne struktur skal pege i anterior retning. (se kapitel Wand kalibreringsmetode 21).
    2. I siden kalibrering indstillinger i Project dialogboksen indstillinger, skal du vælge kalibreringen »type« til Wand, med en 750 mm længde. Vælg derefter koornere systemet orientering med positive z-akse peger opad og positiv y-aksen som den lange arm (se kapitel Kalibrering 21). Klik på OK.
    3. Klik på ikonet Kalibrering og indstille den tilsigtede længde af kalibreringen capture til 60 sek. Derefter sætter en tidsforsinkelse på 5 sek og identificere filen mappe, hvor resultaterne vil blive gemt. Klik på OK for at påbegynde kalibrering.
      Bemærk: Proceduren Staven bruger to kalibrering objekter at kalibrere volumen måling; dette bruges til at maksimere opløsningen af et stort motion capture volumen (figur 3). Den ene er en stationær L-formet referencestruktur med fire markører i den og bruges til at definere det globale koordinatsystem. Den anden genstand er en stav, som består af to markører lokaliseret en fast afstand fra hinanden. Under kalibreringen x, y, er z orienteringer af disse spores i forhold til x, y, z positioner af de fire statiske markørerpå henvisningen struktur; til gengæld tillader proprietær software til at triangulere, forudsige og rekonstruere de baner af de bevægelige markører i 3D-rum. Ved afslutningen af ​​denne proces, vil hvert kamera returnere en resterende fejl af dens nøjagtighed.
    4. Flyt kalibreringen wand inden kalibreringen volumen ved at rotere og oversætte staven omkring tilsigtede capture volumen for den angivne 60 sek (se kapitel Wand Kalibrering Metode 21).
    5. Kontrollere kalibreringen resultater, acceptere kalibrering med individuel kamera resterende fejl <1,5 mm, skal du klikke på OK.
      Bemærk: Hvis du har kraft plader vil der være en advarsel minde dig om at måle den kraft plade position igen (da det har sandsynligvis ændret sig med den nye indstilling).

Figur 3
Figur 3. L-formet reference Struktur og Wand til kameraKalibrering. Den L-formede henvisning struktur forbliver stationær og har 4 markører knyttet til den. Staven har to markører knyttet til den ved en fast afstand og bevæges i forhold til referencen struktur, for at skabe en 3-D kalibreret mængde plads, der er tilstrækkelige nok til den påtænkte markør indstillet til at passere igennem. Klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Fjern kalibrering sæt fra capture volumen. Find kraften platforme i den kalibrerede 3D-rum ved at placere en 9 mm i diameter passiv reflekterende markør i hver af de 4 hjørner af hver platform (opmærksomhed på placering er afgørende, se kapitel force Plate Placering 21). Anskaf en 5 sek optagelse og fortsæt at identificere hver enkelt markør og hver platformens referencesystem (PRS) inden for 3D-rum, som pr proprietære software forslag.
  2. Foretage en dynamisktage med de førnævnte prøvetagning og 3D sporingsparametre (1.6) for at bekræfte og sans-check efterfølgende kraft størrelser og retninger.
    1. Opsætning dynamisk fange i 15 sekunder med en 5 sek forsinkelse. Når klik for at påbegynde capture påbegyndes, har operatøren tid til at sidde på taburetten, pause, stå, pause og gå fremad komme i kontakt med kraften platforme (på dette punkt, er der ikke behov for operatøren at have retro-reflekterende markører knyttet in situ).
    2. Når capture er færdig, skal du kontrollere retningen og omfanget af jorden reaktion vektorer til at sikre konfigurationer af force-platforme er korrekte. Forvent opad og posterior til retning af rejse vektorer ved mund kontakt, og en maksimal lodret kraft på ca. 1 til 1,5 gange kropsvægt.
  3. Placer højdejusterbar taburet i midterlinjen af capture volumen mellem kraft platforme 1 og 2 (figur 2), og tilslut derefter en 300 mm Diameter pres sæde-måtten til den eksterne AD konverter.
  4. Forbered alle passive retro-reflekterende anatomiske markører til fiksering ved præ fastgørelse individuelt til den ene side af dobbeltklæbende tape, ca. 15 mm i længde (mindst 60 cm af dobbeltklæbende tape i alt pr emne) og arrangere på et passende sted klar til anvendelse at underkaste. Medtag sporing markør klynger og selvstændige sikre bandage klar til rettidig emne ansøgning.
    Bemærk: Sporing markører bør omfatte mindst 3 retroreflekterende markører arrangeret i en ikke-co-lineære arrangement, og er placeret på kroppens segmenter (nogle anatomiske markører placeret på skønnede fælles centre kan anvendes som sporing markører fx 1. og 5 th Mellemfodsben).

2. Med forbehold Forberedelse

  1. Opnå skriftligt informeret samtykke fra emne, der opfylder inklusion / eksklusionskriterier.
  2. Spørg ændres i passende tøj (cykling sHorts, tætsiddende t-shirt og sports-bh er relevant).
  3. Etablere dominerende benet ved hjælp af kicking-en-ball test 22, hvis motivet er i stand til sikkert at gøre det.
  4. Mål emne ståhøjde (m) og masse (kg); konvertere masse til vægt (N).
  5. Med forbehold stående, måle genstand bi-akromiale afstand (m) ved hjælp af måling calipre. Lås caliper stand til at anvende afstand til fødder positionering (se 4.5 nedenfor).
  6. Mål lodret gulv-til-knæ afstand (m) på den dominerende ben (i stående); formere afstand med 1,2 til beregning 120% KH afstand (m). Juster afføring højden til 120% KH. Tabel 1 opsummerer 10 raske forbehold karakteristika, herunder knæ højdedata.

tabel 1
Tabel 1:. Emne Kendetegn Individuelle data og middelværdi (± 1 SD) på tværs 10 forsøgspersoner vises.

    Forbered hudområder for markør placering. Shave uønsket hår på kroppen efter behov og bruge spritservietter at fjerne overskydende sved og / eller fugtighedscreme for at maksimere vedhæftning mellem markører og huden.
  1. Palpere, identificere og anvende retroreflekterende markører til anatomiske vartegn af nedre og øvre ekstremiteter, krop, hoved og bækken segmenter ved hjælp af dobbeltklæbende tape i overensstemmelse med den valgte tekniske referenceramme 23 (tabel 2). Gå på at anvende segmenter sporing markører med selv-sikring bandage.
    Bemærk: Hos kvinder, hvis vanskelighed opstår lokalisere brystbenet hak markør - sted markør over midten af ​​sports-bh tøjet.

tabel 2
Tabel 2: Marker-sæt placering. Markører (anatomiske og sporing) baseret på en tidligere rapporteret teknisk referenceramme 23

  1. Spørg underlagt gå ind i capture volumen og vedtage den anatomiske position. På dette punkt må motivet ikke bevæger sig før efter statisk capture er udført på grund af den iboende problem at estimere hofteleddet center i tøj til denne anatomiske placering.

3. Statisk Capture

  1. Instruere underlagt stå stille i midten af capture volumen, forudsat standarden anatomiske position, med alle anatomiske og sporing markører i situ.
    Bemærk: For at reducere blødt væv artefakt en statisk kalibrering foretages med anatomiske og sporing markører i stedet. De sporing markører henfører sig til de anatomiske markører, der ophæver begrænsningen af ​​at antage, at fælles centre ikke bevæger sig under huden. Tracking markører efterlades in situ for efterfølgende dynamiske forsøg. Dette kaldes den kalibrerede anatomiske systemer teknik (CAST) 18.
    1. For at foretage en kort statisk capture, bruge den førnævnte prøvetagning og 3D sporingsparametre (1.6), og sikre alle markører regnskabsmæssigt i capture volumen ved at bekræfte det samlede antal af markører, der er opført i panelet Uidentificerede Trajectories i 3D real-time mode . Dette skal svare til det samlede antal af markører, at den valgte tekniske referenceramme kræver. Klik på ikonet Optag for at fuldføre en 5 sek capture. Gentag om nødvendigt, hvis der mangler markører.
      Bemærk: Se afsnit 6 nedenfor for behandling af statiske capture data.
  2. Brug positionsdata fra hip-joint center vartegn om emnet dominerende side til at bestemme ben-længde (afstand fra hip-joint centrum (se 7.1 og tabel 3b nedenfor) til gulv) for distance normalisering (se 7.11 nedenfor).

4. Familiarization

  1. Fjern alle anatomiske-kun markører.
  2. Instruere underlagt siddepå taburetten med fødderne på individuelle kraft platforme 1 & 2.
  3. Instruer underlagt stå og derefter gå videre med den definerede førende ben. Juster anteroposteriore position af afføring, indtil motivet konsekvent gør central kontakt med kraft platforme 3 og 4 i de første 2 trin af gangart. Tillad gentagne praksis forsøg indtil motivet er komfortable.
  4. Marker det forreste ben position skammel med tape på gulvet overflade for at genetablere afføring position.
  5. Opsæt endelig fødder position (figur 2). Spørg underlagt sidde på taburetten med fødderne på individuelle kraft platforme 1 og 2. Juster skaft position på emnet dominerende side 10 ° posterior fra lodret ved hjælp af en udtrækkelig arm goniometer. Gå på at justere den ikke-dominerende fod lige i tråd, og derefter bruge de låste bremsekalibre (se 2.5 ovenfor), arrangere inter-fods bredde til den forudbestemte bi-akromiale afstand herom mellem de laterale mund grænser. Juster tværgående plan retning hver fod således, at hver mediale fod grænse er placeret på linje med kørselsretningen.
  6. Efter endelig kontrol justering, tegne rundt endelige mund positioner med en tør board tusch på aftagelige kraftplatform overflade.
  7. Brug den verbale instruktion:. ". Når du se lyset komme på foran dig, stå op og stoppe Mentalt tælle ned fra 3 til 1, ét tal ad gangen Derefter fører med din ikke-dominerende ben, gå på en behageligt tempo mod kontakten foran lyset og stoppe. Tæl mentalt fra 3 ned til en, ét tal ad gangen, og derefter med din skriftligt hånd bruge kontakten til at slukke lyset ".
  8. Gentage til emnet, som de kan bruge deres arme naturligt, derefter give emnet tilstrækkelig kendskab til STSW protokol. Familiarization giver emnet så meget tid som muligt til at akklimatisere til testmiljø sikre, at de er i stand til effektivt at udretteopgaven uden tvungen bevægelse, der ellers kunne påvirke den økologiske gyldighed eksperimentelle paradigme.

5. STSW Dynamiske Trials

  1. Med forbehold sidder på taburetten klar til dynamiske forsøg, først bekræfte det samlede antal af markører, der er opført i panelet Uidentificerede Trajectories i 3D real-time mode og at de svarer til det samlede antal af markører, at den valgte tekniske referenceramme kræver. Klik derefter på ikonet record for at fuldføre en 15 sek dynamisk fange.
  2. Efter 5 sek capture, tænde operatøren lys-switch og kontrollere, hvordan emnet reagerer - at de stiger fra afføringen og pause som anvist, træde på at tvinge platforme 3 og 4, og at de stopper og slukke lyset som anvist inden indfangning periode.
  3. Re-sæt lyskontakten og tjekke for markør dropouts ved regnskabsmæssige behandling af alle markører under langsom afspilning af retssagen. Gentag om necessaRy, ellers fortsættes på næste forsøg. Gå på at fange 5 forsøg med STSW i hvert fag.
  4. I tilfælde af anatomiske markører bliver Ikkefastgjorte, re-tillægger forudbestemt hud mark. Hvis sporing markører flytte, re-vedhæfte anatomiske markører og gentag statisk retssag - derefter fortsætte med de resterende dynamiske forsøg.

6. Proprietary Tracking Software post Processing

  1. I proprietær tracking software, identificere og mærke alle markørerne fra statiske og dynamiske forsøg (se kapitel Manuel Identifikation af Trajectories 21) og afgrøde uønsket fangst ved at flytte tidspunkter glider til begyndelsen og slutningen af opgaven. Udnyt "automatisk identifikation af markører", også kendt som AIM, funktionalitet i den proprietære tracking software til at hjælpe mærkning (se kapitel Generering en AIM Model 21).
    Bemærk: Mærkning af markører er påkrævet, så at den proprietære og efterfølgende biomekanik analysesoftwarekonsekvent konstruerer og beregner den relative bane af et stift legeme i tre-dimensionelle rum. Brug meningsfuld mærkning, som vist i tabel 2. AIM er fagspecifikke, men opdaterer løbende. Med et andet emne, og i tilfælde af en dårlig AIM, gå på at opdatere AIM ved manuel mærkning. Dette gælder også for den statiske capture-processen (se afsnit 3.1.1 ovenfor).
  2. I tilfælde af markør droppe ud, der overstiger 10 rammer, gå videre til enten finde det manglende forløb i den Uidentificeret panelet Trajectories, eller manuelt hul-fill hjælp polynomiet interpolation funktion, som den proprietære software (se kapitel Gap Fill Trajectories 21) .
    Bemærk: I nogle tilfælde markør baner er delvist fraværende og hul-udfyldning er en mekanisme, hvorved manglende data kan matematisk estimeret baseret på den målte bane før og efter de manglende data.
  3. Format end eksportere alle statiske og dynamiske forsøg i C3d format, for efterbehandling i biomekanik analysesoftware.
    Bemærk: Inden udførslen, udelukke alle uidentificerede og tomme markør baner med angivelse de facto mærkning, og udpege de sidste 10 rammer for nul kraft baseline niveauer for hver kraft plade.

7. Biomekanik Analysis Software post Processing

  1. Byg statiske 13-segment model 23 (fødder, skafter, lår, bækken, krop, overarme, underarme og hoved (bemærk ingen hænder)).
    Bemærk:. Processen med model bygning er grundlæggende i at definere de forbundne segmenter baseret på den statiske måling forsøg og proprietære software instruktioner blev anvendt 24 I denne protokol anatomiske koordinatsystemer for hvert organ segment (tabel 3a) og fælles center placeringer (tabel 3b ) er hovedsagelig baseret på Ren et al. 23 med tilpasninger for at undgå funktionel hip og glenohumeral fælles center estimering. Guld standarder for alle fælles center steder forbliver billeddiagnostiske teknikker såsom magnetisk resonans imaging (MRI), som er urealistiske i de fleste situationer. Funktionelle fælles center skøn er blevet anvendt; men der er stadig risiko for, at patienter med patologi ikke ville være i stand til at bevæge leddet i de nødvendige planer 25. Derfor, for bækkenet regressionsligninger f.eks Davis 26 bruges ofte. Her CODA bækkenet 27 blev anvendt, og er baseret på arbejde af Bell et al. 28, og glenohumeral joint centre blev anslået i henhold til Eames et al. 29.

tabel 3a
Tabel 3a: Anatomisk koordinatsystem for hele kroppen Model.

tabel 3b
Tabel 3b: fælles center Definitioner for hele kroppen model.

  1. Importer de dynamiske filer og tildele model til hver. Bekræft nøjagtigheden af ​​model bygning ved at kontrollere normale visuelle konfiguration af segmenter. I tilfælde af unøjagtigheder, er operatøren rådes til at gå tilbage til de proprietære sporing software-filer og tjek sensor billede sporing profiler og korrigere efter behov.
  2. Lavpasfilter kinematiske og kinetiske data ved hjælp af en 4 th ordens Butterworth filter med afskæringsfrekvens på 6 Hz og 25 Hz.
  3. Gennemsnitlig filter lys og tryk-mat analoge signaler over en 25-frame-vinduet.
  4. Opret kraft struktur for kraft platforme 1, 2, 3, og 4. Brug hjørne koordinater at skabe-dukket op, rektangulær struktur omfatter alle 4 force platforme (Figur 4).
    Bemærk: En kraft struktur kræves 30 med henblik på at netto COP beregninger kan laves på tværs af de 4 kraft platforme. i>
  5. Beregn netto COP koordinere signaler (x og y) inden for laboratoriet koordinatsystem (LCS) fra den kraft struktur.
    Bemærk: Softwaren udfører dette ved hjælp ligninger 2a-g nedenfor.
    1. Brug x- og y-signaler fra ligninger 2f og 2g for netto COP holdning i LCS.

(2a) Net medio-lateral kraft ligning 4

(2b) Net anterior-posterior kraft ligning 5

(2c) Årets lodret kraft ligning 6

(2d) Net platform øjeblik om x aksen ligning 7

(2e) Net platform øjeblik om y aksenn 8 "src =" / files / ftp_upload / 54.323 / 54323eq8.jpg "/>

(2f) x -Coordinate af netto kraftpåvirkning (COP x) ligning 9

(2g) y -Coordinate af netto kraftpåvirkning (COP y) ligning 10

Figur 4
Figur 4. Kraft Struktur. Eksempel på en rektangulær kraft struktur omfatter 4 kraft platforme i en ret bly-lemmer orientering. Nærmere oplysninger om lokale COP ansøgning og dimensioner med hensyn til et laboratorium koordinatsystem (LCS) er vist for kraftplatform 1 som eksempel. X, y, z position af platformen referencesystemet (PRS) er forskudt i forhold til L CS hvor X1 og Y1 repræsenterer mediolateral og anteroposteriore afstande fra PRS hhv. For at beregne den enkelte platform øjeblik omkring x-aksen, er den lodrette GRF multipliceret med summen af den lokale y COP koordinere og de ​​nye PRS-LCS offset y-koordinat (Y 1 + y 1). Øjeblikket omkring y-aksen koordinat er tilsvarende beregnes ved at multiplicere den lodrette GRF af den negative sum af det lokale x COP koordinere og den nye PRS-LCS offset x-koordinat - (X 1 + x 1). Den samlede kraftmoment omkring den globale kraft struktur er lig med summen af ​​alle de øjeblikke af kraft, divideret med summen af ​​de individuelle lodrette kræfter. Net COP X og Y-koordinater er således produceret til den kraft struktur i LCS (ligningerne 2a-g).large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Brug tilpassede rørledning kommandoer, skabe vigtige bevægelse begivenheder inden STSW, specielt sæde-off, opretstående, gangart indledning debut, første toe-off 1, og 1. og 2. indledende kontakter (tabel 4).

tabel 4
. Tabel 4: Bevægelse Begivenhed Definitioner GI - gangart indvielse; COP - center-of-tryk; HO1 - første hæl-off; TO1 - 1. tå-off, IC1 - 1. indledende kontakt.

  1. Brug af tilpassede rørledning kommandoer beregne COP-EKOM afstand (L) ved at anvende ligning 3 ved hver bevægelse begivenhed, hvor t i repræsenterer en given hændelse.

    ligning 12
    (3)
  2. Brug tilpassede rørledning kommandoer, beregne den maksimale COP-EKOM afstand (L max) ved at anvende ligning 4 mellem to begivenheder (t o → t i).

    ligning 15
    (4)

    hvor: t 0 og t i repræsenterer bevægelse debut og sidste gang forekomst af interesse henholdsvis (x COP (t i)) er x-koordinaten af COP på tidspunkt t i, (x EKOM (t i)) er den koordinat af BCOM på tidspunkt t i, og (y COP (t i)) og (y BCOM (t i)) er de tilsvarende værdier for y koordinater 31.
  3. Uddrag afhængige variable af interesse ved bevægelse begivenheder; COP-HD afstande på sæde-off og fFØRSTE toe-off (TO1) begivenheder og maksimal COP-HD afstande i løbet af 1. trin fase (mellem TO1 og første indledende kontakt, IC1) og 2. trin fase (mellem IC1 og IC2) hjælp tilpassede pipeline kommandoer.
  4. Normaliser intra-omfattet COP-HD afstande som andel af emne dominerende benlængde (se 3.2 ovenfor).
  5. Eksporter data til statistisk analyse ved hjælp af Kopier til udklipsholder funktionalitet eller ved at eksportere filer i andre tilgængelige oprindelige formater.

8. Lab-specifikke Normativ Værdi Beregninger

  1. Beregn middelværdi (± 1 SD) intra og inter-underlagt værdier for både egentlige COP-HD afstande og normaliserede værdier som forholdet mellem individer dominerende benet længde.
  2. Beregn variationskoefficienter (COV) for gennemsnitlige inter-underlagt data.
  3. Beregn intra-emne variation pr begivenhed ved hjælp af to-vejs blandede effekter model intra-class korrelationskoefficienter (ICC 32.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alle emner steg med fødderne placeret på de to kraft-platforme, der fører med deres ikke-dominerende lemmer som anvist. Normal gangart blev observeret med emner træde rent på de andre platforme og 3D optisk baserede bevægelsesanalyse held spores hele kroppen bevægelse under 5 gentagne målrettet STSW opgaver stiger fra 120% KH. Samtidig COP og EKOM mediolateral (ML) og anteroposteriore (AP) forskydninger mellem sæde-off og IC2 (100% STSW cyklus) omfattende: anledning, pause, gangart indledning (GI), trin 1, og trin 2 er vist i henholdsvis figur 5A og 5B for første emne (venstre ben (ikke-dominerende) bly). I ML flyet, der var ubetydelig COP eller EKOM forskydning fra sæde-off til GI debut. Men efter GI debut COP fortrænger mod venstre væk fra stående lem mod swing lemmer - adskille fra EKOM, som fortrænger mod højre. Derefter COP sideværts displaces mod højre mod efterfølgende holdning lemmer, der passerer ud over EKOM mod højre før tå-off. Derefter under trin 1 og 2, den BCOM følger en sinusformet forskydning, med COP forskyder yderligere sideværts under enkelt led holdning (figur 5A).

Figur 5
. Figur 5. COP og HD Forskydninger Paneler viser første emne tilsagn STSW fra 120% KH med ikke-dominerende lemmer-bly; i dette tilfælde venstre ben bly. Tidsaksen er normaliseret til procentdel tid mellem sæde-off og indledende kontakt 2 (IC2). A) mediolateral forskydning. Y -aksen retning etiketter med hensyn til swing (venstre) ben. Linjer viser COP og HD data svarende til hvert forsøg, de fede linjer repræsenterer middelværdien, og skraverede områder repræsenterer ± 1SD omkring gennemsnittet. B) Anteroposterior forskydninger. Y -aksen retning etiketter med hensyn til swing (venstre) ben. Linjer viser COP og HD data svarende til hvert forsøg, de fede linjer repræsenterer middelværdien, og skraverede områder repræsenterer ± 1 SD omkring gennemsnittet. C) COP-EKOM vandrette afstand. Linjer viser distance data svarende til hvert forsøg, den fede linie repræsenterer middelværdien, og skraverede område repræsenterer ± 1 SD omkring gennemsnittet. Sæde-off og tå-off 1 begivenheder og maksima under trin 1 og 2 er markeret. Klik her for at se en større version af dette tal.

I AP planet, COP på sæde-off starter foran EKOM, og mens de begge bevæger sig fremad under stigende; deres adskillelse mindsker støt før fletning på oprejst. Efter pausen fase BCOM accelererer fremad gennem GI og trin 1 og 2. I modsætning hertil COP forskyder baglæns på GI debut og derefter frem efter tå-off, men er stadig bag EKOM hele trin 1. COP dog passerer foran EKOM under trin 2 efter første kontakt 1 tilbøjelige til at svare med overgangen til enkelt lemmer holdning . COP frem forskydning derefter bremser og passerer bag EKOM igen lige før midten holdning / swing (figur 5B).

Den vandrette afstand mellem COP og EKOM, hele STSW cyklus giver en sammensætning af den plane beskrivelse af COP og EKOM forskydninger. Denne fremgangsmåde forenkler det komplekse samspil af COP og EKOM forskydning giver et indeks for positionelle stabilitet (figur 5C).

Intra-omfattet COP-EKOM afstandskrav var i overensstemmelse med sæde-off, TO1, og i løbet af trin 1 og 2 i kraft af stærke intraclass korrelationskoefficienter på alle 4 arrangementer. IDesuden målefejl (tabel 5), eller fælles standardafvigelse for gentagne målinger 32, var lille: 9 mm (sæde-off) og 12 mm (TO1, trin 1, trin 2) på tværs af alle fag. En anden nyttig måde at præsentere målefejl er repeterbarhed statistik (tabel 5). Den repræsenterer størrelsen af ​​den forventede forskel mellem 2 gentagne målinger 95% af tiden, og er mellem 24 mm og 34 mm for de 4 arrangementer.

Interindividuel COP-HD afstandskrav stemte overens (tabel 6) ved sæde start og TO1, foruden under trin 1 og 2. I denne homogene, sund voksen gruppe; emne ben-længde interval (0,803-0,976 m (tabel 1)) 33 og varians var lille (betyder 0. 855 m SD 0,051 m). Mens det er ikke typisk at normalisere COP-HD afstande benlængde og Figur 6 viser ubetydelige forskelle mellem normaliseret og un-norm alized inter-emne betyde COP-HD data, normalisering gør reducere koefficienten af varians (COV, tabel 6).

tabel 5
Tabel 5:. COP-EKOM Afstande Intra (5 forsøg) og inter-emne betyde ± 1 SD data vises som egentlige afstande og normaliseret at underkaste ikke-dominerende benlængde for diskrete afstande på sæde start og TO1, og maksimum afstande under trin 1 og trin 2.

tabel 6
Tabel 6:. Intra-emne Variation ICCS (95% konfidensinterval) og måling fejl (middel intra-emne SD afstand im) og repeterbarhed statistik 32 er vist pr begivenhed.

323 / 54323fig6.jpg "/>
Figur 6. Inden og Mellem-emne COP-EKOM Afstande. (A) Un-Normalized. Hver linje repræsenterer inden for individet betyder COP-EKOM afstand. Den dristige linje repræsenterer den mellem-emne gennemsnitlig afstand. (B) Normaliseret til Dominant benlængde. Hver linje repræsenterer inden for individet betyder COP-EKOM afstand som en procentdel af fagets dominerende benlængde. Den dristige linje repræsenterer den mellem-emne betyde afstand som en procentdel af fagets dominerende benlængde.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den sit-til-stand-og-gåtur (STSW) protokol defineres her kan bruges til at teste dynamisk postural kontrol under komplekse overgangsperiode bevægelse hos raske individer eller patientgrupper. Protokollen indeholder begrænsninger, der er designet til at tillade personer med patologi for at deltage, og inddragelse af slukke lyset betyder at det er økologisk gyldig og målrettet. Som det tidligere er blevet vist, at bly-lemmer og stigende fra en høj (120% KH) sæde ikke fundamentalt påvirker opgave dynamik under STSW 20, kan de her beskrevne metoder anvendes som en standard-protokol. Denne STSW protokol har gyldighed, fordi sammenlignet med raske individer, patienter finde stiger fra lavt sædehøjder en udfordring 10, har en tendens til at generere mindre vandret momentum 7 og separat stiger, før du starter gangart fra en bred fodstilling 11 med deres afficerede ben 7. Dette papir beskriver også, hvordan man beregner COP og EKOM displacement under STSW, hvorfra den vandrette adskillelse mellem COP og EKOM - et indeks over dynamisk stabilitet 16 - kan udledes mellem sæde-off og det andet trin.

Resultaterne er afhængige af en række kritiske skridt i protokollen. For det første er fjernelse af kulturgenstandsspor lys og indstillinger optimale kamera eksponering nødvendig for at sikre nøjagtigheden af ​​optisk 3D markør sporing. For det andet opmærksom på capture volumen ved kalibrering er en vigtig overvejelse for yderligere at optimere motion capture nøjagtighed. For det tredje kraft plade synkronisering med motion capture systemet anvendelse af en passende skalafaktor mindsker risikoen for fejl i størrelsen af ​​den resulterende, formalede reaktionskraft vektor. For det fjerde, præcis kraft plade identifikation i 3D-rum er kritisk. Særlig forsigtighed skal foretages, når lokalisere hver plade er PRS, og validering af denne nøjagtighed skal være en rutine 34. Dette sikrer, at kraft pladestruktur and rendering i efterbehandlingen er optimeret til præsentation af COP data af høj kvalitet. Endelig er de vigtigste bidragydere til HD forskydning estimeringsfejl er urigtige markør positionering, lokalisering af fælles centre og hud bevægelse artefakter 35. Således bør erfaring i anatomisk palpation og vedtagelse af CAST metode 18 betragtes forudsætninger. Andre teknikker involverer at bruge færre markører eller endda en ental estimatoren for EKOM position under gang som sakrale inertisensorer. Men denne teknik kræver validering 36, og er af begrænset nytte, når kroppen segment retningslinjer afviger fra, når oprejst dvs., Under stigning 37. Således, flere kamera kvantificering af EKOM fortsat guldstandarden teknik til STSW.

Med disse trin overvejes i en sund befolkning, variabilitet under STSW er lav, begrunder gennemsnit på tværs af forsøg med en høj grad af tillid.Desuden lav (sunde) interindividuel variation tyder sammenligning med sådanne (lab specifik) normative data ville give høj følsomhed til forskelle induceret af patologi. Mens, interpersonelle variation var lav, reduceret COV kan opnås ved at normalisere for benlængde. Et aspekt, som berettiger yderligere undersøgelse er STSW pause fase. Raske selvvalgt en middelværdi (± SD) pause fase af 0,84 sek (± 0,07). Hvorvidt dette adskiller sig patologiske grupper, og i så fald, om der er nogen effekt på stabilitet under overgangen er endnu ikke fastslået.

Graden af ​​COP-EKOM adskillelse varierer i de forskellige faser af STSW. De største COP-HD afstande var på sæde-off, TO1, og lige før foden kontakt under trin 1 og 2. Disse repræsenterer den største udfordring for postural kontrolsystemer og derfor defineret som begivenheder af interesse. Nedsat COP-EKOM adskillelse er forbundet med øget positionelle stabilisatorty, men indikerer reduceret postural stabilitet 31. Ved sædets sig og kroppen overgange fra en stabil til en ustabil base af støtte, er positionelle stabilitet udføres enten af ​​posterior placering af fødder eller forreste positionering af stammen i forhold til sædet, som begge er almindeligt ses hos patienter funktionelt svækkede 38,39. Efter pause, HD-COP distancerer stigning under GI; inkorporerer den foregribende, postural "release" og "losning" sub-faser 15, og en bevægeapparatet svingende lemmer fase. I slutningen af ​​GI og start på trin 1 sker ved TO1; hvor en relativ stigning i COP-EKOM adskillelse er forbundet med EKOM fremad acceleration forårsaget af de kombinerede GI faser, hvis udfald er højere walking hastighed 40. Derfor, for at COP-EKOM afstand på sæde start og TO1 repræsentere kandidat dynamisk postural stabilitet variabler testes i patologiske grupper.

Desuden maksimal COP-BCOMdistance toppe forekommer konsekvent under trin 1 og 2 i slutningen af ​​enkelt støtte. Det er vigtige begivenheder at måle, fordi trin 1 og 2 repræsenterer den periode, hvor steady-state gangart realiseres. Større gennemsnitlige COP-HD afstande under trin 1 i forhold til trin 2 i alle, men en rask emne ved anvendelse af protokollen blev observeret. Trin 1 er fortsat en del af bevægeapparatet acceleration fase, før steady state gangart er nået i slutningen af trin 2 12 Derfor, trin 1 er underlagt både postural og lokomotoriske kontrol krav og er mere positionelt ustabil end efterfølgende trin i gangart.; en funktion, der støttes af den øgede risiko for at falde i løbet af hver dag overgangsordninger bevægelser 41. Trin 2 er ikke mindre vigtig, da det repræsenterer begyndelsen af ​​steady-state gangart. Derfor er maksimal COP-HD afstande under både trin 1 og 2 faser er angivet i STSW analyse.

Afslutningsvis denne STSW protokol udvider brugen af ​​COP-EKOM vandret SEPAration til STSW og vores foreløbige resultater giver en indledende normative datasæt for raske personer. COP-EKOM afstande normaliseret til benlængde på sæde-off, TO1, og trin 1 og 2 maksima ved udførelsen af ​​en målrettet STSW paradigme er en roman metode til vurdering af dynamisk postural stabilitet. Det giver mulighed for at udlede meget konsekvente normative globale eller lokale datasæt, der kan sammenlignes med UMN sårede patienter eller andre kompromitteret patientgrupper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke Tony Christopher, Lindsey Merian på Kings College London og Bill Anderson på London South Bank University for deres praktisk støtte. Tak også til Eleanor Jones på Kings College London for hendes hjælp med at indsamle data til dette projekt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Motion Tracking Cameras Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) Oqus 300+ n= 8
Qualysis Track Manager (QTM) Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) QTM 2.9 Build No: 1697 Proprietary tracking software 
Force Platform  Amplifier Kistler Instruments, Hook, UK 5233A n= 4
Force Platform Kistler Instruments, Hook, UK 9281E n= 4
AD Converter Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) 230599
Light-Weight Wooden Walkway Section Kistler Instruments, Hook, UK Type 9401B01  n= 2
Light-Weight Wooden Walkway Section Kistler Instruments, Hook, UK Type 9401B02  n= 4
4 Point "L-Shaped" Calibration Frame Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden)
"T-Shaped" Wand Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden)
12 mm Diameter Passive Retro reflective Marker Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) Cat No: 160181 Flat Base
Double Adhesive Tape Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) Cat No: 160188 For fixing markers to skin
Height-Adjustable Stool Ikea, Sweden Svenerik Height 43 - 58 cm with ~ 10cm customized height extension option at each leg
Circular (Disc) Pressure Floor Pad Arun Electronics Ltd, Sussex, UK PM10 305 mm Diameter, 3 mm thickness, 2 wire
Lower Limb Tracking Marker Clusters Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) Cat No: 160145 2 Marker clusters, lower body with 8 markers (n= 2)
Upper Limb Tracking Marker Clusters Qualysis  (Qualysis AB Gothenburg, Sweden) Cat No: 160146 2 Marker clusters, lower body with 6 markers (n= 2)
Self-Securing Bandage Fabrifoam, PA, USA 3'' x 5'
Cycling Skull Cap Dhb Windslam
Digital Column Scale Seca 763 Digital Medical Scale w/ Stadiometer
Measuring Caliper Grip-On Grip Jumbo Aluminum Caliper - Model no. 59070 24 in. Jaw
Extendable Arm Goniometer Lafayette Instrument Model 01135 Gollehon
Light Switch Custom made
Visual3D Biomechanics Analysis Software C-Motion Inc., Germantown, MD, USA Version 4.87

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Duncan, P. W., Goldstein, L. B., Matchar, D., Divine, G. W., Feussner, J. Measurement of motor recovery after stroke. Outcome assessment and sample size requirements. Stroke. 23 (8), 1084-1089 (1992).
  2. Smith, M. T., Baer, G. D. Achievement of simple mobility milestones after stroke. Arch Phys Med Rehabil. 80 (4), 442-447 (1999).
  3. Langhorne, P., Bernhardt, J., Kwakkel, G. Stroke rehabilitation. Lancet. 377 (9778), 1693-1702 (2011).
  4. Veerbeek, J. M., et al. What is the evidence for physical therapy poststroke? A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 9 (2), e87987 (2014).
  5. Magnan, A., McFadyen, B., St-Vincent, G. Modification of the sit-to-stand task with the addition of gait initiation. Gait Posture. 4 (3), 232-241 (1996).
  6. Buckley, T. A., Pitsikoulis, C., Hass, C. J. Dynamic postural stability during sit-to-walk transitions in Parkinson disease patients. Mov Disord. 23 (9), 1274-1280 (2008).
  7. Frykberg, G. E., Aberg, A. C., Halvorsen, K., Borg, J., Hirschfeld, H. Temporal coordination of the sit-to-walk task in subjects with stroke and in controls. Arch Phys Med Rehabil. 90 (6), 1009-1017 (2009).
  8. Dehail, P., et al. Kinematic and electromyographic analysis of rising from a chair during a "Sit-to-Walk" task in elderly subjects: role of strength. Clin Biomech (Bristol, Avon). 22 (10), 1096-1103 (2007).
  9. Buckley, T., Pitsikoulis, C., Barthelemy, E., Hass, C. J. Age impairs sit-to-walk motor performance. J Biomech. 42 (14), 2318-2322 (2009).
  10. Roy, G., et al. The effect of foot position and chair height on the asymmetry of vertical forces during sit-to-stand and stand-to-sit tasks in individuals with hemiparesis. Clin Biomech (Bristol, Avon). 21 (6), 585-593 (2006).
  11. Kubinski, S. N., McQueen, C. A., Sittloh, K. A., Dean, J. C. Walking with wider steps increases stance phase gluteus medius activity. Gait Posture. 41 (1), 130-135 (2015).
  12. Jian, Y., Winter, D. A., Ishac, M. G., Gilchrist, L. Trajectory of the body COG and COP during initiation and termination of gait. Gait Posture. 1 (1), 9-22 (1993).
  13. Winter, D. A. Human balance and posture control during standing and walking. Gait Posture. 3 (4), 193-214 (1995).
  14. Cavanagh, P. R. A technique for averaging center of pressure paths from a force platform. J Biomech. 11 (10-12), 487-491 (1978).
  15. Halliday, S. E., Winter, D. A., Frank, J. S., Patla, A. E., Prince, F. The initiation of gait in young, elderly, and Parkinson's disease subjects. Gait Posture. 8 (1), 8-14 (1998).
  16. Hass, C. J., Waddell, D. E., Fleming, R. P., Juncos, J. L., Gregor, R. J. Gait initiation and dynamic balance control in Parkinson's disease. Arch Phys Med Rehabil. 86 (11), 2172-2176 (2005).
  17. Winter, D. A., Patla, A. E., Ishac, M., Gage, W. H. Motor mechanisms of balance during quiet standing. J Electromyogr Kinesiol. 13 (1), 49-56 (2003).
  18. Cappozzo, A., Catani, F., Croce, U. D., Leardini, A. Position and orientation in space of bones during movement: anatomical frame definition and determination. Clin Biomech (Bristol, Avon). 10 (4), 171-178 (1995).
  19. Dempster, W. T., Gabel, W. C., Felts, W. J. The anthropometry of the manual work space for the seated subject. Am J Phys Anthropol. 17 (4), 289-317 (1959).
  20. Jones, G. D., James, D. C., Thacker, M., Jones, E. J., Green, D. A. Sit-to-Walk and Sit-to-Stand-and-Walk Task Dynamics are Maintained During Rising at an Elevated Seat-Height Independent of Lead-Limb in Healthy Individuals. Gait Posture. 48, 226-229 (2016).
  21. Qualysis AB. Qualysis Track Manager User Manual. , Sweden. (2011).
  22. Hoffman, M., Schrader, J., Applegate, T., Koceja, D. Unilateral postural control of the functionally dominant and nondominant extremities of healthy subjects. J Athl Train. 33 (4), 319-322 (1998).
  23. Ren, L., Jones, R. K., Howard, D. Whole body inverse dynamics over a complete gait cycle based only on measured kinematics. J Biomech. 41 (12), 2750-2759 (2008).
  24. C-Motion Wiki Documentation. Tutorial: Building a Model. , http://www.c-motion.com/v3dwiki/index.php/Tutorial:_Building_a_Model (2013).
  25. Kainz, H., Carty, C. P., Modenese, L., Boyd, R. N., Lloyd, D. G. Estimation of the hip joint centre in human motion analysis: a systematic review. Clin Biomech (Bristol, Avon). 30 (4), 319-329 (2015).
  26. Harrington, M. E., Zavatsky, A. B., Lawson, S. E., Yuan, Z., Theologis, T. N. Prediction of the hip joint centre in adults, children, and patients with cerebral palsy based on magnetic resonance imaging. J Biomech. 40 (3), 595-602 (2007).
  27. C-Motion Wiki Documentation. Coda Pelvis. , http://www.c-motion.com/v3dwiki/index.php/Coda_Pelvis (2015).
  28. Bell, A. L., Brand, R. A., Pedersen, D. R. Prediction of hip joint centre location from external landmarks. Human movement science. 8 (1), 3-16 (1989).
  29. Eames, M. H. A., Cosgrove, A., Baker, R. Comparing methods of estimating the total body centre of mass in three-dimensions in normal and pathological gaits. Human movement science. 18 (5), 637-646 (1999).
  30. C-Motion Wiki Documentation. Force Structures. , http://www.c-motion.com/v3dwiki/index.php?title=Force_Structures (2015).
  31. Martin, M., et al. Gait initiation in community-dwelling adults with Parkinson disease: comparison with older and younger adults without the disease. Phys Ther. 82 (6), 566-577 (2002).
  32. Bland, J. M., Altman, D. G. Measurement error. BMJ. 313 (7059), (1996).
  33. Hof, A. L. Scaling gait data to body size. Gait Posture. 4 (3), 222-223 (1996).
  34. Holden, J. P., Selbie, W. S., Stanhope, S. J. A proposed test to support the clinical movement analysis laboratory accreditation process. Gait Posture. 17 (3), 205-213 (2003).
  35. Baker, R. Gait analysis methods in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil. 3, (2006).
  36. Gregory, C. M., Embry, A., Perry, L., Bowden, M. G. Quantifying human movement across the continuum of care: From lab to clinic to community. J Neurosci Methods. 231, 18-21 (2014).
  37. Pai, Y. C., Rogers, M. W. Segmental contributions to total body momentum in sit-to-stand. Medicine and Science in Sports and Exercise. 23 (2), 225-230 (1991).
  38. Hughes, M. A., Weiner, D. K., Schenkman, M. L., Long, R. M., Studenski, S. A. Chair rise strategies in the elderly. Clin Biomech (Bristol, Avon). 9 (3), 187-192 (1994).
  39. Medeiros, D. L., Conceição, J. S., Graciosa, M. D., Koch, D. B., Santos, M. J., Ries, L. G. The influence of seat heights and foot placement positions on postural control in children with cerebral palsy during a sit-to-stand task. Res Dev Disabil. 43-44, 1-10 (2015).
  40. Breniere, Y., Do, M. C. When and how does steady state gait movement induced from upright posture begin? J Biomech. 19 (12), 1035-1040 (1986).
  41. Weerdesteyn, V., de Niet, M., van Duijnhoven, H. J., Geurts, A. C. Falls in individuals with stroke. J Rehabil Res Dev. 45 (8), 1195-1213 (2008).

Tags

Adfærd Sit-til-stand-og-walk gangart indledning massemidtpunkt centrum for pres bevægelsesanalyse fysioterapi genoptræning
Sit-til-stand-og-gåtur fra 120% Knee Højde: En ny tilgang til Vurdere Dynamic Postural kontrol Uafhængigt af Lead-lemmer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jones, G. D., James, D. C., Thacker, … More

Jones, G. D., James, D. C., Thacker, M., Green, D. A. Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb. J. Vis. Exp. (114), e54323, doi:10.3791/54323 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

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

Waiting X
Simple Hit Counter